CN114575236A - 一种基于人行道绕塔布置的桥梁结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于人行道绕塔布置的桥梁结构，涉及桥梁工程技术领域，包括桥塔和设置在桥塔的两个塔肢之间的主梁；主梁包括两个关于顺桥向的桥梁中心线对称设置的桥梁分区；每个桥梁分区均包括由内至外设置的既定区和人行道区，人行道区部分向内平移形成与既定区贴合的凸部，凸部的外侧形成用于安装塔肢的凹口，人行道区向内弯折部分的两侧分别与既定区构成拉索容置区域；所述桥梁分区还包括设置在两个拉索容置区域内的拉索区。本申请中在主梁通过桥塔的位置，人行道区借由原拉索区实现绕塔通行，能够可保证主梁以较窄断面通过桥塔，保证了桥塔适宜的高宽比，结构比例协调、受力合理。

Description

一种基于人行道绕塔布置的桥梁结构

技术领域

本申请涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种基于人行道绕塔布置的桥梁结构。

背景技术

建筑是凝固的音乐。在市政桥梁结构设计中，景观设计有着举足轻重的意义。桥塔作为斜拉桥中的标志性构件，最能表达桥梁的景观主题。而基本的美学要求桥塔设计做到外观简洁、比例协调。从桥梁结构形式上看，主梁需通过桥塔位置。因此主梁的通过宽度决定了该处桥塔塔肢间的横向距离，横向指横桥向，纵向指顺桥向。在满足交通功能的前提下，减少主梁断面宽度可尽量缩短桥塔塔肢间的横向距离，保证桥塔有适宜的高宽比，比例协调。对于特定的钻石型、水滴型桥塔，缩短桥塔塔肢间的横向距离还可改善桥塔塔柱的横向受力。

现阶段市政桥梁中，在斜拉桥的桥塔处，主梁a1穿过桥塔在横桥向的两个塔肢a2，若宽幅桥梁选择全断面通过时，会限制桥塔塔肢间的最小横向距离，如图1所示，此时整个桥塔的横向宽度完全由主梁a1断面宽度决定，桥塔塔肢a2间的横向距离最宽，此时桥塔高宽比变小，外形比例略显臃肿。此时较大的横向距离还会控制桥塔受力。

而现有技术中也有采取分离人行道后主梁b1从主塔内侧通过、人行道在外侧绕行主塔附属平台通过的实施案例，如图2和图3所示，该案例减少了桥塔处主梁b1断面的通过宽度。这种方法虽缩短了塔肢b2间的横向距离，但是由于在桥面处主塔外侧设置了附属人行平台b3，对主塔景观产生破坏作用，附属人行平台像附着于桥塔处的腰带，桥塔的简洁、美观大受影响。

发明内容

本申请实施例提供一种基于人行道绕塔布置的桥梁结构，通过人行道饶塔布置，缩短桥塔塔肢间横向距离，解决现有桥梁技术中人行道过塔附着于主塔外侧，影响桥塔景观的问题，便于实施且效果明显。

第一方面，提供了一种基于人行道绕塔布置的桥梁结构，包括桥塔和设置在桥塔的两个塔肢之间的主梁；其特征在于，所述主梁包括两个关于顺桥向的桥梁中心线对称设置的桥梁分区；

每个桥梁分区均包括由内至外设置的既定区和人行道区，人行道区与塔肢对应部分向内平移形成凸部，凸部的内侧与既定区贴合，凸部的外侧形成用于安装塔肢的凹口，位于凸部两侧的人行道区分别与既定区构成两个拉索容置区域；

