CN115369737A - 一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥 - Google Patents

Abstract

针对三叉河流峡谷地形，提出一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥。三根钢丝缆索穿入圆饼状缆索转向块之中，形成放射状布置的三根转向承重悬索，三叉形缆索体系悬挂在三角形布置的三个双肢柱门式桥塔之上，八字形吊索悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁，所述的三叶玫瑰线形桥面加劲梁是由三叶玫瑰线形周边钢环梁、横向鱼腹式钢梁、钢结构次梁和钢结构观光中央平台组成，三叶玫瑰线形桥面加劲梁的三个端部搁置在三叉河流峡谷的三个悬崖边缘。三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥是造型漂亮，结构轻盈，一桥连通三岸，交通快捷。三叉形缆索体系与三叶玫瑰线形桥面加劲梁均为稳定的三角形结构形式，可避免人行悬索桥左右摇晃问题，抗风稳定性良好。

Description

一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥

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结构，尤其涉及一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥。

背景技术

三条江河交汇的三叉地带区域，环境景色宜人，人们非常喜欢有山有水的旅游场所，三叉河流峡谷地带已经成为旅游热门景点。

在三叉河流峡谷地带修建三叉形桥，一桥连通三岸，交通快捷，美丽的三叉桥可以融入在自然环境之中。

在数学中，三叶玫瑰线形非常漂亮，三叶玫瑰线像极了三叶草，将三叶玫瑰线形用于构建三叉形桥面，将可大幅度提升三叉河流峡谷旅游景区的人文内涵。

三叉河流峡谷地带水面宽阔，修建三叉形桥的跨径较大，梁式桥、拱桥和斜拉桥的桥型并不适合超大跨径的三叉河流峡谷人行景观悬索桥，因此，土木工程界，亟需研发超大跨径的三叉形人行悬索桥新技术。

针对在三叉河流峡谷地带建造超大跨径的三叉形人行景观悬索桥的需求，桥面结构采用三叶玫瑰线形桥面，人行景观悬索桥桥塔结构采用三角形布置的三个双肢柱门式桥塔，放射状布置的三根转向悬索作为人行景观悬索桥的承重缆索，八字形吊索悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁，形成一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥。

发明内容

技术问题：针对三叉河流峡谷地形，提出一种造型漂亮、节省场地、施工便捷，抗风稳定性好和经济实惠的三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，三角形布置的三个双肢柱门式桥塔悬挂放射状布置的三根转向承重悬索，八字形吊索悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁，桥面系加劲梁搁置在三叉河流峡谷的悬崖边缘。

技术方案：本发明的一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，包括双肢柱门式桥塔、三叉形缆索体系、背拉索、锚碇、八字形斜吊索、中央竖吊索、三叶玫瑰线形桥面加劲梁、弧形基础梁、桥面板，其特征在于：所述的双肢柱门式桥塔共计有三个，双肢柱门式桥塔的位置呈现三角形布置；所述的三叉形缆索体系是由放射状布置的三根转向承重悬索和圆饼状缆索转向块两者构成，圆饼状缆索转向块的内部设置有三个弧形转向挡块，三根缆索从三个方向穿入圆饼状缆索转向之中，三根缆索围绕圆饼状缆索转向块的三个弧形挡块转向后，形成放射状布置的三根转向承重悬索，放射状布置的三根转向承重悬索悬挂在三角形布置的三个双肢柱门式桥塔之上，背拉索一端锚固在双肢柱门式桥塔的塔柱之上，背拉索另外一端锚固于隧道式锚碇之中；八字形斜吊索的上端固定在放射状布置的三根转向承重悬索之上，八字形斜吊索的下端悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁；中央竖吊索的上端固定在圆饼状缆索转向块的圆心位置，中央竖吊索的下端悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁的中心位置；三叶玫瑰线形桥面加劲梁的三个端部搁置在三叉河流峡谷地形的三个悬崖边缘，在三叶玫瑰线形桥面加劲梁的三个端部设置三个弧形基础梁，在三叶玫瑰线形桥面加劲梁之上设置有桥面板。

所述的圆饼状缆索转向块是由上下两块钢盖板和中间内置的三个弧形转向挡块组成，三根钢丝缆索穿入圆饼状缆索转向块，三根钢丝缆索转向后，伸出三根钢丝缆索的线段，形成放射状布置的三根转向承重悬索，以圆饼状缆索转向块圆心为中心位置，共有六条放射状的缆索线段。

