CN113897849B - 三岔形单主缆人行悬索桥及其施工方法 - Google Patents

Abstract

三岔形单主缆悬挂在三角形布置的三个独柱桥塔之上，在三岔形单主缆之上，布置由人字形吊索、三脚状吊索和中央竖吊索组成的吊索体系，吊索体系悬挂由圆环外三岔形加劲梁、中央圆环形加梁和圆环内三岔形加劲梁三者组成的带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁，基础梁搁置在三岔峡谷悬崖边缘。人字形吊索悬吊圆环外三岔形加劲梁和中央圆环形加梁，在桥垮中央处，三脚状吊索悬点中央圆环形加梁与圆环内三岔形加劲梁的三个交点处，中央竖吊索悬吊于圆环内三岔形加劲梁的中央位置。三岔形单主缆和三岔形桥面加劲梁均为稳定的三角形结构形式，大幅度提高三岔形悬索桥结构空间刚度，三岔形单主缆人行悬索桥具有造型漂亮、节省场地，施工便捷和经济性好的优点。

Description

三岔形单主缆人行悬索桥及其施工方法

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种悬索桥结构的技术，尤其涉及一种三岔形单主缆人行悬索桥及其施工方法。

背景技术

河流孕育了人类的文明，它是大地的动脉，河流与人类的生活息息相关，人类逐水而居，靠近河流的地区气候温和，雨水资源丰富，五谷丰登，人丁兴广，河流区域宜居导致聚集效应越来越大。

江河交汇的三岔河地带，环境宜人，更为人们所青睐，“三岔河”地带的地理位置越来越显得重要，更多的“三岔河”地域成为当地开发新区，更多的三岔河地带成为旅游热门景点。

鸡鸣三省大峡谷位于赤水河和渭河交汇之处，云南、四川和贵州位于悬崖三侧，云贵川三省“一鸡鸣唱，三省齐聆”。

在三岔河地域修建三岔桥，一桥通三岸，交通快捷，三岔桥可以自然地熨帖在自然环境之中。

三岔桥通常不宜河流中央设置桥墩，因此，建造三岔桥有一定的技术难度，目前，国内外已建成的三岔桥数量不多，且跨径较小。

梁式结构的三岔桥跨越能力小，承载力低，施工技术落后；拱式结构的三岔桥施工困难，三条拱肋在拱顶中央汇集处的结构构造复杂；斜拉式三岔桥造价较高，三岔形的斜拉桥必须有引桥，引桥占地面积大，引桥影响了峡谷景区的平面布局，斜拉索拽拉桥面中央圆环的内环，导致斜拉索严重影响中央圆内环处的桥面净空。

随着峡谷景区旅游业的发展，景区旅游业对峡谷景区三岔形人行桥的修建需求日益增加，因此，土木工程界，亟需建造超大跨径人行三岔桥的新技术。

发明内容

技术问题：针对三岔河流峡谷地形，提出一种造型漂亮、节省场地、施工便捷和经济性好的三岔形单主缆人行悬索桥，三个独柱桥塔悬挂三岔形单主缆，三岔形单主缆设置吊索体系，吊索体系悬吊带有中央圆环的桥面系加劲梁，桥面系加劲梁搁置在三岔河流峡谷的悬崖边缘，形成三岔形的峡谷景区人行悬索桥。

技术方案：本发明的一种三岔形单主缆人行悬索桥，包括独柱桥塔、三岔形单主缆、背拉索、锚碇、吊索体系、带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁、基础梁和桥面板，其特征在于：所述的独柱桥塔共计有三个，三个独柱桥塔的位置呈现三角形布置，三岔形单主缆悬挂在三个独柱桥塔之上，八字形的背拉索一端锚固在独柱桥塔之上，背拉索另外一端锚固于隧道式锚碇之中，在三岔形单主缆之上设置吊索体系，吊索体系悬吊带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁；所述的带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁是由圆环外三岔形加劲梁、中央圆环形加梁和圆环内三岔形加劲梁组成，所述的吊索体系是由人字形吊索、三脚状吊索和中央竖吊索组成，人字形吊索悬吊圆形外三岔形加劲梁和中央圆环形加梁，三脚状吊索上部吊点汇聚在三岔形单主缆的跨中位置，三脚状吊索下部吊点分散在中央圆环形加梁与圆环内三岔形加劲梁的三个交点处，中央竖吊索悬吊于圆环内三岔形加劲梁的中央位置；带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁的三个端部设置基础梁，基础梁搁置在三岔河流峡谷地形的悬崖边缘；在带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁之上设置有桥面板。