所述桥梁分区还包括设置在两个拉索容置区域内的拉索区。

一些实施例中，所述既定区的两侧边均与桥梁中心线平行。

一些实施例中，所述既定区包括由内至外设置的中央分隔带、机动车道、机非隔离带、以及非机动车道；

中央分隔带、机动车道、机非隔离带、以及非机动车道的中心线均与桥梁中心线平行。

一些实施例中，所述桥梁分区包括两个关于横桥向的塔肢中心线对称设置的桥梁子分区；

每个桥梁子分区均包括标准断面结构、过渡断面结构、以及塔端断面结构，所述凸部位于过渡断面结构和塔端断面结构处；

所述标准断面结构包括由内至外设置的既定区、拉索区、以及人行道区；

所述过渡断面结构包括内至外设置的既定区和人行道区；

所述塔端断面结构包括由内之外设置的既定区和人行道区。

一些实施例中，所述标准断面结构、所述过渡断面结构、以及所述塔端断面结构均关于塔肢中心线对称。

一些实施例中，位于所述标准断面结构处的人行道区和位于所述塔端断面结构处的人行道区在横桥向的宽度相同。

一些实施例中，位于所述标准断面处的人行道区和位于所述塔端断面结构处的人行道区在横桥向的宽度均小于位于过渡断面结构处的人行道区在横桥向的宽度。

一些实施例中，位于过渡断面结构处的人行道区与位于塔端断面结构处的人行道区的交界处与塔肢之间的纵向距离与主梁在顺桥向的位移值匹配。

一些实施例中，位于塔端断面结构处的人行道区与塔肢之间的横向距离与预设的横向抗风支座的尺寸匹配。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本发明中通过桥面上各功能区的特定布置，优化功能区位置，使得主梁在通过主塔的区域中，人行道区借由原拉索区实现绕塔布置通行，主梁以最窄断面宽度通过主塔，缩短了桥塔塔肢间的横向距离，同时保证主塔外立面景观的一致性，实现了桥塔结构设计上的比例协调与景观统一，方法便于实施、效果明显，对双肢桥塔的斜拉桥设计具有推广应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为不采取措施主梁全宽通过桥塔时的塔梁横断面示意图。

图2为采取现有技术措施后主梁通过桥塔时的塔梁横断面示意图。

图3为图2中A-A处断面示意图。

图4为本发明实施例中基于人行道绕塔布置的桥梁结构的塔梁横断面示意图。

图5为图4中B-B处断面示意图。

图6为图5中C-C处断面示意图。

图7为图5中D-D处断面示意图。

图8为图5中E-E处断面示意图。

图9是图4的断面局部放大示意图。

附图标记：

1-主梁；2-塔肢；3-桥梁中心线；4-人行道区；5-拉索区；6-非机动车道；7-机非隔离带；8-机动车道；9-中央分隔带；10-拉索；11-过桥管线；12-横向抗风支座；13-塔肢中心线。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有技术中，如图2和图3所示，主梁b1通过主塔区间时，为保证最窄的主梁通过宽度，需要将人行道截断，在主塔外侧设置附属人行平台b3。这种方法中桥面的人行道系统在主塔区域是断开的，主梁b1上的人行道系统与主塔外侧附属人行平台b3为相互独立的两种结构，由于温度、活载作用下的结构变位不同，需要在二者间设置过渡的伸缩装置。该伸缩装置为适应变形的过渡结构，长时间使用下容易损坏，需要经常维修，增加了人行道结构的养护工作量。此外主塔处的附属人行平台b3，需要在主塔内预埋锚固的支撑结构，增加了主塔施工的工作内容及复杂性，且附属人行平台b3的支撑结构增加了主塔的日常维护工作内容，整个结构的造价成本也增加了。另外，主塔附属人行平台b3的实施破坏了主塔景观及主梁人行道景观的外观一致性，对桥梁的景观性破坏较大。

如图4和图5所示，本发明提供一种基于人行道绕塔布置的桥梁结构，包括桥塔和设置在桥塔的两个塔肢2之间的主梁1，两个塔肢2沿横桥向布置在主梁1两侧，主梁1穿过两个塔肢2。所述主梁1包括两个关于顺桥向的桥梁中心线3对称设置的桥梁分区。以横桥向靠近桥梁中心线3的一侧为内，以横桥向远离桥梁中心线3的一侧为外，每个桥梁分区均包括由内至外设置的既定区和人行道区4，人行道区4变宽。在主梁1穿过两个塔肢2处，人行道区4部分向内平移形成与既定区贴合的凸部，在凸部的外侧形成用于安装塔肢2的凹口，凸部的两侧分别与既定区构成拉索容置区域，两个拉索容置区域内设置拉索区5。

在本实施例中，通过桥面上各功能区的特定布置，优化功能区位置，使得主梁1在通过主塔的区域中，人行道区4借由原拉索区5实现绕塔布置通行，主梁1以最窄断面宽度通过主塔，缩短了桥塔塔肢2间的横向距离，同时保证主塔外立面景观的一致性，实现了桥塔结构设计上的比例协调与景观统一，方法便于实施、效果明显，对双肢桥塔的斜拉桥设计具有推广应用价值。

具体的，本发明中保持了人行道区4的结构一致性、连续性，无断缝不设置伸缩装置，易于施工，运营维护量较小且造价较低，主塔的景观性突出表现无破坏。

本发明的实施需要具备以下条件：1)人行道区4置于最外侧；拉索区5次于人行道布置，且索区宽度＞人行道宽度；2)拉索区5在主塔区域附近不布置拉索10，即主塔区域存在一定长度的拉索区5无索布置范围；3)人行道区4在主塔区域由外侧转入拉索区5绕行通过主塔区域，该绕行区域的拉索区5在竖直高度上留有足够建筑高度，即斜向的拉索10未侵占相应的通行高度。4)人行道区4在主塔区域由外侧转入拉索区5绕行通过主塔区域，该绕行平面布置时，应保证人行道区4下方的过桥管线留有足够的平面转弯半径实现管线的平面绕行。因此该发明实施时需保证上述条件实现，需从结构设计、空间预留等多方面提前考虑。现有技术中，通过人行道断开，在主塔处设置附属平台的两套走行系统方法，可简单粗暴方式满足人行道通行目的。但采用本发明的人行道区4绕行拉索区5通过主塔区域时，综合考虑了人行道纵梁、人行道板的布置、调整，拉索区5的无索布置、人行通行高度、管线平面绕行折角角度，拉索隔离区护栏、人行道护栏过渡调整等多方面问题，对结构设计细节进行了仔细推敲和匹配设计研究。

