CN113981797A - 筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，改革传统的平行缆索体系人行悬索桥，将集中的粗重缆索改为分散的单叶双曲面空间缆索网，单叶双曲面空间缆索网锚固于峡谷景区两侧山坡体之上，多道内部椭圆形环梁设置在单叶双曲面空间缆索网的内部，正反两个方向的双螺旋形式的外部螺旋箍筋缠绕于单叶双曲面空间缆索网的外部，单叶双曲面空间缆索网下垂后形成筒网状空间缆索体系，全桥没有一个桥塔。吊索体系悬吊桥面系加劲梁和中央环形梁，桥面系加劲梁搁置在两侧山坡体之上，下部抗风缆索体系与桥面系加劲梁相连接。具有造型漂亮、施工方便、抗风稳定性好和经济低的优点，可建造600～800米跨径的超大跨径的峡谷景区人行悬索桥。

Description

筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的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，涉及一种人行景观悬索桥，尤其涉及一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥及其施工方法。

背景技术

峡谷景区风景美丽，修建峡谷景区的人行景观桥梁，可以让游客更好地欣赏大自然的鬼斧神工，人行景观桥梁也可以进一步完善峡谷景区的人行交通。

随着时代的发展，峡谷景区的人行景观桥梁日益增多，峡谷景区的人行景观桥梁的跨径越来越大，并且，峡谷景区人行桥梁的经济性竞争也越来越激烈。

为了招投标竞争，为了降低峡谷景区的超大跨径斜拉桥和悬索桥两种超大跨径桥型的造价，可思考取消峡谷景区斜拉桥和悬索桥的桥塔结构，利用峡谷两侧的岩石山坡，斜拉桥和悬索桥的缆索分散锚固于峡谷景区两侧牢固的岩石山坡上，节约造价。

早在1977年，美籍华人林同炎就提出了空间索面斜拉索分散锚固于峡谷两侧岩石山坡的斜拉桥设计方案(Ruck桥)，全桥没有设置桥塔，空间拉索网按照空间曲面的布置规律地锚固在两边上坡上，利用两边山体的岩石自重及岩体地质特性来充当强大的地锚结构，以此来平衡桥梁的荷载，其具有良好的经济性。

峡谷景区沟壑险峻，需要修建600～800米跨径的超大跨径人行景观悬索桥，传统的平行缆索体系悬索桥的结构形式已经不适合峡谷景区的超大跨径人行景观悬索桥，将会面临一些结构技术问题。

峡谷景区是山高坡陡，施工场地狭窄，在峡谷景区的陡坡上，修建超大跨径悬索桥高大的桥塔结构是比较困难，修建超大跨径悬索桥的岩石地锚结构也是相当困难的。

峡谷景区悬索桥的桥面宽度狭窄，结构轻盈，其抗侧刚度差，抗扭刚度小，其抗风稳定性问题非常突出。

借鉴林同炎Ruck桥的优点，利用单叶双曲面直纹性，改革传统的平行缆索体系人行景观悬索桥，将平行缆索体系粗重缆索改为单叶双曲面分散的空间缆索，单叶双曲面空间缆索人行悬索桥具有良好的抗风稳定性；利用峡谷两边陡坡山体充当强大的岩石地锚结构，单叶双曲面空间缆索分散锚固于峡谷两侧山坡上，可避免了在峡谷景区的陡坡上修建高大的桥塔结构，取消桥塔，经济实惠，施工方便。

发明内容

技术问题：本发明提供一种经济实惠，施工方便和抗风稳定性好的单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，改革传统平行缆索体系悬索桥，将粗重缆索改为分散的单叶双曲面空间缆索，单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷两侧山坡上，全桥没有设置桥塔，在单叶双曲面空间缆索内部设置多道椭圆形加劲环梁，在单叶双曲面空间缆索外部缠绕正反两个方向的双螺旋钢丝箍筋。

