[发明专利]一种大跨度双螺旋分叉式拱梁组合人行桥结构体系

说明书

本发明公开了一种大跨度双螺旋分叉式拱梁组合人行桥结构体系，该结构体系包括双螺旋拱肋、刚性吊杆、系梁、桥面系、分叉式边跨及桥墩；全桥设置两片双螺旋拱肋；系梁与两片双螺旋拱肋连接成整体共同形成拱梁组合的受力结构体系；桥面系位于系梁的顶部，为桥梁提供桥面并直接承受人群活载；分叉式边跨一端与中间跨相连，另一端采用分叉式边跨结构与堤岸连接；桥墩用于承受上部结构传递的荷载，桥墩纵桥向设置于桥下双螺旋拱肋交汇处，采用分叉式Y型桥墩给拱肋布置提供必要的空间；本发明采用三维空间双螺旋曲线拱肋，具有良好的受力性、优美的景观性、开阔的视野及通航净空、巧妙的接岸设计及施工工艺成熟简单等特点。

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，特别地是一种大跨度双螺旋分叉式拱梁组合人行桥结构体系。

背景技术

人行桥是城市桥梁的重要组成部分，它只允许行人或非机动车通过。而大跨度人行桥往往作为跨越城市重要节点的构筑物，其设计不仅需要考虑安全、耐久、适用、经济及环保等要素，更因其独特的地理位置，往往成为地标性建筑，对其景观造型上的新颖和美观提出了更高的要求。

常规拱梁组合桥梁一般由拱肋、系杆、吊杆、行车道梁(板)及桥面等组成，其拱肋形状为二维平面曲线。这种桥型基础不受水平推力、刚度大、跨越能力强、具有一定景观性，在工程中应用广泛。但其横向稳定性较难保证，为了增强其横向稳定性，往往需要设置横向联系或将拱肋内倾相连，造成桥梁人行视野受到较大影响。对于景观人行桥而言，不仅要求其自身景观效果佳，更应该作为一个平台提供行人最佳的观景效果。其次，此类桥型目前应用较多，缺乏新颖性。

螺旋拱桥为一种新颖的空间拱梁组合桥梁，其拱肋形状为三维空间螺旋曲线。满足城市景观人行桥对其造型新颖性和景观性的要求。国外有代表性的螺旋拱桥例如新加坡双螺旋桥，该桥也为人行桥，桥梁全长280m，两条螺旋曲线相互缠绕形成桥跨结构的主要受力体系。国内具有代表性的螺旋拱桥有北京三山桥，该桥非人行专用桥，桥梁全长452m，采用了双螺旋拱结构，两条螺旋拱在顶部与底部交叉并支撑，桥面系通过拉索悬吊于拱肋。

然而，常见螺旋拱具有以下缺点。(1)拱肋延伸交织于桥面系上，对桥面系形成了环抱笼罩效果，亦对桥梁视野具有较大影响。(2)双螺旋拱肋环绕与桥面系下，压缩通航净空，增加桥梁高度、桥梁纵坡及桥梁与堤岸的接线难度，降低行人通行体验。(3)双螺旋拱肋纵向刚度较弱，限制了人行桥跨度，常采用索结构支撑主梁，横向刚度弱，难以满足人行桥舒适性的要求。(4)双螺旋结构环绕于布置的空间索网体系施工难度较大。

综上所述，对于大跨度人行景观桥梁而言，常规拱梁组合桥梁方案存在结构新颖性不足、人行视野难以保证等缺陷。而目前出现的螺旋拱桥方案虽然造型新颖、美观，但也存在限制桥上视野、压缩通航净空、舒适性差、难以适用于大跨度桥梁及施工难度大等缺点，不利于此类桥型的实际运用。

对此，提出大跨度双螺旋分叉式拱梁组合人行桥结构体系，该体系桥梁采用空间双螺旋结构拱肋，两片空间双螺旋结构拱肋环绕于桥面系，但不交织于桥面系之上，最大程度保证了桥上的视野，桥面系之下也不交织于桥梁航道范围内，避免压缩通航净空。该结构不仅造型新颖美观，同时具有视野通透、不压缩通航净空、纵横向刚度大、适用跨度大、人行舒适性好、施工简单等优点，克服了常规拱梁组合桥梁和螺旋拱桥的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大跨度双螺旋分叉式拱梁组合人行桥结构体系，继承了常规拱梁组合人行桥的受力优势和吸收了螺旋拱人行桥景观上特点，并消除了常规拱梁组合人行桥和螺旋拱人行桥的缺陷，该人行桥采用三维空间双螺旋曲线拱肋，具有良好的受力性、优美的景观性、开阔的视野及通航净空、巧妙的接岸设计及施工工艺成熟简单等特点。

本发明通过以下技术方案实现的：