优选地，所述的三叶玫瑰线形桥面加劲梁是由三叶玫瑰线形周边钢环梁、横向鱼腹式钢梁、钢结构次梁和钢结构观光中央平台组成，三叶玫瑰线形周边钢环梁是采用三叶玫瑰线的几何构形，横向鱼腹式钢梁的两端搁置在三叶玫瑰线形周边钢环梁的两边，钢结构次梁连接着横向鱼腹式钢梁中部位置，钢结构观光中央平台设置在三叶玫瑰线形桥面加劲梁的中心位置。

一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步：进行三叉河流峡谷景区人行悬索桥的桥址选择，进行双肢柱门式桥塔和锚碇施工，并进行弧形基础梁的施工；

第二步：将三根钢丝缆索穿入圆饼状缆索转向块之中，三根钢丝缆索转向后，形成放射状布置的三根转向承重悬索；

第三步：现场组装放射状布置的三根转向承重悬索和圆饼状缆索转向块，构成三叉形缆索体系；

第四步：将放射状布置的三根转向承重悬索悬挂在双肢柱门式桥塔之上，并且进行背拉索的安装施工，背拉索锚固于隧道式锚碇之中；

第五步：安装八字形斜吊索和中央竖吊索；

第六步：悬拼安装三叶玫瑰线形周边钢环梁、横向鱼腹式钢梁、钢结构次梁和钢结构观光中央平台，形成三叶玫瑰线形桥面加劲梁；

第七步：铺装桥面板，形成三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，运营使用。

三叶玫瑰线是经典的几何曲线，三叶玫瑰线像极了三叶草，三叶玫瑰线非常漂亮，三叶玫瑰线的极坐标数学方程为：

ρ＝a·cos(3θ) (1)

式中：a为三叶玫瑰线的包络半径；θ为方位角变量；ρ为距离变量。

三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥可与三叉形峡谷周围环境协调，造型独特，形体漂亮，三叉形缆索体系悬吊三叶玫瑰线形桥面，结构轻盈，可增加三叉河流峡谷景区的人文内涵。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

在三叉河流峡谷地形条件下，如果采用平行缆索体系悬索桥，需要建造三座人行悬索桥，基建投资较大，施工工期长。

在三叉河流峡谷地形条件下，采用三叉形人行悬索桥，一桥连通三岸，交通快捷，节约了基建投资。

改革传统的左右两根平行缆索体系人行悬索桥，通过设置圆饼状的中央转向连接件，三根钢丝缆索可以形成放射状布置的三根承重悬索，三叉形缆索体系悬吊三叉形桥面系加劲梁，形成三叉形缆索体系人行悬索桥。

三叶玫瑰线形状非常漂亮，像极了三叶草，三叶玫瑰线几何图形用于桥面系加劲梁，造型非常漂亮，可提升三叉河流峡谷地带旅游景区的人文内涵。

三角形布置的三个双肢柱门式桥塔结构，三个双肢柱门式桥塔悬挂放射状布置的三根承重悬索，吊索体系悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁，桥面系加劲梁直接搁置在三叉河流峡谷的悬崖边缘，建造三叶玫瑰线形桥面加劲梁的人行景观悬索桥，结构简明。

三叉形缆索体系人行景观悬索桥是一种单跨式悬索桥，并不需要引桥，可节约造价，三叶玫瑰线形桥面加劲梁直接搁置在悬崖边缘，可节约峡谷景区的场地空间，不会影响峡谷景区的平面布局。

三叉形缆索体系与三叶玫瑰线形桥面加劲梁两者均为稳定的三角形结构形式，相互配套，相得益彰，三叉形缆索体系提供水平向的分力，三叉形人行悬索桥的抗侧刚度和抗扭刚度均可以大幅度提高，具有良好的空间整体性，可避免峡谷景区人行悬索桥左右摇晃问题，其抗风稳定性良好。