技术方案：本发明的一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，包括筒网状空间缆索体系、山坡体、吊索体系、桥面系加劲梁、中央环形梁、玻璃桥面板、桥台基础梁和抗风缆索体系，其特征在于：所叙的筒网状空间缆索体系是由单叶双曲面空间缆索网、内部椭圆形环梁和外部螺旋箍筋三者组成，单叶双曲面空间缆索网是下垂的筒网状单叶双曲面几何构型，单叶双曲面空间缆索网锚固于峡谷两侧山坡体之上，多道内部椭圆形环梁设置在单叶双曲面空间缆索网的内部，外部螺旋箍筋缠绕在单叶双曲面空间缆索网的外部，外部螺旋箍筋是正反两个方向的双螺旋形式的四条螺旋箍筋；所述的吊索体系的上端锚固于内部椭圆形环梁的左右两侧腰部，吊索体系的下端悬吊桥面系加劲梁和中央环形梁，中央环形梁设置在桥面系加劲梁的跨中位置，在桥面系加劲梁和中央环形梁之上铺设玻璃桥面板，在桥面系加劲梁的两个端部位置设置桥台基础梁；抗风缆索体系由抗风缆索和抗风连接拉索组成，抗风缆索两端锚固于峡谷两侧的山坡体之中，抗风连接拉索一端连接抗风缆索，另外一端连接于桥面系加劲梁。

优选地，所述的单叶双曲面空间缆索网的平面投影为是多个彭色列闭合多角星形构成的几何图形，单叶双曲面空间缆索网的腰部小椭圆和端部大椭圆两者为彭色列双心椭圆，彭色列闭合多角星形内接外切彭色列双心椭圆，闭合多角星形可以是彭色列闭合三角形，或者彭色列闭合五角星形，或者是彭色列闭合八角星形。

优选地，所述的吊索体系由竖向吊索、斜向吊索和八字形吊索三种吊索组成，所述的桥面系加劲梁由双曲线形纵梁和横向次梁组成，在两个对称布置的双曲线形纵梁之间，间隔一定距离设置横向次梁，竖向吊索垂直吊紧双曲线形纵梁，左右两根斜向吊索斜向拉紧双曲线形纵梁；斜向吊索的下部吊点位于两个竖向吊索下部吊点的中间位置，竖向吊索和斜向吊索构成桁架式吊索体系。

优选地，所述的中央环形梁是由外侧环形梁、内侧环形梁、环形梁次梁和钢结构双悬挑大梁四者组成，钢结构双悬挑大梁横跨于桥面系加劲梁的中间位置，钢结构双悬挑大梁悬挑支撑外侧环形梁和内侧环形梁，八字形吊索上端锚固于内部椭圆形环梁的左右两侧，八字形吊索下端锚固于钢结构双悬挑大梁与内侧环形梁相交节点处。

本发明的一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的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：选择峡谷景区超大跨径人行悬索桥的桥位，在两侧山坡体上，进行分散小型岩石锚碇基础施工，进行左右两个桥台基础梁施工；

第二步：依据单叶双曲面几何方程，进行单叶双曲面空间缆索网定位放样，将网状空间缆索网分散锚固于峡谷景区两侧山坡体之上；

第三步：在单叶双曲面空间缆索网的内部，安装内部椭圆形环梁，在单叶双曲面空间缆索网的外部，采用正反两个方向的双螺旋形式缠绕外部螺旋箍筋，形成筒网状空间缆索体系；

第四步：在内部椭圆形环梁的左右两侧腰部位置，安装竖向吊索、斜向吊索和八字形吊索三种吊索，形成吊索体系；

第五步：利用竖向吊索和斜向吊索，悬吊拼装由双曲线形纵梁和横向次梁，形成桥面系加劲梁；

第六步：在悬索桥的跨中位置，利用八字形吊索，安装施工由外侧环形梁、内侧环形梁、环形梁次梁和钢结构双悬挑大梁，形成中央环形梁；

第七步：将抗风缆索锚固于于峡谷景区两侧山坡体之中，按照一定间距，施工安装连接抗风连接拉索，形成抗风缆索体系；

第八步：在桥面系加劲梁和中央环形梁之上，施工安装玻璃桥面板，建造超大跨径的单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，接待游客，投入运营。

