CN117904966A - 一种双拱曲线人行天桥建造施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种双拱曲线人行天桥建造施工方法，包括主桥的施工建造；反拱的施工建造；雨棚的施工建造；正拱的施工建造。本发明可以建造实现具有相互交错的正反弧线造型的人行天桥，改变了原有人行天桥造型单一，外观单调的缺陷，使人行天桥具有曲线的造型，美化了城市环境且完全具备原有人行天桥的功能，人行天桥整体结构稳固，特别是正反拱和雨棚结构承载力好。
Description
技术领域
本发明涉及人行天桥领域，尤其涉及一种双拱曲线人行天桥建造施工方法。
背景技术
人行天桥又称人行立交桥。一般建造在车流量大、行人稠密的地段，或者交叉口、广场及铁路上面。人行天桥只允许行人通过，用于避免车流和人流平面相交时的冲突，保障人们安全的穿越，提高车速，减少交通事故。
传统的人行天桥造型较为单一，即人行步梯上行后，经过直线通道穿过马路上方到达另一侧，通道上方可设置挡雨棚；通道的底部根据跨度长短可选择设置桥墩，整体造型以直线为主。对于现代的城市建设，城市建筑设计者不但要考虑城市建筑的功能，还要进一步考虑城市建筑的功能与美观、艺术性相互结合，起到美化城市环境的功能，使城市居住环境更优越。对于人行天桥而言，如何将原有的人行天桥结构加以改进，使其更具有艺术气息，但是同时又不影响原有的使用功能，是设计者需要重点考虑的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双拱曲线人行天桥建造施工方法，可以建造实现具有相互交错的正反弧线造型的人行天桥，改变了原有人行天桥造型单一，外观单调的缺陷，使人行天桥具有曲线的造型，美化了城市环境且完全具备原有人行天桥的功能，人行天桥整体结构稳固，特别是正反拱和雨棚结构承载力好。
一种双拱曲线人行天桥建造施工方法，天桥过道的两端底部通过边桥墩支撑；天桥过道中部底部通过若干中间桥墩支撑；天桥过道的两侧设置正拱和反拱，正拱的两个拱架两端固定在地面的正拱墩上；反拱的中部与反拱斜墩固定支撑，反拱斜墩设置在中间桥墩墩柱上方外侧。
正拱和反拱的拱梁相互交错，形成具有艺术感的双拱造型，正拱和反拱均得到很好地支撑和固定，在现有结构上找到合适的支撑附着点；在实现艺术造型的同时，实现稳定的结构，其抗震能力和抗风能力均达到良好。
所述天桥过道的两端设置步梯梯道和直梯。步梯梯道和直梯用于行人从地面进入天桥过道。
所述反拱的上方设置雨棚，雨棚包括纵向的圆管脊梁和横向倾斜的檩条；檩条上端与圆管脊梁固定连接，檩条下端与反拱的拱梁固定连接；圆管脊梁的两端与直梯桁架顶部固定连接。
圆管脊梁和檩条构成的纵横支撑结构，形成的平面可以固定雨棚板，雨棚板可以是夹胶玻璃，实现遮风挡雨的功能，并且形成的雨棚为倾斜尖顶形状，雨水等可顺着斜面下落，不会积累在棚顶，易于棚顶的自清洁。
圆管脊梁的端部固定在直梯支架顶部，实现给圆管脊梁提供拉应力，使其不会因自重下垂，保持较为笔直的状态。
所述正拱的两个拱架中部通过若干正拱连梁连接；两个正拱拱架通过连梁的连接，可大幅提高两个正拱拱架的整体刚性，整体结构更为稳固，抗风抗载荷能力更强。
双拱曲线人行天桥的建造施工方法包括如下步骤：
A、主桥的施工建造：在桥墩的基础上架设建造天桥过道以及步梯梯道和直梯；
B、反拱的施工建造：在直梯电梯架顶部安装反拱支撑结构，反拱拱梁从斜墩支撑处开始搭建，向两侧延伸直至到达直梯电梯架顶部支撑结构，并将首节圆管脊梁与直梯电梯架顶部支撑结构固定连接；