三叉形缆索体系人行悬索桥主要受力构件是双肢柱门式桥塔和放射状布置的三根承重悬索，构造简单，施工简便，峡谷景区地质好，隧道式锚碇施工方便。

三叉形缆索体系人行景观悬索桥具有跨越能力大、承载力高和施工技术先进等优点，吊索布置不会影响桥面净空，桥面交通组织流畅，可方便游客欣赏峡谷景区风光。

三叉形缆索体系人行景观悬索桥是一种装配式结构，可以工业化批量生产，钢管混凝土双肢柱的门式桥塔结构、放射状布置的三根承重悬索、圆饼状的中央转向连接件和三叶玫瑰线形桥面加劲梁均可在工厂预制，现场装配施工速度快捷。

针对三叉河流峡谷地形，改革传统的平行缆索体系人行悬索桥，放射状布置的三根承重悬索设置在三个双肢柱门式桥塔结构之上，吊索悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁，具有造型漂亮、施工便捷、抗风稳定性好、节省场地和经济性好等优点，适合200～300米超大跨径的三叉形峡谷景区人行景观悬索桥，其应用前景良好。

附图说明

图1是一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥的三维示意图；

图2是图1中的缆索体系的三维示意图；

图3是图2中的圆饼状缆索转向块的三维示意图；

图4是三叶玫瑰线形桥面加劲梁的三维示意图；

图5是三叶玫瑰线形的几何构形图。

图中有：双肢柱门式桥塔1；三叉形缆索体系2；放射状布置的三根转向承重悬索21；圆饼状缆索转向块22；背拉索3；锚碇4；八字形斜吊索5；中央竖吊索6；三叶玫瑰线形桥面加劲梁7；三叶玫瑰线形周边钢环梁71；横向鱼腹式钢梁72；钢结构次梁73；钢结构观光中央平台74；弧形基础梁8；桥面板9。

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：

本发明的一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，包括双肢柱门式桥塔1、三叉形缆索体系2、背拉索3、锚碇4、八字形斜吊索5、中央竖吊索6、三叶玫瑰线形桥面加劲梁7、弧形基础梁8、桥面板9，其特征为：所述的双肢柱门式桥塔1共计有三个，双肢柱门式桥塔1的位置呈现三角形布置；所述的三叉形缆索体系2是由放射状布置的三根转向承重悬索21和圆饼状缆索转向块22两者构成，圆饼状缆索转向块22的内部设置有三个弧形转向挡块，三根缆索从三个方向穿入圆饼状缆索转向22之中，三根缆索围绕圆饼状缆索转向块22的三个弧形挡块转向后，形成放射状布置的三根转向承重悬索21，放射状布置的三根转向承重悬索21悬挂在三角形布置的三个双肢柱门式桥塔1之上，背拉索3一端锚固在双肢柱门式桥塔1的塔柱之上，背拉索3另外一端锚固于隧道式锚碇4之中；八字形斜吊索5的上端固定在放射状布置的三根转向承重悬索21之上，八字形斜吊索5的下端悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁7；中央竖吊索6的上端固定在圆饼状缆索转向块22的圆心位置，中央竖吊索6的下端悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁7的中心位置；三叶玫瑰线形桥面加劲梁7的三个端部搁置在三叉河流峡谷地形的三个悬崖边缘，在三叶玫瑰线形桥面加劲梁7的三个端部设置三个弧形基础梁8，在三叶玫瑰线形桥面加劲梁7之上设置有桥面板9。

所述的圆饼状缆索转向块22是由上下两块钢盖板和中间内置的三个弧形转向挡块组成，三根钢丝缆索穿入圆饼状缆索转向块22，三根钢丝缆索转向后，伸出三根钢丝缆索的线段，形成放射状布置的三根转向承重悬索21，以圆饼状缆索转向块22圆心为中心位置，共有六条放射状的缆索线段。

所述的三叶玫瑰线形桥面加劲梁7是由三叶玫瑰线形周边钢环梁71、横向鱼腹式钢梁72、钢结构次梁73和钢结构观光中央平台74组成，三叶玫瑰线形周边钢环梁71是采用三叶玫瑰线的几何构形，横向鱼腹式钢梁72的两端搁置在三叶玫瑰线形周边钢环梁71的两边，钢结构次梁73连接着横向鱼腹式钢梁72中部位置，钢结构观光中央平台74设置在三叶玫瑰线形桥面加劲梁7的中心位置。