单叶双曲面数学方程：

式中：a为腰椭圆半长轴；b为腰椭圆半短轴；c为形状参数。

单叶双曲面沿纵向z坐标竖向横断面为一系列相同离心率的同心椭圆，沿纵向z坐标水平横断面为双曲线。单叶双曲面是由两族直母线组成，其直母线是与腰椭圆相切的。

在工程应用中，端部椭圆的位置和几何尺寸是可以确定的，为了施工放样定位方便，工程师希望空间缆索网两族直母线与端椭圆的交点具有数学规律，希望空间缆索的端部交点最好能构成多角星形，也就是希望两族直母线的水平投影可以构成多角星形。

依据彭色列双心椭圆闭合多角星形定理，彭色列多角星形内接外切彭色列双心椭圆，端部大椭圆与腰部小椭圆两者构成彭色列双心椭圆，空间缆索网两族直母线水平投影构成彭色列多角星形。

所述的闭合多角星形可以是彭色列闭合三角形，或者彭色列闭合五角星形，或者是彭色列闭合八角星形。

单叶双曲面空间缆索网的构形方法如下：

1)确定单叶双曲面空间缆索网的端部大椭圆；

2)画出大椭圆形的多角星形；

3)画出内部相切小椭圆，构成彭色列双心圆闭合；

4)彭色列双心椭圆闭合多角星形定理构成多个多角星形，形成多角星形网格；

5)利用左右两端多角星形网格，形成单叶双曲面缆空间索网；

6)单叶双曲面空间缆索网下垂的形成筒网状的单叶双曲面空间缆索网；

7)筒网状单叶双曲面空间缆索网的内部设置椭圆形环梁；

8)筒网状单叶双曲面空间缆索网的外部缠绕正反两向双螺旋箍筋；

9)形成筒网状空间缆索体系。

利用彭色列双心椭圆闭合多角星形，筒网状空间缆索体系具有几何规律，空间缆索锚碇基础就可以在山坡上均匀分布，正反两个方向的两族缆索锚固点可以共享锚碇基础，施工简便。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

在峡谷景区的陡坡上，修建超大跨径平行缆索体系悬索桥高大的桥塔结构是比较困难的，在高山陡坡上施工悬索桥的大型锚碇结构也是相当困难的事情。

峡谷景区超大跨径悬索桥的桥面狭窄，峡谷景区超大跨径平行缆索体系人行景观悬索桥结构轻柔，其抗侧刚度和抗扭刚度小，其颤振临界风速低，将会产生抗风稳定性不足的问题。

峡谷景区是山高坡陡，峡谷景区超大跨径悬索桥不再适合采用传统的平行缆索体系悬索桥结构形式，如何建造峡谷景区超大跨径悬索桥是土木工程师面临的难题，亟需工程技术创新。

借鉴林同炎的空间斜拉索面分散锚固峡谷山坡的斜拉桥(Ruck桥)设计方案，利用单叶双曲面直纹性，改革传统的平行缆索体系人行景观悬索桥，将平行缆索体系粗重缆索改为单叶双曲面分散的空间缆索，利用峡谷景区两边陡坡山体充当强大的岩石地锚结构，单叶双曲面空间缆索分散锚固于峡谷景区山坡上，形成一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥。

峡谷景区超大跨径人行悬索桥的主缆索采用单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡之上，峡谷景区山坡作为岩石地锚结构，取消桥塔，符合峡谷地形特点，科学合理，全桥没有设置一个桥塔，节约造价，经济实惠。

单叶双曲面空间空间缆索具有水平分力，大幅度提高了其抗侧刚度，减少了人行悬索桥在摇摆位移幅值；单叶双曲面空间缆索体系具有良好的整体性，其抗扭刚度较大，可大幅度提高其颤振抗风稳定性，可以大幅度提高其扭转发散静风稳定性，峡谷景区超大跨径悬索桥采用单叶双曲面空缆索体系悬索桥可以保证其抗风稳定性。

峡谷景区超大跨径单叶双曲面空间缆索人行悬索桥设置抗风缆索体系，上部的单叶双曲面空间空间缆索网和下部的抗风缆索可以从上下左右四个方向紧紧拽住桥面系加劲梁，约束限制桥面系加劲梁的扭转变形，两套抗风缆索体系协同工作，优势互补，可确保峡谷景区超大跨径人行悬索桥的抗风稳定性。

