CN110656569B - 一种圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥 - Google Patents
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Abstract
本发明属于桥梁技术领域，公开了一种圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥，本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥采用音频的图案为设计特点。在建筑及景观上引入时空隧道的理念，采用直径变化的圆环映衬在人行通道外，游客宛如在悬空的时空隧道中漫步。抑或为原乡的呼唤、声波回荡在远山之间。本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥采用的平面和空间的变化多样，使游客在行进中感受不一样的空间变化，减少跨越超长度桥身的视觉疲劳，增加了玻璃廊桥的趣味性，并且游客身临透明玻璃所架的高空中，更能感受自然的魅力以及凌空之中带来的刺激。
Description
技术领域
本发明属于桥梁技术领域，尤其涉及一种圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥。
背景技术
目前，最接近的现有技术：
（1）吊杆：目前现有悬索桥的吊索基本上都是采用钢丝绳或平行钢丝束，只是规格型号不同，再者就是采用合金钢棒构件做刚性吊杆。作为传统吊索的钢丝绳由多根钢丝绞合成股、多股多层捻制成绳，其弹性模量小，非弹性变形较大，对制作精度有很大影响，故而难以控制吊索制作长度；此外，钢丝绳防腐性能差，需要在钢丝绳外加保护套、镀层或是涂油来防腐，并且在后期的使用过程中，需要定期维护、更换钢丝绳，这无疑增加了工作量和成本。
本发明提出的悬索桥吊索采用圆环吊杆，有如下优势：1、吊杆使用铝合金材质，其变形小，制作精度易控制；2、在其他方案中，吊索上的圆环是装饰没有受力作用，仅吊索可以受力，现圆环兼做吊杆取代原吊索，这样就可以节省材料；3、铝合金具有不生锈、质量轻的优点，很大程度上降低维修养护成本，同时便于在条件艰苦的山地进行施工；4、直接由圆环代替常规的吊杆，增大承重主索与稳定索间的空间刚度，大大降低使用过程中索桥翻转的风险，增强索桥的平稳性。
（2）焊接空心球节点加劲梁：现有轻型桥面加劲梁主要采用正交异性板和空间桁架结构，在景区悬索桥设计时，采用玻璃桥面主要体现桥面通透的视觉刺激感，游客可以一览桥下风景。这就需要桥面加劲梁有大面积的镂空，而现有钢管桁架加劲梁多均采用相贯节点连接，但随着节点连接构件的增多，节点连接往往过于复杂且易造成节点应力集中，不利于结构受力。本发明例中，节点周围的上、下弦杆及腹杆较密集，若使用传统的相贯节点会使焊接难度增加，而采用圆球就大大简便了焊接操作；同时，考虑到本案例连接两片山脉，桥下即是垭口，会有较强风荷载作用，使用焊接空心球节点会大大增加悬索桥自重并降低重心，从而作为本桥的平衡配重块，减轻人行及风荷载作用时的晃动；再者，使用焊接空心球节点在一定程度上缓解了视觉疲劳，其球体与钢管的交替变化与周边的景色形成一场视觉盛宴。
本方案提出的焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥，有如下优点：1）施工操作简便；2）减缓人行及风荷载作用时的摆动；3）视觉享受。
综上所述，现有技术存在的问题是：
（1）传统吊索制作精度不易控制、易腐蚀、后期维护成本高；
（2）传统节点在本案例中施工操作不便；
（3）鉴于本案例环境条件，采用传统节点易使悬索桥在人行及风荷载作用时产生摆动。
解决上述技术问题的难度：
既要解决传统吊杆及桁架节点存在的问题，又要适应本玻璃悬索桥所处环境，这是比较困难的。
解决上述技术问题的意义：
用铝合金圆环吊杆代替传统吊索，克服了传统吊索存在的诸多缺陷。同时，本方案中的空心球兼有节点和稳定平衡桥体的作用，这也是一大突破。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥。
本发明是这样实现的，一种圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥，所述圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥为索承重结构，承重主索支点间距离为418米，人行道长度389米；人行道宽度跨中3.6米，两端5.2米；跨中圆环直径4.25米，两端圆环直径12.9米；由四根承重主索承载圆环，跨中区段圆环间距4.5米，其余区段圆环间距9米。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：传统吊索（钢丝绳、钢丝束）在安装时需要调节长度，构造复杂，由于其材料特性，易腐蚀，为使吊索保持原有力学特性而采取的各种防腐措施（保护套、镀层、涂油）及后期保养措施不仅增加了工作量也极大影响成本，本发明的圆环吊杆悬索桥，吊杆材质为铝合金，大大克服了传统吊索的缺陷，同时采用圆环定型，不需要调节吊杆长度，构造大为简化；焊接空心球节点加劲梁玻璃索桥原钢管焊接很难，现用圆球代替就很方便。
本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥采用音频的图案为设计特点。在建筑及景观上引入时空隧道的理念，采用直径变化的圆环映衬在人行通道外，游客宛如在悬空的时空隧道中漫步。抑或为原乡的呼唤、声波回荡在远山之间。
本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥采用的平面和空间的变化多样，使游客在行进中感受不一样的空间变化，减少跨越超长度桥身的视觉疲劳，增加了玻璃廊桥的趣味性，并且游客身临透明玻璃所架的高空中，更能感受自然的魅力以及凌空之中带来的刺激。