实施例2：

本发明的一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥的施工方法，其特征为：包括以下步骤：

第一步：进行三叉河流峡谷景区人行悬索桥的桥址选择，进行双肢柱门式桥塔1和锚碇4施工，并进行弧形基础梁8的施工；

第二步：将三根钢丝缆索穿入圆饼状缆索转向块22之中，三根钢丝缆索转向后，形成放射状布置的三根转向承重悬索21；

第三步：现场组装放射状布置的三根转向承重悬索21和圆饼状缆索转向块22，构成三叉形缆索体系2；

第四步：将放射状布置的三根转向承重悬索21悬挂在双肢柱门式桥塔1之上，并且进行背拉索3的安装施工，背拉索3锚固于隧道式锚碇4之中；

第五步：安装八字形斜吊索5和中央竖吊索6；

第六步：悬拼安装三叶玫瑰线形周边钢环梁71、横向鱼腹式钢梁72、钢结构次梁73和钢结构观光中央平台74，形成三叶玫瑰线形桥面加劲梁7；

第七步：铺装桥面板9，形成三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，运营使用。

实施例3：

某三叉河流峡谷景区人行景观桥梁，为了经济性和节省场地空间，采用三叶攻瑰线形桥面的人行景观悬索桥技术方案，一桥连通三岸。

三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，桥面采用三叶玫瑰线形桥面加劲梁，缆索采用三叉形缆索体系，桥塔采用双肢柱门式桥塔，锚碇采用隧道式锚碇。

三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，是单跨悬索桥，没有引桥，节省了场地空间，悬索桥桥面板的包络直径为200m，三叶玫瑰线形加劲梁桥面板中间位置是水滴形花坛，其左右两边为6m宽度的人行道。

三个双肢柱门式桥塔均采用牌坊结构造型，双肢柱门式桥塔柱采用钢管混凝土柱结构形式，钢管混凝土柱直径为6m，钢管壁厚为14～22mm。

三根钢丝缆索从三个方向穿入圆饼状缆索转向块之中，三根钢丝缆索遇到转向挡块转变了缆索方向，形成放射状布置的三根转向承重悬索。

三叉形缆索体系是由放射状布置的三根转向承重悬索和圆饼状缆索转向块两者构成，放射状布置的三根转向承重悬索是悬挂在三角形布置的三个双肢柱门式桥塔的塔柱之上。

所述的圆饼状缆索转向块是由上下两块钢盖板和中间内置的三个弧形转向挡块构成，圆饼状缆索转向块是工厂铸造件，直径为1.6m，上钢盖板厚度为20mm。下钢盖板厚度为12mm，弧形转向挡块高度为250mm。

三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥采用2000MPa高强钢丝缆索，三根钢丝缆索是的直径均为0.2m，钢丝缆索的矢跨比为1/10。

在桥塔顶部设置索鞍结构，钢丝承重悬索绕过索鞍结构，作为背拉索，背拉索另外一端锚固于隧道式锚碇结构之中。

三叉形缆索体系的左右两根钢丝缆索上，设置一组八字形斜吊索，八字形斜吊索悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁，在桥梁中央位置，设置中央竖吊索悬吊桥面结构；八字形斜吊索采用1670MPa高强钢丝缆索，吊索间距10m，吊索直径为40mm，全桥设置中央竖吊索一根，中央竖吊索直径为75mm。

三叶玫瑰线形桥面加劲梁是由三叶玫瑰线形周边钢环梁、横向鱼腹式钢梁、钢结构次梁和钢结构观光中央平台组成。

三叶玫瑰线形周边钢环梁是采用三叶玫瑰线的几何构形，三叶玫瑰线形周边钢环梁采用300×800mm矩形钢管，横向鱼腹式钢梁的两端搁置在三叶玫瑰线形周边钢环梁的两边，横向鱼腹式钢梁采用300×800～2000mm的矩形钢管，钢结构次梁采用250×600mm矩形钢管，钢结构观光中央平台采用弧形钢曲梁收边，弧形钢曲梁采用200×400mm矩形钢管。

三叶玫瑰线形桥面加劲梁是直接搁置在三叉河流峡谷的悬崖边缘，在三叶玫瑰线形桥面加劲梁的三个端部，设置三个钢筋混凝土的弧形基础梁，钢筋混凝土弧形基础梁的长度为8m，截面几何尺寸为900×3000mm，内部配置钢筋，钢筋混凝土弧形基础梁采用桩基础。