在单叶双曲面空间空间缆索网内部设置多道内部钢环梁，内部钢环梁可以阻止单叶双曲面空间空间缆索网向内的径向变形，可以大幅度加强单叶双曲面空间空间缆索网结构的整体性。

在单叶双曲面空间空间缆索网外部，设置正反两个方向缠绕的双螺旋钢丝箍筋，四条螺旋钢丝箍筋捆紧单叶双曲面空间空间缆索网，可以阻止单叶双曲面空间空间缆索网向外的径向变形，可以进一步加强单叶双曲面空间空间缆索网结构的整体性。

将传统的平行缆索体系粗重缆索改为单叶双曲面分散的空间缆索，减轻了单根缆索的重量，化整为零，大大方便了人行悬索桥缆索的施工，单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷两侧山坡，缆索分散锚固技术施工简便，避免了在山高坡陡修建大型锚碇结构的施工技术难度。

变截面筒网状空间缆索网采用单叶双曲面几何构形，其内部钢环梁为大小不一椭圆形的同心椭圆，中间椭圆直径小，两端椭圆直径大，单叶双曲面变截面筒网状空间缆索网为扁平椭圆状小蛮腰造型，婀娜多姿，造型美丽漂亮。

单叶双曲面变截面筒网状空间缆索网采用彭色列双心椭圆闭合多角星形定理的数学几何模型构型，两端部大椭圆和腰部小椭圆两者符合彭色列双心椭圆，单叶双曲面空间缆索网的平面投影符合彭色列闭合多角星形定理，单叶双曲面变截面筒网状空间缆索应用数学几何规律，缆索可以精确几何科学定位，方便了缆索定位施工。

单叶双曲面空间缆索采用彭色列双心椭圆闭合多角星形定理原理进行几何构形，可以采用彭色列闭合可以三角形、五角星形或者八角星形的构形，不同的彭色列闭合多角星形构形，可以调节端部大椭圆和腰部小椭圆的两者比值，结构几何构形灵活多变。

桥面结构采用变截面双曲线形桥面系加劲梁，双曲线形桥面系加劲梁与单叶双曲面空间缆索两者协调配合，造型漂亮，提高了峡谷景区人行悬索桥的景观性效果，变截面双曲线形桥面系加劲梁也可以有利于提高峡谷景区超大跨径人行景观悬索桥的抗风稳定性。

竖向吊索和斜吊索混合使用，一根吊索和左右两根斜吊索形成一组，竖向吊索和左右两根斜吊索的上端汇聚锚固于钢环梁的腰部处，竖向吊索和斜吊索共享钢环梁的锚固点，可减少钢环梁的数量，节约造价；吊索体系下端分散悬挂桥面系加劲梁，可减少桥面系加劲梁的跨径，减少了桥面系加劲梁的梁高，节约造价；竖向吊索和斜吊索混合使用形成桁架式吊索体系，也可以提高人行悬索桥的纵桥向的结构刚度，有利于减少悬索桥结构的纵向漂移。

在桥面系加劲梁的中央处，设置一个圆环状的观景平台，造型漂亮，中央圆环状观景平台方便了游客欣赏峡谷景区的风光，也可进一步提高了峡谷景区超大跨径人行悬索桥的景观性。

圆环状观景平台采用大悬臂的圆环形钢结构，为了确保大悬臂圆环状观景平台的结构安全性，在桥垮中央处，设置扁担状悬挑钢结构大梁，扁担状悬挑钢结构大梁搁置在桥面系加劲梁之上，扁担状悬挑钢结构大梁支撑圆环形钢结构。

设置八字形斜吊索斜向拽紧吊起圆环形钢结构梁格的内侧，八字形斜吊索上端锚固于单叶双曲面空间缆索体系中的腰部钢环梁的左右两侧，八字形斜吊索的下端吊点位于圆环形钢结构内环梁与扁担状悬挑钢结构大梁的相交处，不影响圆环状观景平台的桥面净空。

八字形斜吊索和扁担状悬挑钢结构大梁配套使用，两者共同支撑大悬臂的圆环形钢结构的圆环状观景平台，协同工作，优势互补，八字形斜吊索不会影响桥面净空，科学合理，结构安全，圆环状观景平台人行交通流畅。