优选地，所述的圆环内三岔形加劲梁的三根梁中心线与圆环外三岔形加劲梁的三幅桥面中心线均是直线对齐的，相对于中央圆环形加梁的圆心，圆环内三岔形加劲梁的三根梁方向与圆环外三岔形加劲梁的三幅桥面的方向均是相反布置的。

一种三岔形单主缆人行悬索桥的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步：根据地质地形、地貌条件，进行三岔河流峡谷景区人行悬索桥的桥址选择，进行三个独柱桥塔和锚碇施工，并进行基础梁的施工；

第二步：进行三岔形单主缆和背拉索的安装施工；

第三步：安装人字形吊索、三脚状吊索和中央竖吊索，形成吊索体系5；

第四步：进行中央圆环形加劲梁和圆环内三岔形加劲梁的施工安装；

第五步：进行圆环外三岔形加劲梁的施工安装，形成带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁；

第六步：铺装桥面板，形成三岔形单主缆人行悬索桥，运营使用。

三岔形单主缆悬索桥，造型独特，形体漂亮；与三岔形峡谷周围环境协调，是一道亮丽风景线，三岔形单主缆和三岔形桥面加劲梁均为稳定的三角形结构形式，可以大幅度提高三岔形悬索桥结构空间刚度。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

针对三岔河流峡谷地形，采用三个独柱桥塔悬挂三岔形单主缆，在三岔形单主缆之上布置吊索体系，吊索体系悬挂带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁，基础梁搁置在三岔峡谷悬崖边缘，形成一种三岔形单主缆人行悬索桥。

相比于三岔桥梁式结构，三岔形的梁式桥跨越能力小，承载力低，施工技术落后；三岔形单主缆悬索桥跨越能力大，承载力高，施工技术先进。

相比于三岔桥拱式结构，三岔形的拱式桥施工困难，三条拱肋拱顶中央汇集处的结构构造复杂；三岔形单主缆悬索桥施工简便，三岔形单主缆的结构构造简单。

相比于三岔桥斜拉式结构，三岔形的斜拉桥必须有引桥，引桥占地面积大，引桥影响了峡谷景区的平面布局，斜拉索拽拉桥面中央圆环的内圈，斜拉索严重影响中央圆环处桥面净空。

三岔形单主缆悬索桥是单跨悬索桥，个需要引桥，就不会影响峡谷景区的平面布局，三岔形单主缆悬吊带有中央圆环的桥面系加劲梁，交通组织流畅，吊索悬吊桥面中央圆环的内环，吊索不会中央圆环桥面处的影响桥面净空。

三岔形斜拉桥造价较高，斜拉桥引桥额外增加了造价费用；三岔形单主缆悬索桥是单跨悬索桥，结构简单，桥面系加劲梁搁置在三岔河流峡谷的悬崖边缘，三岔形单主缆悬索桥避免了引桥的费用，三岔形单主缆悬索桥造价低。

三岔形单主缆悬索桥主要受力构件是三个独柱桥塔和三岔形单主缆，构造简单，上部结构施工方便。峡谷景区地质好，隧道式锚碇施工方便。

三岔形单主缆悬索桥是采用装配式结构，可以工业化生产，钢管混凝土独柱桥塔、三岔形单主缆悬索、吊索体系和带有中央圆环的三岔形桥面系加劲梁均可以工厂预制，现场装配建造速度快捷。

三岔形单主缆悬索桥采用带有中央圆环的桥面系加劲梁，造型漂亮，交通组织流畅，中央圆环观光平台方便游客欣赏峡谷景区风光。

三岔形单主缆悬索桥的桥面系加劲梁是单跨悬索桥，三岔形桥面系加劲梁搁置在三岔河流峡谷的悬崖边缘，不影响峡谷景区平台局面，可以充分利用峡谷景区平台的场地面积资源。

三岔形单主缆和三岔形桥面加劲梁均为稳定的三角形结构形式，带有中央圆环的三岔形桥面系加劲梁的抗扭刚度大，三岔形单主缆提供水平分力，三岔形单主缆悬索桥的抗侧刚度大，三岔形单主缆悬索桥具有良好的空间整体性，抗风性能良好。

针对三岔河流峡谷地形，改革传统悬索桥，悬索桥缆索升级改造为三岔形空间缆索布置，三岔形单主缆人行悬索桥具有造型漂亮、施工便捷、节省场地和经济性好的优点，适合200～300米超大跨径的三岔形峡谷景区桥梁，其应用前景良好。