在三叶玫瑰线形桥面加劲梁之上，设置有桥面板，桥面板采用钢化透明玻璃桥面板，玻璃厚度25mm，游客行走在玻璃桥面板之上，可以领略峡谷景区风光。

安装金属栏杆，安装LED彩灯，形成三叉河流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 (4)

1.一种三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，包括双肢柱门式桥塔(1)、三叉形缆索体系(2)和三叶玫瑰线形桥面加劲梁(7)，其特征在于：所述的双肢柱门式桥塔(1)共计有三个，双肢柱门式桥塔(1)的位置呈现三角形布置；所述的三叉形缆索体系(2)是由放射状布置的三根转向承重悬索(21)和圆饼状缆索转向块(22)两者构成，圆饼状缆索转向块(22)的内部设置有三个弧形转向挡块，三根缆索从三个方向穿入圆饼状缆索转向(22)之中，三根缆索围绕圆饼状缆索转向块(22)的三个弧形挡块转向后，形成放射状布置的三根转向承重悬索(21)，放射状布置的三根转向承重悬索(21)悬挂在三角形布置的三个双肢柱门式桥塔(1)之上，背拉索(3)一端锚固在双肢柱门式桥塔(1)的塔柱之上，背拉索(3)另外一端锚固于隧道式锚碇(4)之中；八字形斜吊索(5)的上端固定在放射状布置的三根转向承重悬索(21)之上，八字形斜吊索(5)的下端悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁(7)；中央竖吊索(6)的上端固定在圆饼状缆索转向块(22)的圆心位置，中央竖吊索(6)的下端悬吊三叶玫瑰线形桥面加劲梁(7)的中心位置；三叶玫瑰线形桥面加劲梁(7)的三个端部搁置在三叉河流峡谷地形的三个悬崖边缘，在三叶玫瑰线形桥面加劲梁(7)的三个端部设置三个弧形基础梁(8)，在三叶玫瑰线形桥面加劲梁(7)之上设置有桥面板(9)。

2.根据权利要求1所述的三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，其特征在于：所述的圆饼状缆索转向块(22)是由上下两块钢盖板和中间内置的三个弧形转向挡块组成，三根钢丝缆索穿入圆饼状缆索转向块(22)，三根钢丝缆索转向后，伸出三根钢丝缆索的线段，形成放射状布置的三根转向承重悬索(21)，以圆饼状缆索转向块(22)圆心为中心位置，共有六条放射状的缆索线段。

3.根据权利要求1所述的三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，其特征在于：所述的三叶玫瑰线形桥面加劲梁(7)是由三叶玫瑰线形周边钢环梁(71)、横向鱼腹式钢梁(72)、钢结构次梁(73)和钢结构观光中央平台(74)组成，三叶玫瑰线形周边钢环梁(71)是采用三叶玫瑰线的几何构形，横向鱼腹式钢梁(72)的两端搁置在三叶玫瑰线形周边钢环梁(71)的两边，钢结构次梁(73)连接着横向鱼腹式钢梁(72)中部位置，钢结构观光中央平台(74)设置在三叶玫瑰线形桥面加劲梁(7)的中心位置。

4.一种建造权利要求1所述的三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步：进行三叉河流峡谷景区人行悬索桥的桥址选择，进行双肢柱门式桥塔(1)和锚碇(4)施工，并进行弧形基础梁(8)的施工；

第二步：将三根钢丝缆索穿入圆饼状缆索转向块(22)之中，三根钢丝缆索转向后，形成放射状布置的三根转向承重悬索(21)；

第三步：现场组装放射状布置的三根转向承重悬索(21)和圆饼状缆索转向块(22)，构成三叉形缆索体系(2)；

第四步：将放射状布置的三根转向承重悬索(21)悬挂在双肢柱门式桥塔(1)之上，并且进行背拉索(3)的安装施工，背拉索(3)锚固于隧道式锚碇(4)之中；

第五步：安装八字形斜吊索(5)和中央竖吊索(6)；

第六步：悬拼安装三叶玫瑰线形周边钢环梁(71)、横向鱼腹式钢梁(72)、钢结构次梁(73)和钢结构观光中央平台(74)，形成三叶玫瑰线形桥面加劲梁(7)；

第七步：铺装桥面板(9)，形成三叶玫瑰线形桥面的人行景观悬索桥，运营使用。

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