变截面双曲线形桥面系加劲梁直接搁置在峡谷景区两侧的山坡上，简化了人行悬索桥的桥台基础施工，有利于桥台基础处的观光平台布局。

全桥没有一个桥塔，峡谷景区人行景观悬索桥自然地熨帖在环境之中，生动地阐释了“天人合一”的设计理念。

在桥面系加劲梁上，铺设透明的钢化玻璃桥面板，形成景观玻璃桥，游客行走在玻璃桥面之上，头顶上是蓝天白云，脚下是万丈峡谷，惊心动魄。

单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥具有造型漂亮、经济实惠、施工方便和抗风稳定性好的优点，全桥没有一个桥塔，可建造600～800米超大跨径的峡谷景区人行悬索桥，促进峡谷景区旅游业的发展。

附图说明

图1是一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥的三维示意图；

图2是图1的立面示意图；

图3是图1的筒网状空间缆索体系局部的三维示意图；

图4是图1的跨中区域的三维示意图；

图5是图4的跨中区域的立面示意图；

图6是图4的跨中区域的剖面示意图；

图7是图1的桥面系加劲梁的三维示意图；

图8是图7的中央环形梁的平面示意图；

图9是单叶双曲面空间网格几何构形的三维示意图；

图10是彭色列闭合双五角星形索网平面投影的平面示意图。

图中有：筒网状空间缆索体系1；单叶双曲面空间缆索网11；内部椭圆形环梁12；外部螺旋箍筋13；山坡体2；吊索体系3：竖向吊索31；斜向吊索32；八字形吊索33；桥面系加劲梁4；双曲线形纵梁41，横向次梁42；中央环形梁5；外侧环形梁51；内侧环形梁52；环形梁次梁53；钢结构双悬挑大梁54；玻璃桥面板6；桥台基础梁7；抗风缆索体系8；抗风缆索81；抗风连接拉索82。

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：

本发明的一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，包括筒网状空间缆索体系1、山坡体2、吊索体系3、桥面系加劲梁4、中央环形梁5、玻璃桥面板6、桥台基础梁7和抗风缆索体系8，其特征在于：所叙的筒网状空间缆索体系1是由单叶双曲面空间缆索网11、内部椭圆形环梁12和外部螺旋箍筋13三者组成，单叶双曲面空间缆索网11是下垂的筒网状单叶双曲面几何构型，单叶双曲面空间缆索网11锚固于峡谷两侧山坡体2之上，多道内部椭圆形环梁12设置在单叶双曲面空间缆索网11的内部，外部螺旋箍筋13缠绕在单叶双曲面空间缆索网11的外部，外部螺旋箍筋13是正反两个方向的双螺旋形式的四条螺旋箍筋；所述的吊索体系3的上端锚固于内部椭圆形环梁12的左右两侧腰部，吊索体系3的下端悬吊桥面系加劲梁4和中央环形梁5，中央环形梁5设置在桥面系加劲梁4的跨中位置，在桥面系加劲梁4和中央环形梁5之上铺设玻璃桥面板6，在桥面系加劲梁4的两个端部位置设置桥台基础梁7；抗风缆索体系8由抗风缆索81和抗风连接拉索82组成，抗风缆索81两端锚固于峡谷两侧的山坡体2之中，抗风连接拉索82一端连接抗风缆索81，另外一端连接于桥面系加劲梁4。

所述的单叶双曲面空间缆索网11的平面投影为是多个彭色列闭合多角星形构成的几何图形，单叶双曲面空间缆索网11的腰部小椭圆和端部大椭圆两者为彭色列双心椭圆，彭色列闭合多角星形内接外切彭色列双心椭圆，闭合多角星形可以是彭色列闭合三角形，或者彭色列闭合五角星形，或者是彭色列闭合八角星形。

所述的吊索体系3由竖向吊索31、斜向吊索32和八字形吊索33三种吊索组成，所述的桥面系加劲梁4由双曲线形纵梁41和横向次梁42组成，在两个对称布置的双曲线形纵梁41之间，间隔一定距离，设置横向次梁42，竖向吊索31垂直吊紧双曲线形纵梁41，左右两根斜向吊索32斜向拉紧双曲线形纵梁41；斜向吊索32的下部吊点位于两个竖向吊索31下部吊点的中间位置，竖向吊索31和斜向吊索32构成桁架式吊索体系。

