一种人行桥梁桥跨结构

技术领域

本发明涉及桥梁桥跨技术领域，尤其是涉及一种人行桥梁桥跨结构。

背景技术

桥梁一般由五大部件和五小部件组成，五大部件是指桥梁承受荷载的桥跨上部结构与下部结构，是桥梁结构安全的保证，包括：桥跨结构(或称桥孔结构、上部结构)、支座系统、桥墩、桥台、墩台基础。

其中，桥跨结构指路线遇到障碍而中断时，跨越这类障碍的结构物，包括桥面板、桥面梁、以及支撑他们的结构构件如大梁、拱、悬索，其作用是承受桥上的行人和车辆。传统上的桥梁结构体系主要分为：梁式桥、拱桥、悬索桥、刚构桥、斜拉桥等。实践中，对于总长在一百米以下的中型跨度人行桥，出于通航要求，设计上一般希望桥梁可以一跨过河，以减少设立桥墩需求；同时出于经济性考虑，结构也应尽可能充分利用材料优势，降低自重，提高跨度并节省材料用量。因此，拱桥和悬索桥是当前人行桥梁的常见结构，但这两种桥梁结构均需要基础承受较大的水平力，因而不能够适用于无法承受过大水平力的地质环境。

发明内容

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人行桥梁桥跨结构，以实现一种自平衡结构体系，以减小基础所需承受的水平力，从而保证桥梁能够适用于地质条件较差的环境。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种人行桥梁桥跨结构，包括张弦梁桥部，所述张弦梁桥部的两端分别连接设置有箱梁桥部，所述箱梁桥部与地面连接，所述张弦梁桥部包括桥面、主梁、撑杆组件和索组件，所述主梁安装在桥面下方，所述主梁与撑杆组件连接，所述撑杆组件与索组件连接。

进一步地，所述箱梁桥部的一端与主梁连接，所述箱梁桥部的另一端与地面桥台连接。

进一步地，所述箱梁桥部为变截面，所述主梁的主体为异形截面，所述主梁的端部与箱梁桥部连接设计为变截面。

进一步地，所述撑杆组件包括斜撑杆、竖撑杆和隔板，所述隔板分别与斜撑杆、主梁固定连接，所述竖撑杆连接安装于斜撑杆的下方，所述竖撑杆与索组件连接。

进一步地，所述斜撑杆为V字型结构，所述隔板固定连接于斜撑杆的两侧顶端，所述斜撑杆的底端与竖撑杆固定连接。

进一步地，所述索组件包括拉索，所述拉索上套设安装有多个索夹。

进一步地，所述索夹与竖撑杆对应固定连接。

进一步地，所述拉索的两端分别与箱梁桥部相连接。

进一步地，所述拉索的两端分别通过耳板与箱梁桥部相连接。

进一步地，所述箱梁桥部内设置有加劲肋，所述加劲肋布置于与耳板相对应的位置。

与现有技术相比，本发明采用张弦梁结构设计，将张弦梁桥部的两端分别与箱梁桥部连接，其中，张弦梁桥部在桥面下方安装主梁，主梁依次与撑杆组件、索组件连接，以此形成由刚性撑杆连接上部刚性结构以及下部张紧的柔性索构件，从而实现自平衡体系，大大减小桥梁基础所需水平力，能够很好地适用于地质条件较差的环境，同时箱梁桥部为张弦梁桥部提供反弯作用，进一步保证张弦梁桥部两端的刚度，以提高桥梁安全性；

本发明在张弦梁桥部的撑杆组件中采用V字型结构斜撑杆，将隔板设置在斜撑杆两侧顶端，能够有效提高桥面人行两侧稳定性；

本发明的张弦梁桥部结构中，桥面上方均无结构受力构件，荷载通过桥面传力至主梁，再通过主梁间隔板传力至斜撑杆及竖撑杆，最后由竖撑杆下部串连起的拉索与两端箱梁桥部提供向上的支撑力，其结构传力清晰，能够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。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的结构立面示意图；