附图说明

图1是一种三岔形单主缆人行悬索桥的三维示意图；

图2是图1的吊索体系的三维示意图；

图3是图1的带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁的三维示意图

图中有：独柱桥塔1；三岔形单主缆2；背拉索3；锚碇4；吊索体系5；人字形吊索51，三脚状吊索52，中央竖吊索53，带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁6；圆环外三岔形加劲梁61；中央圆环形加劲梁62；圆环内三岔形加劲梁63；基础梁7，桥面板8。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明做进一步具体说明。

实施例1：

本发明的一种三岔形单主缆人行悬索桥，包括独柱桥塔1、三岔形单主缆2、背拉索3、锚碇4、吊索体系5、带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁6、基础梁7和桥面板8，其特征为：所述的独柱桥塔1共计有三个，三个独柱桥塔1的位置呈现三角形布置，三岔形单主缆2悬挂在三个独柱桥塔1之上，八字形的背拉索3一端锚固在独柱桥塔1之上，背拉索3另外一端锚固于隧道式锚碇4之中，在三岔形单主缆2之上设置吊索体系5，吊索体系5悬吊带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁6；所述的带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁6是由圆环外三岔形加劲梁61、中央圆环形加梁62和圆环内三岔形加劲梁63组成，所述的吊索体系5是由人字形吊索51、三脚状吊索52和中央竖吊索53组成，人字形吊索51悬吊圆环外三岔形加劲梁61和中央圆环形加梁62，三脚状吊索52上部吊点汇聚在三岔形单主缆2的跨中位置，三脚状吊索52下部吊点分散在中央圆环形加梁62与圆环内三岔形加劲梁63的三个交点处，中央竖吊索53悬吊于圆环内三岔形加劲梁63的中央位置；带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁6的三个端部设置基础梁7，基础梁7搁置在三岔河流峡谷地形的悬崖边缘；在带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁6之上设置有桥面板8。

所述的圆环内三岔形加劲梁63的三根梁中心线与圆环外三岔形加劲梁61的三幅桥面中心线均是直线对齐的，相对于中央圆环形加梁62的圆心，圆环内三岔形加劲梁63的三根梁方向与圆环外三岔形加劲梁61的三幅桥面的方向均是相反布置的。

实施例2：

本发明的一种三岔形单主缆人行悬索桥的施工方法，其特征为：包括以下步骤：

第一步：根据地质地形、地貌条件，进行三岔河流峡谷景区人行悬索桥的桥址选择，进行三个独柱桥塔1和锚碇4施工，并进行基础梁7的施工；

第二步：进行三岔形单主缆2和背拉索3的安装施工；

第三步：安装人字形吊索51、三脚状吊索52和中央竖吊索53，形成吊索体系5；

第四步：进行中央圆环形加劲梁62和圆环内三岔形加劲梁63的施工安装；

第五步：进行圆环外三岔形加劲梁61的施工安装，形成带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁6；

第六步：铺装桥面板8，形成三岔形单主缆人行悬索桥，运营使用。

实施例3：

云贵川鸡鸣三省大峡谷景区人行景观悬索桥，为了经济性和节省场地空间，采用三岔形单主缆人行悬索桥的技术方案。

鸡鸣三省的三岔形单主缆人行悬索桥是单跨悬索桥，没有引桥，节省了场地空间，悬索桥跨径为200m，三岔形通道的桥面宽度为6m，中央圆环处桥面宽度为4m。

三个独柱桥塔采用人工巨树造型，造型独特，独柱桥塔采用钢管混凝土柱结构形式，钢管混凝土独柱顶部安装太阳能人工树叶，钢管混凝土独柱直径为4～6m，钢管壁厚为16～25mm。

三岔形单主缆采用2000MPa高强钢丝缆索，三岔形单主缆的直径为0.2m，三岔形单主缆悬挂在三角形布局的独柱桥塔之上，三岔形单主缆的矢跨比为1/10。

八字形的背拉索一端锚固在独柱桥塔之上，背拉索另外一端锚固于隧道式锚碇之中，背拉索采用2000MPa高强钢丝缆索，背拉索直径为0.16m。

在三岔形单主缆之上，安装由人字形吊索、三脚状吊索和中央竖吊索组成的吊索体系，吊索采用1670MPa高强钢丝缆索，人字形吊索间距10m，人字形吊索直径为40mm，三脚状吊索一组三根，三脚状吊索直径为60mm，中央竖吊索1根，中央竖吊索直径为50mm。

带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁是由圆环外三岔形加劲梁、中央圆环形加梁和圆环内三岔形加劲梁组成，加劲梁采用主次梁梁格结构形式。