所述的中央环形梁5是由外侧环形梁51、内侧环形梁52、环形梁次梁53和钢结构双悬挑大梁54四者组成，钢结构双悬挑大梁54横跨于桥面系加劲梁4的中间位置，钢结构双悬挑大梁54悬挑支撑外侧环形梁51和内侧环形梁52，八字形吊索33上端锚固于内部椭圆形环梁12的左右两侧，八字形吊索33下端锚固于钢结构双悬挑大梁54与内侧环形梁52相交节点处。

实施例2：

本发明的一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：选择峡谷景区超大跨径人行悬索桥的桥位，在两侧山坡体2上，进行分散小型岩石锚碇基础施工，进行左右两个桥台基础梁7施工；

第二步：依据单叶双曲面几何方程，进行单叶双曲面空间缆索网11定位放样，将网状空间缆索网11分散锚固于峡谷景区两侧山坡体2之上；

第三步：在单叶双曲面空间缆索网11的内部，安装内部椭圆形环梁12，在单叶双曲面空间缆索网11的外部，采用正反两个方向的双螺旋形式缠绕外部螺旋箍筋13，形成筒网状空间缆索体系1；

第四步：在内部椭圆形环梁12的左右两侧腰部位置，安装竖向吊索31、斜向吊索32和八字形吊索33三种吊索，形成吊索体系3；

第五步：利用竖向吊索31和斜向吊索32，悬吊拼装由双曲线形纵梁41和横向次梁42，形成桥面系加劲梁4；

第六步：在悬索桥的跨中位置，利用八字形吊索33，安装施工由外侧环形梁51、内侧环形梁52、环形梁次梁53和钢结构双悬挑大梁54，形成中央环形梁5；

第七步：将抗风缆索81锚固于于峡谷景区两侧山坡体2之中，按照一定间距，施工安装连接抗风连接拉索82，形成抗风缆索体系8；

第八步：在桥面系加劲梁4和中央环形梁5之上，施工安装玻璃桥面板6，建造超大跨径的单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，接待游客，投入运营。

实施例3：

某峡谷景区，山高坡陡，为了开发旅游业，需要建造一座峡谷景区的人行景观玻璃悬索桥，峡谷景区沟壑呈现V字形，峡谷两侧山坡约为75°，悬索桥方案比选后，采用单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥的结构形式。

单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥由筒网状空间缆索体系、山坡体、吊索体系、桥面系加劲梁、中央环形梁、玻璃桥面板、桥台基础梁和抗风缆索体系组成，全桥没有一个桥塔，具有造型漂亮、抗风稳定性好和经济低的优点。

筒网状空间缆索体系是由单叶双曲面空间缆索网、内部椭圆形环梁和外部螺旋箍筋三者组成。

本悬索桥的单叶双曲面空间缆索网采用五角星形的缆索构形方案，端部外接大椭圆与腰部内切小椭圆构成彭色列双心椭圆，利用彭色列闭合多星形定理，形成双五角星形的单叶双曲面空间缆索网的几何网格。

单叶双曲面空间缆索网跨径为800米，矢跨比为1/10，两组五角星形缆索共计20根缆索，腰椭圆长轴直径8米，腰椭圆短轴直径5米，端椭圆长轴直径25.888米，端椭圆长轴直径16.18米，腰部椭圆直径与端部椭圆比值是0.309017(五角星双心椭圆比值)，喇叭状空间缆索效果明显，空间缆索扭转144度。

单叶双曲面空间缆索网的每股缆索直径为0.2m高强钢丝缆索，采用2000MPa高强钢丝，20根缆索分散锚固于峡谷景区两侧山坡之中，山坡上的岩石地锚结构采用隧道式锚碇结构。

在单叶双曲面空间缆索网的内部设置多道内部椭圆形环梁，内部椭圆形环梁间距为20米，内部椭圆形环梁与单叶双曲面空间缆索网采用专用夹具两者连接牢固，内部椭圆形环梁采用空心钢管制作，从腰部到端部处钢管直径0.5～0.7米线性变化，钢管壁厚12～16mm线性变化。

