一种桥跨结构

1.本发明涉及结构工程及桥梁技术领域，尤其是涉及一种桥跨结构。


背景技术：

2.景观人行桥不同于一般的城市步行桥，景观人行桥需要在符合结构特性的条件下，还需要注意到相应的自然地理条件、与当地景观风格相协调的美观性、游览交通路线的合理性以及建造期间材料运输的便携性。
3.对于在景区、公园等景观区域的人行桥梁来说，人行桥的需求多为跨山体桥梁。对于一些布置在山间桥梁来说，考虑到经济及施工成本，也多选用一跨过山的形式。另外，山体间的桥梁还需要考虑到建造时期的运输成本，所以柔性或半刚性结构也成为了能同时兼顾施工作业难度以及经济性的首选。
4.但是，传统上的拱桥、悬索桥、斜拉桥等形式，在景观人行桥中存在一些技术上和形式上的缺点，比如都具有大型的桥塔或拱肋，需要大体积的结构施工；常见的吊桥等桥梁又存在风稳定性不足、桥面宽度受限、交通通行能力不足，建筑形式缺乏新意等。
5.本发明即基于以上的技术，提出一种新的桥跨结构设计，将该桥跨结构应用于桥梁中，可以充分发挥其空间结构传力的优势，获得更轻盈的建筑形态，更高的经济性和结构稳定性，同时带来更高的交通通行能力，得到一种经济高效、美观实用的人行桥梁结构体系。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种桥跨结构，本专利的桥跨结构能够应用于桥梁中，以充分发挥其空间结构传力的优势，从而获得更轻盈的建筑形态，更高的经济性和结构稳定性，同时带来更高的交通通行能力，得到一种经济高效、美观实用的人行桥梁结构体系。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.本发明的目的是提供一种桥跨结构，所述桥跨结构包括弦杆、承重索、腹杆和桥面梁；所述弦杆由腹杆将其与承重索连接，所述弦杆由腹杆将其与铺设于承重索上的桥面梁连接。
9.进一步地，所述承重索分为两组，在平面上构成“人”字形或“h”形的布置。
10.进一步地，所述弦杆和承重索呈现竖向交叉的空间关系，且弦杆从两组承重索之间穿过。
11.进一步地，所述承重索为下凹的形态，跨越桥梁的两端。
12.进一步地，所述桥面梁铺设于承重索上；所述桥面梁构成“人”字形或“h”形的两条并列行人通道，跨中低，两端高。
13.进一步地，所述弦杆为上拱的形态，跨越桥梁的两端。
14.进一步地，所述弦杆在正常工作状态下可以承受拉力也可以承受压力。
15.进一步地，所述承重索在正常工作状态下只承受拉力，极端情况下可能承受拉力，也可能松弛。
16.进一步地，所述弦杆两端支承于桥跨两端的基础；所述的承重索锚固于桥跨两端的基础。
17.进一步地，所述腹杆为v字形腹杆。
18.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
19.1)本发明的桥跨结构，充分利用空间索桁架效应，受力合理，自重轻，跨度大；
20.2)本发明的桥跨结构，充分利用平面布置，提高了桥面的侧向稳定性；
21.3)本发明的桥跨结构，腹杆对弦杆、承重索的连接显著了桥面的竖向稳定性；
22.4)本发明的桥跨结构，结构传力清晰，充分发挥刚性构件及柔性构件受力特性，提高材料使用有效性，节省材料；
23.5)本发明的桥跨结构，不需要巨大的桥塔或者拱肋，现场施工周期短；
24.6)本发明的桥跨结构，承重索隐藏在桥面梁下方，不影响通行；
25.7)本发明的桥跨结构，双通道的设计提高了通行能力，在高峰期可以将双向人流分开；
26.8)本发明的桥跨结构，桥上视野开阔，主受力结构均布置于顺桥向中心线区域，桥梁上方眺望景观方向一侧无阻碍，视野通透。
附图说明
27.图1为本发明的实施例中桥跨结构的结构示意图。
28.图2为本发明的实施例中桥跨结构的俯视图。
29.图3为本发明的实施例中桥跨结构的仰视图。
30.图4为本发明的实施例中桥跨结构的爆炸图。
31.图5为本发明的实施例中桥跨结构的施工示意图。
32.图6为图5的a-a剖面图。
33.图7为图5的b-b剖面图。
34.图8为本发明的实施例中桥跨结构的力学分析示意图。
35.图9为本发明的实施例中桥跨结构的使用状态变形图。
36.图中标号所示：
37.1、弦杆，2、承重索，3、腹杆，4、桥面梁。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本技术方案中如未明确说明的部件型号、材料名称、连接结构等特征，均视为现有技术中公开的常见技术特征。
39.下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明。
40.实施例
41.如图1～7所示，本实施例提供一种桥跨结构，应用于某步行桥。
42.该步行桥的桥跨全长为172m，一跨过山，弦杆跨度153.5m，承重索及桥面部跨度172m，采用本发明的桥跨体系。
