一种用于人行索桥的三角形缆梁组合梁、索桥及施工方法与流程

本发明涉及人行索桥，具体涉及一种用于人行索桥的三角形缆梁组合梁、索桥及施工方法。

背景技术：

1、人行索桥具有跨度能力大，架设简便、自重轻、观赏性强，造型丰富的特点，在山区峡谷、库区河流、旅游景区得以广泛应用。

2、人行索桥宽度一般不超过5m，甚至更窄，投资方为减少投资，桥面宽度一般仅满足一般的最小行人通行宽度3.5m，因此导致桥面宽度与桥梁跨度比常常小于工程领域内常规结构稳定预警值1/20。因为桥梁宽跨比更小后，桥梁的完全由结构稳定控制。

3、为提高索桥的稳定性，一般对主梁采用通过增高截面高度或截面宽度来提高截面的惯性矩。因为根据经典压杆稳定公式其中，fcr为临界力；e为材料的弹性模量；i为结构截面的惯性矩，其中，对于矩形截面b为截面宽度，h为截面高度，μ为杆件两端约束系数，l为杆件长度。增加截面高度可以提高稳定性，但是截面增高或增宽是有限度的，因此稳定性提高也是有限制的。为增大主梁竖向刚度，迫切需要一种经济且施工便捷的主梁断面来提高索桥的稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种用于人行索桥的三角形缆梁组合梁。该三角形缆梁组合梁可通过调整拉索的长度，使桥下主缆凸起绷紧，凸形的桥下主缆产生竖直向下的向心力，从而形成稳定的三角形缆梁组合断面。为平衡桥下主缆的竖向力，凹形的桥上主缆生产竖直向上的向心力形成力的平衡，从而提高桥梁竖向的稳定性。

2、本发明提供一种用于人行索桥的三角形缆梁组合梁，包括桥体、设置在桥体上方的两个桥上主缆以及设置在桥体下方的一个桥下主缆，所述桥上主缆和桥下主缆均沿桥体长度方向布置，两个所述桥上主缆沿桥体两侧边缘布置，所述桥下主缆沿桥体轴线布置，两个所述桥上主缆均通过吊索与桥体两侧连接，两个所述桥上主缆上的吊索平行布置，所述桥下主缆与桥体两侧通过可调节长度的拉索连接，所述拉索的两端分别与桥下主缆以及桥体一侧连接，所述拉索和桥体形成三角形结构。

3、该三角形缆梁组合梁可通过调整拉索的长度，使桥下主缆凸起绷紧，凸形的桥下主缆产生竖直向下的向心力，从而形成稳定的三角形缆梁组合断面。为平衡桥下主缆的竖向力，凹形的桥上主缆生产竖直向上的向心力形成力的平衡，从而提高桥梁竖向的稳定性。

4、进一步地，所述桥上主缆通过单耳索夹与吊索连接，所述单耳索夹包括两个半圆环以及设置在一个半圆环上的吊耳，吊索通过吊耳与桥上主缆连接。

5、进一步地，所述桥下主缆通过双耳索夹与拉索连接，所述双耳索夹包括两个半圆环以及设置在两个半圆环上的两个吊耳，两个拉索分别通过两个吊耳与桥下主缆连接。

6、本发明还一种索桥，包括上述三角形缆梁组合梁，还包括桥体、对称设置在桥体两端的两个基础，所述桥体两端分别与两个基础固定连接，两个基础远离桥体一侧均设置有锚碇，所述基础上沿桥体轴线对称设置有两个主塔，所述主塔顶部设置有鞍座，所述桥上主缆的两端与锚碇固定连接，所述桥上主缆通过鞍座悬吊于桥体上方，所述桥下主缆的两端与基础固定连接。

7、本发明还提供一种索桥的施工方法，包括：

8、s1、施工锚碇、基础，将锚碇、基础嵌固于大地中；

9、s2、基础上施工主塔，主塔顶部安装鞍座；

10、s3、将桥上主缆两端锚固在锚碇上，并将桥上主缆安装在鞍座上；

11、s4、在桥上主缆上安装吊索，并在吊索下端安装桥体的横梁，利用纵梁将横梁连接形成桥体；

12、s5、将桥下主缆的两端锚固于基础上，利用拉索将桥体与桥下主缆连接形成三角形结构；

13、s6、由索桥的跨中向主塔方向逐根调节拉索长度，使桥下主缆绷紧并产生一定的张力。

14、进一步地，步骤s5中，由桥体的跨中逐步向主塔方向利用拉索将横梁与桥下主缆连接，将桥下拉索和横梁之间形成纵向多个稳定三角形结构。

15、进一步地，施工前利用有限元程序计算成桥后满足索桥稳定时所需要的桥上主缆线形、索夹位置、桥下主缆张力和拉索的原始长度。

16、本发明的有益效果为：

17、1、本发明通过调整拉索的长度，使桥下主缆凸起绷紧，凸形的桥下主缆产生竖直向下的向心力，从而形成稳定的三角形缆梁组合断面。为平衡桥下主缆的竖向力，凹形的桥上主缆生产竖直向上的向心力形成力的平衡，从而提高桥梁竖向的稳定性。