在单叶双曲面空间缆索网的外部缠绕螺旋箍筋，外部螺旋箍筋是采用正反两个方向的双螺旋箍筋形式，共计4条外部螺旋箍筋，外部螺旋箍筋选用直径为8.6mm的1×3的钢绞线，高强钢绞线强度为1760MPa。

桥面系加劲梁由双曲线形纵梁和横向次梁组成，桥面系加劲梁直接搁置在峡谷景区两侧山坡之上，桥面系加劲梁总长度为740米，两个双曲线形的桥面纵梁左右对称布置，两个双曲线形纵梁跨中处间距为8米，梁端处间距为25.888米，在两个双曲线形纵梁之间设置多道横向次梁，横向次梁间隔10米。

桥面系加劲梁的双曲线形纵梁采用0.3×0.9米等截面矩形钢管梁，钢管壁厚为14mm；横向次梁采用变截面鱼腹式矩形钢管梁，从腰部位置到端部位置处鱼腹梁梁高为0.9～1.5米线性变化，鱼腹式矩形钢管梁的根部均为0.25×0.9米，钢管壁厚6～12mm线性变化。

桥面系加劲梁的转弯处设置收口圆弧梁，收口圆弧梁采用100×500mm的矩形钢管，钢管壁厚4mm。

桥面系加劲梁梁端设置钢筋混凝土桥台基础梁，桥台基础梁尺寸：梁宽0.6米，梁高1.8米，基础梁长度为30米，内部配置钢筋，混凝土基础梁下部设置直径0.4m圆形桩基础。

吊索体系由竖向吊索、斜向吊索和八字形吊索三种吊索组成，三种吊索的上端均锚固于内部椭圆形环梁的左右两侧腰部位置，竖向吊索间距为20米，一个吊点设置左右两根斜向吊索，斜向吊索的下部吊点位于两个竖向吊索下部吊点的中间位置，斜向吊索吊点的间距也为20米，竖向吊索和斜向吊索的直径均为35mm，竖向吊索和斜向吊索采用1760MPa高强钢丝制作。

中央环形梁是由外侧环形梁、内侧环形梁、环形梁次梁和钢结构双悬挑大梁四者组成，钢结构双悬挑大梁采用0.4×0.9米矩形钢管梁，钢管壁厚16mm；钢结构双悬挑大梁悬挑支撑外侧环形梁和内侧环形梁，外侧环形梁和内侧环形梁均采用0.3×0.9米矩形钢管梁，钢管壁厚12mm；环形梁次梁均采用0.2×0.9米矩形钢管梁，钢管壁厚6mm；八字形吊索上端锚固于内部椭圆形环梁的左右两侧，八字形吊索下端锚固于钢结构双悬挑大梁与内侧环形梁相交节点处，八字形吊索直径为50mm，八字形吊索采用1760MPa高强钢丝制作。

抗风主缆索为左右两股直径为0.3m的2000MPa高强钢丝缆索，抗风连接拉索间距为20米，抗风连接拉索直径为8mm的1760MPa高强钢丝缆索。

在桥面系加劲梁和中央环形梁之上设置钢化透明玻璃桥面板，玻璃厚度30mm，游客行走在玻璃桥面板之上，欣赏峡谷景区风光。

安装金属栏杆，安装LED彩灯，建造单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，运用使用。

Claims (5)

1.一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，包括筒网状空间缆索体系(1)、桥面系加劲梁(4)和中央环形梁(5)，其特征在于：所叙的筒网状空间缆索体系(1)是由单叶双曲面空间缆索网(11)、内部椭圆形环梁(12)和外部螺旋箍筋(13)三者组成，单叶双曲面空间缆索网(11)是下垂的筒网状单叶双曲面几何构型，单叶双曲面空间缆索网(11)锚固于峡谷两侧山坡体(2)之上，多道内部椭圆形环梁(12)设置在单叶双曲面空间缆索网(11)的内部，外部螺旋箍筋(13)缠绕在单叶双曲面空间缆索网(11)的外部，外部螺旋箍筋(13)是正反两个方向的双螺旋形式的四条螺旋箍筋；所述的吊索体系(3)的上端锚固于内部椭圆形环梁(12)的左右两侧腰部，吊索体系(3)的下端悬吊桥面系加劲梁(4)和中央环形梁(5)，中央环形梁(5)设置在桥面系加劲梁(4)的跨中位置，在桥面系加劲梁(4)和中央环形梁(5)之上铺设玻璃桥面板(6)，在桥面系加劲梁(4)的两个端部位置设置桥台基础梁(7)；抗风缆索体系(8)由抗风缆索(81)和抗风连接拉索(82)组成，抗风缆索(81)两端锚固于峡谷两侧的山坡体(2)之中，抗风连接拉索(82)一端连接抗风缆索(81)，另外一端连接于桥面系加劲梁(4)。