在较佳的实施例中，所述既定区的两侧边均与桥梁中心线3平行。

进一步的，所述既定区包括由内至外设置的中央分隔带9、机动车道8、机非隔离带7、以及非机动车道6。中央分隔带9、机动车道8、机非隔离带7、以及非机动车道6的中心线均与桥梁中心线3平行。

在本实施例中，既定区按照常规布置，仅调整既定区外侧的拉索区5和人行道区4的宽度，通过使人行道区4向内侧平移，在主梁1过塔处形成一凹口和两拉索容置区域，拉索区5布置在两个拉索容置区域内，实现人行道区4借由原拉索区5实现绕塔布置通行的目的。

在较佳的实施例中，如图5至图8所示，所述桥梁分区包括两个关于横桥向的塔肢中心线13对称设置的桥梁子分区。

每个桥梁子分区均包括标准断面结构(即主梁1标准断面布置)、过渡断面结构(即主梁1过渡断面布置)、以及塔端断面结构(即主梁1塔端断面布置)，所述人行道区4向内平移部分位于过渡断面结构和塔端断面结构处。

所述标准断面结构包括由内至外设置的既定区、拉索区5、以及人行道区4。

所述过渡断面结构包括内至外设置的既定区和人行道区4。

所述塔端断面结构包括由内之外设置的既定区和人行道区4。

进一步的，所述标准断面结构、所述过渡断面结构、以及所述塔端断面结构均关于塔肢中心线13对称。

进一步的，位于所述标准断面结构处的人行道区4和位于所述塔端断面结构处的人行道区4在横桥向的宽度相同。位于所述标准断面处的人行道区4和位于所述塔端断面结构处的人行道区4在横桥向的宽度均小于位于过渡断面结构处的人行道区4在横桥向的宽度。

在本实施例中，如图5和图6所示，主梁1标准断面布置时，桥面上功能区由两边向中间，依次为标准人行道区4、拉索区5、非机动车道6、机非隔离带7、机动车道8及中央分隔带9。记主梁1标准断面宽度为B1、标准人行道区4宽度为Bp1、拉索区5宽度为Bs、非机动车道6宽度为Bb、机非隔离带7宽度为Bf、机动车道8宽度为Bv及中央分隔带9宽度为Bd，则B1＝2×(Bp1+Bs+Bb+Bf+Bv)+Bd，此时满足Bp1≤Bs。

如图5和图7所示，桥塔一侧的主梁1，其纵向距塔肢2中心距离为L1时，或者桥塔另一侧的主梁1，其纵向距塔肢2中心距离为L1’时，主梁1由标准断面布置调整为过渡断面布置，桥面上功能区由两边向中间，依次为加宽人行道区4、非机动车道6、机非隔离带7、机动车道8及中央分隔带9。记主梁1过渡断面宽度为B2、加宽人行道区4宽度为Bp2、非机动车道6宽度为Bb、机非隔离带7宽度为Bf、机动车道8宽度为Bv及中央分隔带9宽度为Bd，则B2＝2×(Bp2+Bb+Bf+Bv)+Bd，此时满足B2＝B1，Bp2＝Bp1+Bs。

如图5和图8所示，桥塔一侧的主梁1，其纵向距塔肢2中心距离为L2时，或者桥塔另一侧的主梁1，其纵向距塔肢2中心距离为L2’时，主梁1由过渡断面布置调整为塔端断面布置，桥面上功能区由两边向中间，依次为变化人行道区4、非机动车道6、机非隔离带7、机动车道8及中央分隔带9。记主梁1塔端断面宽度为B3、变化人行道区4宽度为Bp3、非机动车道6宽度为Bb、机非隔离带7宽度为Bf、机动车道8宽度为Bv及中央分隔带9宽度为Bd，则B2＝2×(Bp3+Bb+Bf+Bv)+Bd，此时满足B3<B1，Bp3＝Bp1。

如图9所示，定义桥塔处塔肢2间横向距离W，主梁1和塔肢2间横向的最小构造空间为C，则塔肢2间外侧的最小横向距离满足如下关系：W＝B3+2×C。

在本实施例中，主梁1由标准断面布置调整为过渡断面布置的位置，即桥塔一侧纵向距桥塔塔肢2中心距离值L1，或者桥塔另一侧纵向距桥塔塔肢2中心距离值L1’，由人行道处通行净高和人行道下方过桥管线11横向弯折要求决定。