C、雨棚的施工建造：在首节圆管脊梁的基础上，逐段进行圆管脊梁和檩条的安装，直至到达反拱拱架的另一端；
D、正拱的施工建造：在正拱墩的基础上，逐段进行正拱拱架的安装，两端正拱墩同时安装施工，安装到达拱梁中部合拢对接，最后安装正拱连梁连接两个正拱中部。
所述正拱由桁架搭建，桁架截面四周设置装饰连接杆，装饰连接杆的末端均与角钢焊接固定，角钢外表面铺设装饰层，装饰层通过螺钉连接件固定在角钢外表面。
拱梁桁架受力结构稳定可靠，在桁架的基础上，外围焊接角钢构成铝单板装饰层的附着结构，可以将原有的桁架外观遮挡，形成较为美观的光滑表面，且铝单板具有很好的抗腐蚀作用，可以长期保持光亮美观。反拱的桁架结构与正拱结构完全相同，仅尺寸有所区别。
所述圆管脊梁的中部设置若干组中部连接板，中部连接板的圆弧缺口与圆管脊梁表面匹配并焊接；中部连接板两侧斜向下焊接檩条的上端，中部连接板有两片，分别夹持并焊接在檩条的前后两个侧面上。
所述直梯的电梯架顶端设置支撑座，支撑座上方安装固定座，固定座中间为插入孔，插入孔尺寸大于与立柱截面外形尺寸，立柱下端插入插入孔中，立柱上端连接端部连接件，圆管脊梁端部插入端部连接件中间匹配的通孔进行固定。
立柱作为圆管脊梁的端部固定点，可给圆管脊梁提供拉应力以及抵抗其向两侧倾倒摆动的抗力；在遇到极端天气或者情况时，圆管脊梁发生摇摆，在立柱的控制下，保持其稳定和安全，其上铺设的雨棚板也不会因极端天气发生破坏。
所述固定座中间的插入孔四周设置若干橡胶板。橡胶板的作用是在立柱与固定座发生摩擦或者碰撞时，减少撞击导致的破坏和磨损。
所述立柱四个侧面设置三角加劲肋板，三角加劲肋板两条边与端部连接件和立柱侧壁贴合并固定。三角加劲肋板可大幅提高立柱的刚度和抗挠曲效果。
所述反拱的俯视结构为两个反拱梁两端相接，中部隆起形成橄榄形状造型；正拱的俯视结构为两个正拱梁两端分开，中部内凹形状造型。
无论从侧面、俯视或各个角度观察人行天桥，都能够实现曲线的造型，造型简洁优美，富有动感。需要指出的是：两个反拱梁的中部两侧，设置内凹的曲线，内凹曲线与隆起曲线之间为镂空结构，镂空部位用于提高天桥过道的通风透气效果，以免因过道过长，雨棚将外界空气封闭遮挡过多，造成天桥过道内部空气流动不畅。
本发明有如下优点：
1、本发明所施工建造的人行天桥具有相互交错的正反弧线造型，改变了原有人行天桥造型单一，外观单调的缺陷，使人行天桥具有曲线的造型，美化了城市环境；无论从侧面、俯视或各个角度观察人行天桥，都能够实现曲线的造型，造型简洁优美，富有动感。
2、本发明所施工建造人行天桥结构稳固，正拱和反拱均具有牢固的支撑附着节点，与天桥结构附着牢固紧凑，浑然一体；施工过程中，依靠基础和附着点依次施工，可实现安全施工建造。
3、本发明所施工建造的雨棚结构与拱形造型融为一体，利用拱形的结构特点进行设计和固定，不但结构稳固，支撑力强。倾斜的雨棚形状也具有很好的自清洁效果；雨棚结构即使遇到极端天气，依然可以保持稳定不摇摆，保证固定在其上的雨棚板不受损坏。
附图说明
图1为人行天桥主视结构示意图；
图2为图1中A-A截面结构示意图；
图3为图1中B-B截面结构示意图；
图4为人行天桥俯视结构示意图；
图5为正拱俯视结构示意图；
图6为图5中C-C截面结构示意图；
图7为图6中D-D断面结构示意图；
图8为图6中E-E断面结构示意图；
图9为图5中F-F断面结构示意图；
图10为反拱主视结构示意图；
图11为反拱俯视结构示意图；