图3为本发明的结构剖面示意图；

图4为本发明的结构俯视示意图；

图5为本发明的结构分解示意图；

图6为实施例中结构位移变形效果图；

图中标记说明：1、箱梁桥部；2、桥面；3、主梁；4、斜撑杆；5、竖撑杆；6、隔板；7、索夹；8、拉索。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1～图5所示，一种人行桥梁桥跨结构，包括张弦梁桥部，张弦梁桥部的两端分别连接设置有箱梁桥部1，箱梁桥部1与地面连接，张弦梁桥部包括桥面2、主梁3、撑杆组件和索组件，主梁3安装在桥面2下方，主梁3与撑杆组件连接，撑杆组件与索组件连接。

其中，箱梁桥部1的一端与主梁3连接，箱梁桥部1的另一端与地面桥台连接，箱梁桥部1为变截面，主梁3的主体为异形截面，主梁3的端部与箱梁桥部1连接设计为变截面；

撑杆组件包括斜撑杆4、竖撑杆5和隔板6，隔板6分别与斜撑杆4、主梁3固定连接，竖撑杆5连接安装于斜撑杆4的下方，竖撑杆5与索组件连接，本实施例中，斜撑杆4为V字型结构，隔板6固定连接于斜撑杆4的两侧顶端，斜撑杆4的底端与竖撑杆5固定连接；

索组件包括拉索8，拉索8上套设安装有多个索夹7，即索夹7将拉索8串联成为一体，索夹7与竖撑杆5对应固定连接，拉索8的两端分别通过耳板与箱梁桥部1相连接，箱梁桥部1内设置有加劲肋，加劲肋布置于与耳板相对应的位置。

本实施例采用上述技术方案，构建一步行桥的桥跨，该桥跨全长为51.2m，主跨40.3m，主体是轻型结构体系，直桥无柱布局。桥跨由箱梁桥部1与张弦梁桥部构成，其中，张弦梁桥部两端布置箱梁桥部1，再由箱梁桥部1连至地面；箱梁桥部1为变截面；张弦梁桥部由桥面2、主梁3、撑杆组件及索组件组成，主梁3为异形截面，端部与箱梁桥部1结合设计为变截面；撑杆组件包括斜撑杆4、竖撑杆5及隔板6，其中，斜撑杆4为V字型与隔板6及竖撑杆5上下连接；斜撑杆4及竖撑杆5均根据建筑美观及受力要求设计为工字型变截面；隔板6与栏杆采用一体化设计，隔板6同时根据撑杆布置考虑，设计为异形截面钢板；索组件包括索夹7及拉索8，索夹7与竖撑杆5底相连；桥面上方均无结构受力构件，荷载通过桥面2传力至主梁3，再通过主梁3间隔板6传力至斜撑杆4及竖撑杆5，最后由竖撑杆5下部串连起的拉索8与两端箱梁桥部1提供向上的支撑力。此桥跨结构在满足功能性的要求下，结构性能良好。

图6所示为本实施例的相关位移分析结果，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，经济可行。

综上可知，本发明具有以下优点：

(1)自重轻，跨度大；

(2)自平衡体系，支座基础处水平力小，地质条件比较差的环境也能适用；

(3)箱梁桥部为张弦结构提供反弯作用，同时能保证主跨张弦两端的刚度，提高桥梁安全性及结构合理性；

(4)区别于空间结构中张弦梁体系常用的单根竖直撑杆，此人行桥设计V形斜撑杆，保证桥面人行两侧的稳定性，降低失稳问题出现的几率；

(5)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；

(7)桥上视野开阔：结构构件均设置于桥面下部，桥面上部无结构受力构件，使桥上有更开阔的景观和视野；

(8)隔板与栏杆一体化设计，一举两用，在作为结构构件的同时，又能作为建筑功能构件。