[发明专利]一种空间索形成的张弦与悬索组合式人行桥及其施工方法

说明书

本发明公开一种空间索形成的张弦与悬索组合式人行桥及其施工方法，该人行桥包括锚碇基础、塔墩基础、纵横梁、主缆、索梁连接件。锚碇基础分布于桥梁两侧；塔墩基础布置于各桥跨之间，当桥跨数量为N时，塔墩基础数量为N‑1；纵横梁在各跨由主横梁、主纵梁、次纵梁和次横梁拼接而成；主缆在桥梁两侧不同高度处平行布置若干根，且沿桥梁纵向布置；主缆中间穿过塔墩基础，两侧锚固于锚碇基础；主缆在任意跨呈悬链线线型，且在远离塔墩基础的跨长范围内位于纵横梁下方，与纵横梁形成张弦结构体系；主缆在靠近塔墩基础的范围内位于纵横梁上方，与纵横梁形成悬索支撑体系。本发明的桥的桥面刚度、抗扭性能和抗风稳定性高。同时该桥布跨灵活、施工快速。

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，具体涉及一种空间索形成的张弦与悬索组合式人行桥及其施工方法。

背景技术

近年来，随着生态旅游业的蓬勃发展，景区游线扩展以及设施品质提升显得愈发重要。在众多游乐设施中，跨山谷玻璃栈桥以其造型雄伟、观光体验感强的特点成为目前多数旅游景区的重要标志。由于景区地势的独特性，跨山谷桥梁普遍采用跨越能力强的柔性悬索桥。但是这类桥由于其桥面刚度小、跨宽比大的特点，对风荷载的作用十分敏感，需要辅助性的技术措施来保障桥梁的抗风承载力和稳定性；此外，悬索支撑体系不适用于连续布跨的地形条件，而且两侧桥塔和锚碇对场地选址有较高的要求。所以亟待研发抗风性能更好、适用性更广的桥型去适应多样化的景区人行桥设计需求。

张弦结构属于“上梁下索”的非常规索支撑体系，其主体结构由刚性上弦结构、柔性下弦索以及连接两种结构的竖向撑杆组成，这种结构体系将拱结构、刚性梁与柔性拉索巧妙结合，利用索材的高抗拉强度和拱形受力特点，为纵横梁提供较大的附加刚度。张弦结构自诞生以来主要应用于大跨空间网架和屋盖结构，而在桥梁中的应用十分有限，主要原因在于张弦结构的反拱形状会占用一部分的桥下空间，妨碍桥下通航或通车。

发明内容

为了解决传统柔性索桥抗风性能弱、结构布置不灵活的问题，考虑到景区人行桥通常无桥下净空设计需求，本发明将张弦结构体系融入到柔性索桥的设计中，提出一种空间索形成的张弦与悬索组合式人行桥及其施工方法，该桥将主缆设置在桥面宽度两侧形成空间索，既满足了主缆线型受力需求，使主缆布置具有更多的可能，结构体系上形成了张弦结构与悬索结构的组合；又能使桥面平顺提高行走舒适度，且能够实现可装配化施工，为山区人行桥设计提供一种施工便捷、性能优良的结构形式。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种空间索形成的张弦与悬索组合式人行桥，包括锚碇基础、塔墩基础、纵横梁、主缆、索梁连接件五个部分；所述锚碇基础分布于桥梁两侧；所述塔墩基础布置于各桥跨之间，当桥跨数量为N时，塔墩基础数量为N-1；所述纵横梁在各跨由主横梁、主纵梁、次纵梁和次横梁拼接而成；所述主缆在桥梁两侧不同高度处平行布置若干根，且沿桥梁纵向布置；所述主缆中间穿过所述塔墩基础，两侧锚固于所述锚碇基础；所述主缆在任意跨呈悬链线线型，且在远离所述塔墩基础的跨长范围内位于所述纵横梁下方，与所述纵横梁形成张弦结构体系；所述主缆在靠近所述塔墩基础的范围内位于所述纵横梁上方，与所述纵横梁形成悬索支撑体系。

进一步地，所述锚碇基础由现浇混凝土结构和预应力锚索组成，所述现浇钢筋混凝土结构中预埋主缆导管和锚固装置；所述预应力锚索的一侧嵌于现浇混凝土结构内部，另一侧嵌于岩石上；位于中间的所述塔墩基础采用现浇混凝土结构，内部预埋主缆导管；所述锚碇基础中的主缆导管和所述塔墩基础中的主缆导管均用于供所述主缆穿过；所述主缆导管在所述主缆张拉完毕后进行压浆封锚处理。

进一步地，所述纵横梁由工字钢拼接而成，包括主横梁、主纵梁、次横梁、次纵梁；纵横梁各构件之间的相对主次性及搭接方式为：所述主纵梁搭接在所述主横梁上，所述次横梁搭接在所述主纵梁上，所述次纵梁搭接在次横梁上；被搭接构件在搭接处连续，而搭接构件在搭接处断开。

进一步地，所述主缆采用截面为六边形的钢绞线束，桥梁每侧的主缆数量以及每根主缆的钢绞线束数根据受力特点进行调节，单根钢绞线带有独立的防腐套管。