图12为图10中C-C断面结构示意图；
图13为圆管脊梁与檩条连接结构示意图；
图14为图13的俯视结构示意图；
图15为圆管脊梁与直梯支撑座连接结构示意图；
图16为图15中G-G截面结构示意图；
图中部件名称如下：1-天桥过道；11-边桥墩；12-中间桥墩；2-正拱；21-正拱墩；22-正拱连梁；23-角钢桁架；24-定型井字梁；25-纵贯梁；26-装饰层；3-反拱；31-反拱斜墩；4-雨棚；41-圆管脊梁；42-檩条；43-中部连接板；44-端部连接件；5-直梯；51-支撑座；52-固定座；53-橡胶板；54-立柱；55-三角加劲肋板；6-步梯梯道。
具体实施方式
实施例
一种双拱曲线人行天桥建造施工方法，天桥过道1的两端底部通过边桥墩11支撑；天桥过道1中部底部通过若干中间桥墩12支撑；人行天桥的天桥过道1的两侧设置正拱2和反拱3，正拱2的两个拱架两端固定在地面的正拱墩21上；反拱3的中部与反拱斜墩31固定支撑，反拱斜墩31设置在中间桥墩12墩柱上方外侧；
天桥过道1的两端设置步梯梯道6和直梯5；
反拱3的上方设置雨棚4，雨棚4包括纵向的圆管脊梁41和横向倾斜的檩条42；檩条42上端与圆管脊梁41固定连接，檩条42下端与反拱3的拱梁固定连接；圆管脊梁41的两端与直梯5桁架顶部固定连接。
正拱2的两个拱架中部通过若干正拱连梁22连接；
双拱曲线人行天桥的建造施工方法包括如下步骤：
A、主桥的施工建造：在桥墩的基础上架设建造天桥过道以及步梯梯道和直梯；
B、反拱的施工建造：在直梯电梯架顶部安装反拱支撑结构，反拱拱梁从斜墩支撑处开始搭建，向两侧延伸直至到达直梯电梯架顶部支撑结构，并将首节圆管脊梁与直梯电梯架顶部支撑结构固定连接；
C、雨棚的施工建造：在首节圆管脊梁的基础上，逐段进行圆管脊梁和檩条的安装，直至到达反拱拱架的另一端；
D、正拱的施工建造：在正拱墩的基础上，逐段进行正拱拱架的安装，两端正拱墩同时安装施工，安装到达拱梁中部合拢对接，最后安装正拱连梁连接两个正拱中部。
所述正拱2由桁架24搭建，桁架24截面四周设置装饰连接杆25，装饰连接杆25的末端均与角钢23焊接固定，角钢23外表面铺设装饰层26，装饰层26通过螺钉连接件固定在角钢23外表面。
所述圆管脊梁41的中部设置若干组中部连接板43，中部连接板43的圆弧缺口与圆管脊梁41表面匹配并焊接；中部连接板43两侧斜向下焊接檩条42的上端，中部连接板43有两片，分别夹持并焊接在檩条42的前后两个侧面上。
所述直梯5的电梯架顶端设置支撑座51，支撑座51上方安装固定座52，固定座52中间为插入孔，插入孔尺寸大于与立柱54截面外形尺寸，立柱54下端插入插入孔中，立柱54上端连接端部连接件44，圆管脊梁41端部插入端部连接件44中间匹配的通孔进行固定。
所述固定座52中间的插入孔四周设置若干橡胶板53。
所述立柱54四个侧面设置三角加劲肋板55，三角加劲肋板55两条边与端部连接件44和立柱54侧壁贴合并固定。
所述反拱3的俯视结构为两个反拱梁两端相接，中部隆起形成橄榄形状造型；正拱2的俯视结构为两个正拱梁两端分开，中部内凹形状造型。
应用实施例：
正拱结构受力计算验证：采用Q355D钢桁架，钢材结构自重78.5kN/m³，
采用的规范：
（1）《城市桥梁设计规范（2019年版）》（CJJ11-2011）
（2）《城市人行天桥与人行地道技术规范》（CJJ 69-1995）
（3）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）