在较佳的实施例中，位于塔端断面结构处的人行道区4与塔肢2之间的纵向距离与主梁1在顺桥向的位移值匹配。

在本实施例中，主梁1由过渡断面布置调整为塔端断面布置的位置，即桥塔一侧纵向距桥塔塔肢2中心距离值L2，或者桥塔另一侧纵向距桥塔塔肢2中心距离值L2’，分别由主梁1在桥塔处的纵向位移值X1、X1’决定。

在较佳的实施例中，位于塔端断面结构处的人行道区4与塔肢2之间的横向距离与预设的横向抗风支座12的尺寸匹配。

在本实施例中，主梁1和桥塔塔肢2间横向的最小构造空间C值由主梁1和桥塔间的横向抗风支座12安装尺寸决定。

综上所述，通过桥面上特定的功能分区布置，即人行道位于最外侧，拉索区5位于其次，继而再布置其他功能分区等。桥塔位置处不设置拉索10仅采用竖向支座来支撑主梁1，拉索区5就可被用来做人行道内侧绕塔通行的通道。该方法结构布置紧凑，可保证主梁1以较窄断面通过桥塔，桥塔塔肢2间的横向距离缩短，保证了桥塔适宜的高宽比，结构比例协调、受力合理。同时主塔外立面也保持景观一致性，实现了桥塔结构设计上的比例协调与景观统一，方法便于实施、效果明显，对双肢桥塔的斜拉桥设计具有推广应用价值。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于人行道绕塔布置的桥梁结构，包括桥塔和设置在桥塔的两个塔肢(2)之间的主梁(1)；其特征在于，所述主梁(1)包括两个关于顺桥向的桥梁中心线(3)对称设置的桥梁分区；

每个桥梁分区均包括由内至外设置的既定区和人行道区(4)，人行道区(4)与塔肢(2)对应部分向内平移形成凸部，凸部的内侧与既定区贴合，凸部的外侧形成用于安装塔肢(2)的凹口，位于凸部两侧的人行道区(4)分别与既定区构成两个拉索容置区域；

所述桥梁分区还包括设置在两个拉索容置区域内的拉索区(5)。

2.基于权利要求1所述的基于人行道绕塔布置的桥梁结构，其特征在于，所述既定区的两侧边均与桥梁中心线(3)平行。

3.基于权利要求1所述的基于人行道绕塔布置的桥梁结构，其特征在于，所述既定区包括由内至外设置的中央分隔带(9)、机动车道(8)、机非隔离带(7)、以及非机动车道(6)；

中央分隔带(9)、机动车道(8)、机非隔离带(7)、以及非机动车道(6)的中心线均与桥梁中心线(3)平行。

4.基于权利要求1所述的基于人行道绕塔布置的桥梁结构，其特征在于，所述桥梁分区包括两个关于横桥向的塔肢中心线(13)对称设置的桥梁子分区；

每个桥梁子分区均包括标准断面结构、过渡断面结构、以及塔端断面结构，所述凸部位于过渡断面结构和塔端断面结构处；

所述标准断面结构包括由内至外设置的既定区、拉索区(5)、以及人行道区(4)；

所述过渡断面结构包括内至外设置的既定区和人行道区(4)；

所述塔端断面结构包括由内之外设置的既定区和人行道区(4)。

5.基于权利要求4所述的基于人行道绕塔布置的桥梁结构，其特征在于，所述标准断面结构、所述过渡断面结构、以及所述塔端断面结构均关于塔肢中心线(13)对称。

6.基于权利要求4所述的基于人行道绕塔布置的桥梁结构，其特征在于，位于所述标准断面结构处的人行道区(4)和位于所述塔端断面结构处的人行道区(4)在横桥向的宽度相同。

7.基于权利要求4所述的基于人行道绕塔布置的桥梁结构，其特征在于，位于所述标准断面处的人行道区(4)和位于所述塔端断面结构处的人行道区(4)在横桥向的宽度均小于位于过渡断面结构处的人行道区(4)在横桥向的宽度。

8.基于权利要求4所述的基于人行道绕塔布置的桥梁结构，其特征在于，位于过渡断面结构处的人行道区(4)与位于塔端断面结构处的人行道区(4)的交界处与塔肢(2)之间的纵向距离与主梁(1)在顺桥向的位移值匹配)。

9.基于权利要求4所述的基于人行道绕塔布置的桥梁结构，其特征在于，位于塔端断面结构处的人行道区(4)与塔肢(2)之间的横向距离与预设的横向抗风支座(12)的尺寸匹配。

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