43.桥跨结构包括弦杆1、承重索2、腹杆3和桥面梁4；弦杆1、承重索2、腹杆3、桥面梁4相互连接。即弦杆1由腹杆3将其与承重索2或铺设于承重索2上的桥面梁4相连接。弦杆1两端支承于桥跨两端的基础；承重索2锚固于桥跨两端的基础。
44.承重索2分为两组，在平面上构成“人”字形或“h”形的布置。
45.弦杆1和承重索2呈现竖向交叉的空间关系，且弦杆1从两组承重索2之间穿过。
46.桥面梁4铺设于承重索2上；桥面梁4构成“人”字形或“h”形的两条并列行人通道，跨中低，两端高。
47.弦杆1在正常工作状态下可以承受拉力也可以承受压力；承重索2在正常工作状态下只承受拉力，极端情况下可能承受拉力，也可能松弛。
48.弦杆1为上拱的形态，跨越桥梁的两端。
49.承重索2为下凹的形态，跨越桥梁的两端。
50.采用v字形的腹杆3，承重索2通过索夹与桥面连接形成一个整体。
51.上拱的弦杆1为抛物线，由双圆管并排构成，下凹的承重索2形状采用悬链线。
52.此桥跨结构在满足功能性的要求下，结构性能良好。
53.图8、9所示，图8为荷载与边界条件、弯曲内力分布与桥梁结构形态的示意图，图9为相关位移分析结果，分析表明结构最大位移出现在桥跨中部分，结构各指标均能满足设计安全使用的标准要求，经济效果较好。实施例中本发明的有益效果体现在以下几方面：
54.1、此人行桥满足一跨过山，无需多余跨中支撑结构。
55.2、结构传力清晰，充分发挥刚性构件及柔性构件受力特性，提高材料使用有效性，节省材料，有利于建造运输成本。
56.3、此人行桥设计v字形腹杆3，保证桥面人行两侧的稳定性，避免在风或者人群动力作用下发生失稳。
57.4、此人行桥空间结构上通过弦杆1与腹杆3的布置，交错有致，增加公园景观桥的美观性。
58.5、此人行桥桥面部的人字型设计增加游客交通流动性，及游玩趣味性。
59.6、桥上视野开阔，主受力结构均布置于顺桥向中心线区域，桥梁上方眺望景观方向一侧无阻碍，视野通透。
60.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种桥跨结构，其特征在于，所述桥跨结构包括弦杆(1)、承重索(2)、腹杆(3)和桥面梁(4)；所述弦杆(1)由腹杆(3)将其与承重索(2)连接，所述弦杆(1)由腹杆(3)将其与铺设于承重索上的桥面梁(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述承重索(2)分为两组，在平面上构成“人”字形或“h”形的布置。3.根据权利要求2所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述弦杆(1)和承重索(2)构成竖向交叉的空间关系，且弦杆(1)从两组承重索(2)之间穿过。4.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述承重索(2)为下凹的形态，跨越桥梁的两端。5.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述桥面梁(4)铺设于承重索(2)上；所述桥面梁(4)构成“人”字形或“h”形的两条并列行人通道，跨中低，两端高。6.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述弦杆(1)为上拱的形态，跨越桥梁的两端。7.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述弦杆(1)在正常工作状态下承受拉力或压力。8.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述承重索(2)在正常工作状态下承受拉力。9.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述腹杆(3)为v字形腹杆(3)。10.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述弦杆(1)两端支承于桥跨两端的基础；所述的承重索(2)锚固于桥跨两端的基础。

技术总结
本发明涉及一种桥跨结构，所述桥跨结构包括弦杆、承重索、腹杆和桥面梁；所述弦杆由腹杆将其与承重索连接，所述弦杆由腹杆将其与铺设于承重索上的桥面梁连接。所述承重索分为两组，在平面上构成“人”字形或“H”形的布置；所述桥面梁构成“人”字形或“H”形的两条并列行人通道，跨中低，两端高；所述弦杆和承重索呈现竖向交叉的空间关系；所述承重索为下凹的形态；所述弦杆为上拱的形态。与现有技术相比，本发明的桥跨结构应用于桥梁中时，可以充分发挥其空间结构传力的优势，获得更轻盈的建筑形态，更高的经济性和结构稳定性，同时带来更高的交通通行能力，经济高效、美观实用。美观实用。美观实用。


技术研发人员：黄卓驹 张峥
受保护的技术使用者：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/24