圆环外三岔形加劲梁采用过道梁格形式，主梁采用300×700mm矩形钢管，钢管壁厚12mm，次梁采用200×500mm矩形钢管，钢管壁厚6mm。

中央圆环形加梁采用圆环形地过道梁格形式，内外环形主梁采用300×700mm矩形钢管，钢管壁厚12mm，次梁采用200×400mm矩形钢管，钢管壁厚5mm。

圆环内三岔形加劲梁是由相位差120度的三根矩形钢管梁组成，三根矩形钢管梁采用300×700mm矩形钢管，钢管壁厚14mm，圆环内三岔形加劲梁延伸悬挑到中央圆环形加梁的外环梁，圆环内三岔形加劲梁内部交叉点处设置中央圆饼状连接件，中央圆饼状连接件采用工厂铸造加工制作。

三岔形桥面加劲梁的转弯处设置收口圆弧梁，收口圆弧梁采用100×300mm的矩形钢管，钢管壁厚4mm。

人字形吊索悬吊圆环外三岔形加劲梁和中央圆环形加梁，三脚状吊索上部吊点汇聚在三岔形单主缆的跨中位置，三脚状吊索下部吊点分散在中央圆环形加梁与圆环内三岔形加劲梁的三个交点处，中央竖吊索悬吊于圆环内三岔形加劲梁的中央位置。

带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁的三个端部基础梁，基础梁搁置在三岔河流峡谷地形的悬崖边缘，基础梁采用钢筋混凝土地梁形式，钢筋混凝土地梁600×1200mm，内部配置钢筋，钢筋混凝土地梁采用桩基础。

在三岔形桥面加劲梁之上设置有桥面板，桥面板采用钢化透明玻璃桥面板，玻璃厚度20mm，游客行走在玻璃桥面板之上，领略峡谷景区风光。

安装金属栏杆，安装LED彩灯，形成峡谷景区人行悬索桥，运营使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种三岔形单主缆人行悬索桥，包括三岔形单主缆(2)、吊索体系(5)和带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁(6)，其特征在于：独柱桥塔(1)共计有三个，三个独柱桥塔(1)的位置呈现三角形布置，三岔形单主缆(2)悬挂在三个独柱桥塔(1)之上，八字形的背拉索(3)一端锚固在独柱桥塔(1)之上，背拉索(3)另外一端锚固于隧道式锚碇(4)之中，在三岔形单主缆(2)之上设置吊索体系(5)，吊索体系(5)悬吊带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁(6)；所述的带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁(6)是由圆环外三岔形加劲梁(61)、中央圆环形加梁(62)和圆环内三岔形加劲梁(63)组成，所述的吊索体系(5)是由人字形吊索(51)、三脚状吊索(52)和中央竖吊索(53)组成，人字形吊索(51)悬吊圆环外三岔形加劲梁(61)和中央圆环形加梁(62)，三脚状吊索(52)上部吊点汇聚在三岔形单主缆(2)的跨中位置，三脚状吊索(52)下部吊点分散在中央圆环形加梁(62)与圆环内三岔形加劲梁(63)的三个交点处，中央竖吊索(53)悬吊于圆环内三岔形加劲梁(63)的中央位置；带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁(6)的三个端部设置基础梁(7)，基础梁(7)搁置在三岔河流峡谷地形的悬崖边缘；在带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁(6)之上设置有桥面板(8)；所述的圆环内三岔形加劲梁(63)的三根梁中心线与圆环外三岔形加劲梁(61)的三幅桥面中心线均是直线对齐的，相对于中央圆环形加梁(62)的圆心，圆环内三岔形加劲梁(63)的三根梁方向与圆环外三岔形加劲梁(61)的三幅桥面的方向均是相反布置的。

2.一种建造权利要求1所述的三岔形单主缆人行悬索桥的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步：根据地质地形、地貌条件，进行三岔河流峡谷景区人行悬索桥的桥址选择，进行三个独柱桥塔(1)和锚碇(4)施工，并进行基础梁(7)的施工；

第二步：进行三岔形单主缆(2)和背拉索(3)的安装施工；

第三步：安装人字形吊索(51)、三脚状吊索(52)和中央竖吊索(53)，形成吊索体系(5)；

第四步：进行中央圆环形加劲梁(62)和圆环内三岔形加劲梁(63)的施工安装；

第五步：进行圆环外三岔形加劲梁(61)的施工安装，形成带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁(6)；

第六步：铺装桥面板(8)，形成三岔形单主缆人行悬索桥，运营使用。