（4）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363-2019）
（5）《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T 2231-01-2020）
（6）《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ 166-2011）
（7）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362-2018）
（8）《混凝土结构设计规范（2015 版）》（GB 50010-2010）
（9）《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）
使用“Midas Civil”程序对正拱进行结构安全验算，求得结构在使用阶段时的内力、应力和位移；按规范进行验算，验算各构件截面是否满足结构承载力要求，材料强度要求和结构的整体刚度要求。
强度计算结果为：在承载能力极限状态下，正拱最大拉应力为51.9MPa＜f=310MPa，最大压应力为 69.2MPa ＜ f = 310MPa，满足规范要求。
在承载能力极限状态下，正拱最大剪应力为16.0MPa＜f=180MPa，满足规范要求。
在承载能力极限状态下，正拱最大弯应力为63.4MPa＜f=310MPa，满足规范要求。
在承载能力极限状态下，正拱最大组合应力为78.2MPa＜f=310MPa，满足规范要求。
刚度结算结果为：在自重作用下，其最大挠度 f=10.4mm＜L/600，满足规范《城市人行天桥与人行地道技术规范》第 2.5.2 条规定
反拱和雨棚受力计算验证：采用Q355D钢桁架，钢材结构自重78.5 kN /m³，双层夹胶玻璃：0.5kN/㎡；
采用的规范与上同；
使用“Midas Civil”程序对正拱进行结构安全验算，求得结构在使用阶段时的内力、应力和位移；按规范进行验算，验算各构件截面是否满足结构承载力要求，材料强度要求和结构的整体刚度要求。
强度计算结果为：在承载能力极限状态下，反拱和雨棚最大拉应力为120.5MPa＜f=310MPa，最大压应力为 122.0MPa ＜ f = 310MPa，满足规范要求。
在承载能力极限状态下，反拱和雨棚最大剪应力为44.3MPa＜f=310MPa，满足规范要求。
在承载能力极限状态下，反拱和雨棚最大弯应力为175.0MPa＜f=310MPa，满足规范要求。
在承载能力极限状态下，反拱和雨棚最大组合应力为235.3MPa＜f =310MPa，满足规范要求。
刚度结算结果为：在自重作用下，其最大挠度 f=24.9mm＜L/600，满足规范《城市人行天桥与人行地道技术规范》第 2.5.2 条规定。
直梯井桁架受力计算验证：采用Q235B钢材；结构自重：钢材 78.5 kN/m 3；反拱传递荷载：75kN；配重：40kN；
采用的规范与上同；
使用“Midas Civil”程序对正拱进行结构安全验算，求得结构在使用阶段时的内力、应力和位移；按规范进行验算，验算各构件截面是否满足结构承载力要求，材料强度要求和结构的整体刚度要求。
在承载能力极限状态下，直梯井桁架最大组合应力为160.9MPa＜f =210MPa；满足规范要求。
在承载能力极限状态下，正拱最大组合应力为160.9MPa＜f =210MPa；满足规范要求。