本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥的全桥设四根承重主索，设二根稳定索，充分发挥圆环的结构作用，圆环采用铝合金构件，铝合金具有不生锈、质量轻的优点，大大降低维修成本，同时便于在条件艰苦的山地进行施工。由圆环代替常规的吊杆，增大承重主索与稳定索间的空间刚度，大大降低使用过程中索桥翻转的风险，增强索桥的平稳性。在国内外桥梁设计中属首次。
本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥利用每个圆环的重量，作为悬索桥的平衡配重块，减缓人行及风荷载时的摆动。每隔18米的圆环上两侧采用铝合金链条悬挂摆锤，起抗风平衡作用。精心设计的摆锤同时增强景观效果。结构的特殊设计独具一格，国内外独一无二，将大大提高其旅游价值和专业价值。
本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥桥梁的色彩是影响桥梁整体景观效果的重要因素之一。良好的桥梁色彩设计，可以渲染烘托桥梁的整体美、进一步展示桥梁的形态美与功能美、弥补结构表面的缺陷，保护桥梁主体结构。桥梁存在于周围的环境之中，而环境色彩存在多样性的特点，通过对环境色彩的深入分析，提取色彩基调，用于天生廊桥色彩景观设计中，体现桥梁色彩的协调性。
本发明的吊杆由圆环定型，圆环沿水平中轴线分为上半圆和下半圆，下半圆带有横向的承接板，承接板表面固定连接玻璃板，上半圆的周向表面设有4个耳孔，下半圆的周向表面设有2个耳孔，耳孔内穿过轴向的拉索，拉索直接连接山体。构造简单，圆环可以挂在3-4根承重主索上，分散主索在岩体中的锚固力；铝合金圆环吊杆可以使用二三十年，传统的吊杆使用十年；本发明的使用寿命与传统技术相比长，一定程度上了降低了成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥结构示意图。
图2是本发明实施例提供的圆环吊杆构造图；
图中：（a）端部圆环吊杆；（b）跨中圆环吊杆。
图3是本发明实施例提供的焊接空心球节点桁架加劲梁平面图。
图4是本发明实施例提供的焊接空心球节点桁架加劲梁立面图。
图5是本发明实施例提供的焊接空心球节点桁架加劲梁侧面图。
图中：1、承重主索；2、圆环；3、加劲梁；4、稳定索；5、耳孔；6、纵向加劲梁斜腹杆；7、纵向加劲梁竖腹杆；8、横向加劲梁斜腹杆；9、横向加劲梁竖腹杆；10、平杆；11、空心球；12、支撑杆；13、耳板；14、纵向加劲梁上弦杆；15、纵向加劲梁下弦杆；16、横向加劲梁上弦杆；17、横向加劲梁下弦杆；18、横杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥结构包括：承重主索1、圆环2、加劲梁3、稳定索4、耳孔5、纵向加劲梁斜腹杆6、纵向加劲梁竖腹杆7、横向加劲梁斜腹杆8、横向加劲梁竖腹杆9、平杆10、空心球11、支撑杆12、耳板13、纵向加劲梁上弦杆14、纵向加劲梁下弦杆15、横向加劲梁上弦杆16、横向加劲梁下弦杆17、横杆18。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1、图2所示，本发明实施例提供的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥的桥梁为索承重结构，承重主索支点间距离为418米，人行道长度389米；人行道宽度跨中3.6米，两端5.2米；跨中圆环直径4.25米，两端圆环直径12.9米；由四根承重主索承载圆环，跨中区段圆环间距4.5米，其余区段圆环间距9米。承重主索1穿过圆环2上半圆周所设的4个耳孔5，圆环2通过耳孔5挂在承重主索1上并采用索夹固定；加劲梁3支承在圆环2上；稳定索4穿过圆环2下半圆周所设的2个耳孔5并采用索夹固定，以增强悬索桥稳定性和舒适性。
焊接空心球节点钢管桁架加劲梁结构如图3、图4、图5所示，结构在空心球节点处各构件均焊接于球节点上，在上弦平面由于考虑玻璃桥面板的铺设，不采用球节点连接，同时节点连接构件较少，应力集中不明显，采用相贯节点连接能够满足使用要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥，其特征在于，所述圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥设置有：
圆环吊杆由上部的承重主索、圆环、耳孔和下部稳定索组成，圆环起吊杆作用；
圆环上半圆的周向表面设有4个耳孔，承重主索通过这4个耳孔穿过圆环，圆环挂在承重主索上并采用锁夹固定；圆环下半圆的周向表面设有2个耳孔，稳定索穿过这两个耳孔并采用锁夹固定，以增强悬索桥的稳定性和舒适性；
所述圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥为索承重结构，承重主索支点间距离为418米，人行道长度389米；人行道宽度跨中3.6米，两端5.2米；跨中圆环直径4.25米，两端圆环直径12.9米；由四根承重主索承载圆环，跨中区段圆环间距4.5米，其余区段圆环间距9米；
加劲梁结构为支承于圆环的焊接空心球节点钢管桁架，由上弦杆、下弦杆、腹杆、空心球组成，下弦杆节点设置空心球，下弦杆和腹杆焊接在空心球上，上弦平面构件采用相贯节点连接。
2.如权利要求1所述的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥，其特征在于，圆环通过耳孔穿挂在承重主索上，圆环直接起到吊杆的作用，形成刚性吊杆代替传统的柔性吊杆。
3.如权利要求1所述的圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥，其特征在于，所述圆环吊杆及焊接空心球节点加劲梁玻璃悬索桥的全桥设四根承重主索和两根稳定索，圆环采用铝合金构件。
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