CN203247495U - 一种人行索桥 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种人行索桥，包括：索桁架和设于索桁架两端的索塔；索桁架包括桥面梁架和通过索塔悬挂于桥面梁架上方的两根主索，桥面梁架包括多根相互平行设置的横梁，相邻两根横梁通过若干纵梁连接；横梁两端通过吊杆分别与两根主索连接；桥面梁架底部设有与主索对应的两根桥面索，桥面索两端分别与索桁架两端的索塔基础相锚固。本实用新型将传统的人行索桥改为空间索桁受力结构，桥面索因吊杆调节呈上拱线形，相当于施加了部分初始应力；主索和桥面索通过吊杆作用相互牵引，具有更好的整体性和更好的刚度，因此能更好地抵抗振动的作用，在恶劣环境地区具有更好的适用性，提高了大跨度索桥整体动力学特性和抗风能力。
Description
技术领域
本实用新型属于交通桥梁工程技术领域，具体涉及一种人行索桥。
背景技术
我国山区面积约663.6万平方公里，占全国国土总面积的69.1%。大部分山区山高谷深、地势险要，人口散居，交通落后。为了解决出行问题，目前出现了很多结构简单、跨越能力强，易于施工、经济适用的各式人行索桥。在山区交通中，人行索桥作为一种常见的桥型，以建造的工期短、造价低而得到大量的应用。
索桥是一种由柔性索承重的细长结构，用于它具有跨越能力大、造型美观等独特的优点，特别适合于峡谷、海湾和对通航能力有较高要求的河流等不易建墩的桥址建桥，因而被人们越来越多的采用，跨度也在逐渐的增大；跨度增大的一个直接后果就是其整桥的刚度降低、柔性增大，这对结构的环境振动不利。设计和建造大跨度索桥的关键就是要解决好整体静动力学和抗风能力问题，既要控制主塔所承受的最大弯矩和提高桥梁整体的动力特性。索桥的固有振动特性比较复杂，悬索和拉索使侧向弯曲和扭转强烈的耦合在一起，因而存在有侧向弯曲为主兼有扭转的振型，或者扭转为主兼有侧向弯曲的振型；索桥的力学本质是利用悬索和吊杆作为桥面的弹性支承。随着跨度的增大，整个桥体表现出极大的柔性，其力学性能特别是动力学特性非常复杂。
索桥的动力特性，最重要的有三个振型，就漂浮体系索桥而言分为：（1）反对称漂浮振型；（2）一阶对称竖向弯曲振型；（3）面外侧弯振型；（4）绕桥面纵轴方向的扭转（带侧弯）振型；其中前两种振型对地震反应最为重要，后两种振型是风振中主要考虑的振型，对于车辆振动反应来说，一阶弯曲振型是基本的。由于索桥为一非常柔性的大型结构，对于大跨度索桥其柔性更为突出，传统的索桥为一上拉索（由悬索及吊杆组成）结构体系，其力学特征表现为：
（1）整体结构体系在面内的竖向具有很大的柔性，抗风能力较弱，各阶自然振动频率较低；
（2）主塔所承受的面内弯矩较大，这主要由于桥面的大柔性所引起的；
（3）桥面在面外的侧向弯曲和扭转比较明显，主要是由于整体桥面的抗侧弯和扭转的能力较弱所致；
（4）悬索和吊杆自身的局部横向振动明显。
近年来，国内外人行索桥安全事故频发，造成大量人员伤亡。最主要的原因是目前的人行索桥结构不合理：大多数人行索桥刚度过小，在活载等激励下结构变形过大，上下振动或左右晃动明显；因桥宽较窄，自身稳定能力差，在较大风荷载或者横向偏载时容易引起桥面倾覆。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种人行索桥，能够解决大风荷载或横向偏载时桥面易倾覆的现象，可实现人行索桥安全、适用、经济、耐久的目的。
一种人行索桥，包括：索桁架和设于索桁架两端的索塔；
所述的索桁架包括桥面梁架和通过索塔悬挂于桥面梁架上方的两根主索，所述的桥面梁架包括多根相互平行设置的横梁，相邻两根横梁通过若干纵梁连接；所述的横梁两端通过吊杆分别与两根主索连接；
所述的桥面梁架底部设有与主索对应的两根桥面索，所述的桥面索两端分别与索桁架两端的索塔基础相锚固。
所述的吊杆通过锁扣与横梁相连接。
所述的横梁两端分别与两根桥面索相绑定。
所述的主索和桥面索采用热镀锌平行钢丝束或钢丝绳。
所述的吊杆采用热轧钢筋。
所述的横梁通过锁扣与桥面索相绑定。
所述的主索两端通过锚碇锚固。
所述的桥面索的无应力长度等于索桥跨度加上两端锚固长度之和。
所述的桥面索的矢跨比为1/50～1/30；优选地矢跨比为1/40，行人走行较为舒适。
所述的主索的矢跨比为1/12～1/8。
所述的索塔采用钢筋混凝土门式结构。
所述的桥面梁架上铺设有桥面板，所述的桥面板采用镂空薄钢板。
所述的横梁和纵梁采用工字钢等型钢。
所述的锚碇采用桩柱式锚碇，其为重力式钢筋混凝土圬工体。
所述的主索截面积为桥面索截面积的1～2.5倍；优选地为2倍，结构受力安全且经济指标较优。