2.根据权利要求1所述的一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，其特征在于：所述的单叶双曲面空间缆索网(11)的平面投影为是多个彭色列闭合多角星形构成的几何图形，单叶双曲面空间缆索网(11)的腰部小椭圆和端部大椭圆两者为彭色列双心椭圆，彭色列闭合多角星形内接外切彭色列双心椭圆，闭合多角星形可以是彭色列闭合三角形，或者彭色列闭合五角星形，或者是彭色列闭合八角星形。

3.根据权利要求1所述的一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，其特征在于：所述的吊索体系(3)由竖向吊索(31)、斜向吊索(32)和八字形吊索(33)三种吊索组成，所述的桥面系加劲梁(4)由双曲线形纵梁(41)和横向次梁(42)组成，在两个对称布置的双曲线形纵梁(41)之间，间隔一定距离设置横向次梁(42)，竖向吊索(31)垂直吊紧双曲线形纵梁(41)，左右两根斜向吊索(32)斜向拉紧双曲线形纵梁(41)；斜向吊索(32)的下部吊点位于两个竖向吊索(31)下部吊点的中间位置，竖向吊索(31)和斜向吊索(32)构成桁架式吊索体系。

4.根据权利要求1所述的一种筒网状空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，其特征在于：所述的中央环形梁(5)是由外侧环形梁(51)、内侧环形梁(52)、环形梁次梁(53)和钢结构双悬挑大梁(54)四者组成，钢结构双悬挑大梁(54)横跨于桥面系加劲梁(4)的中间位置，钢结构双悬挑大梁(54)悬挑支撑外侧环形梁(51)和内侧环形梁(52)，八字形吊索(33)上端锚固于内部椭圆形环梁(12)的左右两侧，八字形吊索(33)下端锚固于钢结构双悬挑大梁(54)与内侧环形梁(52)相交节点处。

5.一种建造权利要求1所述的单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡的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：选择峡谷景区超大跨径人行悬索桥的桥位，在两侧山坡体(2)上，进行分散小型岩石锚碇基础施工，进行左右两个桥台基础梁(7)施工；

第二步：依据单叶双曲面几何方程，进行单叶双曲面空间缆索网(11)定位放样，将网状空间缆索网(11)分散锚固于峡谷景区两侧山坡体(2)之上；

第三步：在单叶双曲面空间缆索网(11)的内部，安装内部椭圆形环梁(12)，在单叶双曲面空间缆索网(11)的外部，采用正反两个方向的双螺旋形式缠绕外部螺旋箍筋(13)，形成筒网状空间缆索体系(1)；

第四步：在内部椭圆形环梁(12)的左右两侧腰部位置，安装竖向吊索(31)、斜向吊索(32)和八字形吊索(33)三种吊索，形成吊索体系(3)；

第五步：利用竖向吊索(31)和斜向吊索(32)，悬吊拼装由双曲线形纵梁(41)和横向次梁(42)，形成桥面系加劲梁(4)；

第六步：在悬索桥的跨中位置，利用八字形吊索(33)，安装施工由外侧环形梁(51)、内侧环形梁(52)、环形梁次梁(53)和钢结构双悬挑大梁(54)，形成中央环形梁(5)；

第七步：将抗风缆索(81)锚固于于峡谷景区两侧山坡体(2)之中，按照一定间距，施工安装连接抗风连接拉索(82)，形成抗风缆索体系(8)；

第八步：在桥面系加劲梁(4)和中央环形梁(5)之上，施工安装玻璃桥面板(6)，建造超大跨径的单叶双曲面空间缆索分散锚固峡谷山坡的人行悬索桥，接待游客，投入运营。

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