Claims (7)
1.一种双拱曲线人行天桥建造施工方法，其特征在于：天桥过道（1）的两端底部通过边桥墩（11）支撑；天桥过道（1）中部底部通过若干中间桥墩（12）支撑；人行天桥的天桥过道（1）的两侧设置正拱（2）和反拱（3），正拱（2）的两个拱架两端固定在地面的正拱墩（21）上；反拱（3）的中部与反拱斜墩（31）固定支撑，反拱斜墩（31）设置在中间桥墩（12）墩柱上方外侧；
天桥过道（1）的两端设置步梯梯道（6）和直梯（5）；
反拱（3）的上方设置雨棚（4），雨棚（4）包括纵向的圆管脊梁（41）和横向倾斜的檩条（42）；檩条（42）上端与圆管脊梁（41）固定连接，檩条（42）下端与反拱（3）的拱梁固定连接；圆管脊梁（41）的两端与直梯（5）桁架顶部固定连接；
正拱（2）的两个拱架中部通过若干正拱连梁（22）连接；
双拱曲线人行天桥的建造施工方法包括如下步骤：
A、主桥的施工建造：在桥墩的基础上架设建造天桥过道以及步梯梯道和直梯；
B、反拱的施工建造：在直梯电梯架顶部安装反拱支撑结构，反拱拱梁从斜墩支撑处开始搭建，向两侧延伸直至到达直梯电梯架顶部；
C、雨棚的施工建造：将首节圆管脊梁与直梯电梯架顶部连接结构固定连接，然后逐段进行圆管脊梁和檩条的安装，直至到达反拱拱架的另一端；
D、正拱的施工建造：在正拱墩的基础上，逐段进行正拱拱架的安装，两端正拱墩同时安装施工，安装到达拱梁中部合拢对接，最后安装正拱连梁连接两个正拱中部。
2.根据权利要求1所述双拱曲线人行天桥建造施工方法，其特征在于：所述正拱（2）由桁架（24）搭建，桁架（24）截面四周设置装饰连接杆（25），装饰连接杆（25）的末端均与角钢（23）焊接固定，角钢（23）外表面铺设装饰层（26），装饰层（26）通过螺钉连接件固定在角钢（23）外表面。
3.根据权利要求1所述双拱曲线人行天桥建造施工方法，其特征在于：所述圆管脊梁（41）的中部设置若干组中部连接板（43），中部连接板（43）的圆弧缺口与圆管脊梁（41）表面匹配并焊接；中部连接板（43）两侧斜向下焊接檩条（42）的上端，中部连接板（43）有两片，分别夹持并焊接在檩条（42）的前后两个侧面上。
4.根据权利要求1所述双拱曲线人行天桥建造施工方法，其特征在于：所述直梯（5）的电梯架顶端设置支撑座（51），支撑座（51）上方安装固定座（52），固定座（52）中间为插入孔，插入孔尺寸大于与立柱（54）截面外形尺寸，立柱（54）下端插入插入孔中，立柱（54）上端连接端部连接件（44），圆管脊梁（41）端部插入端部连接件（44）中间匹配的通孔进行固定。
5.根据权利要求4所述双拱曲线人行天桥建造施工方法，其特征在于：所述固定座（52）中间的插入孔四周设置若干橡胶板（53）。
6.根据权利要求4所述双拱曲线人行天桥建造施工方法，其特征在于：所述立柱（54）四个侧面设置三角加劲肋板（55），三角加劲肋板（55）两条边与端部连接件（44）和立柱（54）侧壁贴合并固定。
7.根据权利要求1所述双拱曲线人行天桥结构，其特征在于：所述反拱（3）的俯视结构为两个反拱梁两端相接，中部隆起形成橄榄形状造型；正拱（2）的俯视结构为两个正拱梁两端分开，中部内凹形状造型。
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| PB01 | Publication | ||
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