18、2、本发明采用三角形缆梁组合断面形式能克服传统设置横向抗风缆在桥面平面以外，在施工风缆与拉索时桥面无法提供作业平台的缺陷。

19、3、本发明的桥下主缆能充分利用既有桥塔基础进行锚固，无须专门设置专门的横向风缆锚碇。

技术特征：

1.一种用于人行索桥的三角形缆梁组合梁，其特征在于：包括桥体、设置在桥体上方的两个桥上主缆(5)以及设置在桥体下方的一个桥下主缆(10)，所述桥上主缆(5)和桥下主缆(10)均沿桥体长度方向布置，两个所述桥上主缆(5)沿桥体两侧边缘布置，所述桥下主缆(10)沿桥体轴线布置，两个所述桥上主缆(5)均通过吊索(7)与桥体两侧连接，两个所述桥上主缆(5)上的吊索(7)平行布置，所述桥下主缆(10)与桥体两侧通过可调节长度的拉索(12)连接，所述拉索(12)的两端分别与桥下主缆(10)以及桥体一侧连接，所述拉索(12)和桥体形成三角形结构。

2.根据权利要求1所述的用于人行索桥的三角形缆梁组合梁，其特征在于：所述桥上主缆(5)通过单耳索夹(6)与吊索(7)连接，所述单耳索夹(6)包括两个半圆环以及设置在一个半圆环上的吊耳，吊索(7)通过吊耳与桥上主缆(5)连接。

3.根据权利要求1所述的用于人行索桥的三角形缆梁组合梁，其特征在于：所述桥下主缆(10)通过双耳索夹(11)与拉索(12)连接，所述双耳索夹(11)包括两个半圆环以及设置在两个半圆环上的两个吊耳，两个拉索(12)分别通过两个吊耳与桥下主缆(10)连接。

4.一种索桥，其特征在于：包括权利要求1至3任一项所述的用于人行索桥的三角形缆梁组合梁，还包括桥体、对称设置在桥体两端的两个基础(2)，所述桥体两端分别与两个基础(2)固定连接，两个基础(2)远离桥体一侧均设置有锚碇(1)，所述基础(2)上沿桥体轴线对称设置有两个主塔(3)，所述主塔(3)顶部设置有鞍座(4)，所述桥上主缆(5)的两端与锚碇(1)固定连接，所述桥上主缆(5)通过鞍座(4)悬吊于桥体上方，所述桥下主缆(10)的两端与基础(2)固定连接。

5.一种索桥的施工方法，其特征在于：包括：

6.根据权利要求5所述的索桥的施工方法，其特征在于：步骤s5中，由桥体的跨中逐步向主塔(3)方向利用拉索(12)将桥体与桥下主缆(10)连接。

7.根据权利要求5所述的索桥的施工方法，其特征在于：施工前利用有限元程序计算成桥后满足索桥稳定时所需要的桥上主缆(5)线形、索夹位置、桥下主缆(10)张力和拉索(12)的原始长度。

技术总结
本发明提供一种用于人行索桥的三角形缆梁组合梁，包括桥体、设置在桥体上方的两个桥上主缆以及设置在桥体下方的一个桥下主缆，桥上主缆和桥下主缆均沿桥体长度方向布置，两个桥上主缆沿桥体两侧边缘布置，桥下主缆沿桥体轴线布置，两个桥上主缆均通过吊索与桥体两侧连接，两个桥上主缆上的吊索平行布置，桥下主缆与桥体两侧通过可调节长度的拉索连接，拉索的两端分别与桥下主缆以及桥体一侧连接，拉索和桥体形成三角形结构。该三角形缆梁组合梁可通过调整拉索的长度，使桥下主缆凸起绷紧产生竖直向下的向心力，形成稳定的三角形缆梁组合断面，为平衡桥下主缆的竖向力，桥上主缆生产竖直向上的向心力形成力的平衡，提高了索桥竖向的稳定性。

技术研发人员：赵胤儒,鄢双红,蔡鹏,尹邦武,李世平,廖燕华
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16