本实用新型人行索桥的传力系统由上主索、下桥面索及吊杆组成，通过在空载下张拉下桥面索从而形成一个类似桁架结构的空间体系。本实用新型将传统的人行索桥改为空间索桁受力结构，桥面索因吊杆调节呈上拱线形，相当于施加了部分初始应力；桥面系上拱的人行索桥，主索承担大部分的竖向荷载，并传递给锚碇，在空载成桥状态下，下桥面索上拱承受一定的初始应力。主索和桥面索通过吊杆作用相互牵引，具有更好的整体性和更好的刚度，因此能更好地抵抗振动的作用，在恶劣环境地区具有更好的适用性，提高了大跨度索桥整体动力学特性和抗风能力；同时，本实用新型因充分利用高强度材料的特性，可以节省造价。
附图说明
图1为本实用新型索桥的结构示意图。
图2为本实用新型索桥的俯视图。
图3为图2沿AA’方向的截面图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明。
如图1～3所示，一种人行索桥，包括：索桁架1和设于索桁架两端的索塔2；
索桁架1包括桥面梁架10和通过索塔2悬挂于桥面梁架10上方的两根主索11，桥面梁架10上铺设有桥面板6，桥面梁架10包括多根相互平行设置的横梁13，相邻两根横梁13通过若干纵梁14连接；横梁13两端通过吊杆12分别与两根主索11连接；桥面梁架10底部设有与主索11对应的两根桥面索3，桥面索3两端分别与索桁架两端的索塔基础20相锚固。
本实施方式中，吊杆12通过锁扣5与横梁13相连接；横梁13两端通过锁扣5分别与两根桥面索3相绑定；主索11两端通过两侧锚碇4锚固；锚碇4采用桩柱式锚碇，其为重力式钢筋混凝土圬工体。
桥面索3的无应力长度等于索桥跨度加上两端锚固长度之和，桥面索3的矢跨比为1/40，主索11的矢跨比为1/10；主索11截面积为桥面索3截面积的2倍。
主索11和桥面索3采用热镀锌平行钢丝束，吊杆12采用热轧钢筋。索塔2采用钢筋混凝土门式结构，横梁13和纵梁14采用工字钢，桥面板采用镂空薄钢板。
本实施方式的施工流程为：索塔基础及索塔、锚碇施工→利用索塔和锚碇架设猫道→在猫道上制作主索→主索吊装及架设→架设桥面索→安装桥面梁架及吊杆→安装桥面系余下部分→调索→装饰及防护→清理场地。
索塔基础及索塔、锚碇施工可参照悬索桥施工中有关要求来执行，主索施工可按照传统的“预制平行束股法”进行主索施工，在南北索塔间架设一组猫道，作为主索制作的场地和成型的模具，主索在猫道上编制成型后整体吊装与索塔顶节点连接。
桥面系包含桥面梁架、桥面索、桥面镂空薄钢板等。桥面梁架的安装顺序为先跨中后两端。为安装跨中处桥面梁架，可利用安置在南北索塔上的猫道架设一组往复式运输索道，索道牵引系统布置在桥梁中线位置。对于一般框架，也可在猫道上人工搬运至设计位置，并与吊挂在主索上的吊杆通过锁扣连接。
主索及桥面索的形状与受力密切相关，除要保证索力准确外还应尽量保证节点坐标准确，为此，在预应力索桁架安装及调索时采用索长和索力双控制。施工过程中以索力控制为主，索长控制为辅，索长控制通过节点空间坐标来反映。调索工作分初步调整及最终调整两个阶段。初步调整目的是使各索均参与受力，节点基本到位；最终调整目的是达到设计索力和空间线形。
本实施方式空间预应力索桁架桥结构具有如下的特点：使用热镀锌平行钢丝等材料，解决结构的防腐问题；施加拉力后的空间索桁架，使结构的侧向刚度、竖向刚度均有极大的提高，极大改善了结构自身的抗稳定能力；桥面采用镂空的薄钢板，大大改善了结构抗风稳定性；预应力索桁架空间索面外观轻盈，桥上、桥下畅通无阻。该类桥梁适合于跨越深谷、激流以及风景旅游区的轻荷载桥梁应用。该桥结构新颖，造型独特，技术含量大，成桥后桥梁具有极大的强度、刚度以及良好的耐久性和抗风稳定性。
Claims (10)
1.一种人行索桥，包括：索桁架和设于索桁架两端的索塔；
所述的索桁架包括桥面梁架和通过索塔悬挂于桥面梁架上方的两根主索，所述的桥面梁架包括多根相互平行设置的横梁，相邻两根横梁通过若干纵梁连接；所述的横梁两端通过吊杆分别与两根主索连接；其特征在于：
所述的桥面梁架底部设有与主索对应的两根桥面索，所述的桥面索两端分别与索桁架两端的索塔基础相锚固。
2.根据权利要求1所述的人行索桥，其特征在于：所述的桥面索的矢跨比为1/40。
3.根据权利要求1所述的人行索桥，其特征在于：所述的主索截面积为桥面索截面积的2倍。
4.根据权利要求1所述的人行索桥，其特征在于：所述的主索和桥面索采用热镀锌平行钢丝束。
5.根据权利要求1所述的人行索桥，其特征在于：所述的主索两端通过锚碇锚固。
6.根据权利要求1所述的人行索桥，其特征在于：所述的横梁两端分别与两根桥面索相绑定。
7.根据权利要求1所述的人行索桥，其特征在于：所述的桥面梁架上铺设有桥面板，所述的桥面板采用镂空薄钢板。
8.根据权利要求1所述的人行索桥，其特征在于：所述的吊杆通过锁扣与横梁相连接。
9.根据权利要求1或8所述的人行索桥，其特征在于：所述的吊杆采用热轧钢筋。
10.根据权利要求1、6或8所述的人行索桥，其特征在于：所述的横梁和纵梁采用工字钢。
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