基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥.pdf

本发明提供了一种基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥，包括桥墩，曲线桥面梁体，悬挂索拱和斜拉索，其中曲线桥面梁体和悬挂索拱首尾相连，斜拉索将曲线桥面梁体和悬挂索拱空间联系，该空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的中心线是由曲线桥面梁体的中心线和悬挂索拱的中心线通过直线、椭圆线和圆弧线首尾相切连接而成，形成回环体系的空间异形结构，所述的曲线桥面梁体和悬挂索拱均采用格构式构件，曲线桥面梁体采用等宽变高结构形式，在桥墩附近的主梁比其他部位的主梁加高且数量增多，截面样式采用平面哑铃型，哑铃型由主梁和次梁组合而成，均采用箱型截面样式。

1.  一种基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥，其特征在于，包括桥墩，曲线桥面梁体，悬挂索拱和斜拉索，其中曲线桥面梁体和悬挂索拱首尾相连，斜拉索将曲线桥面梁体和悬挂索拱在空间上连接在一起，该空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的中心线是由曲线桥面梁体的中心线和悬挂索拱的中心线通过直线、椭圆线和圆弧线首尾相切连接而成，形成空间异形结构，所述的曲线桥面梁体和悬挂索拱均采用格构式构件，曲线桥面梁体采用等宽变高结构形式，在桥墩附近的主梁比其他部位的主梁加高且数量增多，截面样式采用平面哑铃型，平面哑铃型由主梁和次梁组合而成，均采用箱型截面样式，悬挂索拱采用变宽变高变截面样式的结构形式，从桥墩到跨中，悬挂索拱宽度逐渐变窄，高度逐渐增加，截面样式从平面哑铃型渐变为空间三角形，平面哑铃型由主梁和次梁组合而成，均采用箱型截面样式，空间三角形由两根箱型截面主梁和一根圆形截面主梁通过箱型截面次梁组合而成。

2.  根据权利要求1所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥，其特征在于，该拱桥的桥梁材质采用钢结构。

3.  根据权利要求2所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥，其特征在于，该拱桥的平面形状为数字“8” 形或者 “∞”形，构成回环体系。

4.  根据权利要求3所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥，其特征在于，该拱桥的跨度介于40~150m之间。

基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥
技术领域
本发明涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥。
背景技术
目前在城市景观人行桥的设计中，一般跨径的桥梁常采用梁桥、刚构桥、拱桥、桁架桥，而大跨径的城市景观人行桥则采用斜拉桥、悬索桥以及组合体系桥（以梁、拱、吊三者的不同组合为主）的结构形式。
常见的城市景观人行桥结构形式均是从公路桥梁演化而来，虽然在演化过程中注意了桥梁上部主体的造型，也考虑了墩台与上部构造组合的协调美观性，谋求了桥梁本身色彩搭配及周围天然或人造色彩的协调，也对栏杆、墩台、主梁、索塔等进行适当的装饰，但始终没形成创造性的突破。
例如，文献CN 202164533U公开了一种能够跨越城市道路供行人安全通行和增添现有城市跨街桥景观功能的弧形拱跨街人行桥，用两组弧形拱钢构(1)与桥基(15)经焊接或拼接方式组成跨街桥的桥面承载结构，组成的桥面承载结构下面用螺栓(14)固定在桥基础上，桥面钢梁(3)横向搭在承载钢梁(4) 上，连接处用圆形钢板(5)配上螺栓(6)，将弧形拱钢构(1)、桥面钢梁(3)和桥基(15)固定加固。弧形拱钢构和桥面钢梁用螺栓(2)收紧固定，桥面钢梁两端下面用支撑桥基(7)支承，梯步上下承载钢梁(8)用焊接或螺栓拼接方式搭接在桥面钢梁上，下面用梯步桥基钢构(13)支承，桥面横向和梯步承载钢梁上铺搭钢板(9、12)，梯步钢板上安装行人上下桥梯步(10)与行人上下桥和桥面扶手(11)构成弧形拱跨街人行桥。
文献CN104404862A公开了一种钢管网架人行管线桥，包括具有人行桥面系上层和管线/和检修通道下层的桥梁，所述桥梁主梁为管状网架结构；主梁由多个标准长度钢管网架结构组成，桥面板将空间分为上下两层，上层为人行通道，下层为管线和检修通道；钢管网架内部空间较大，实现了行人与管线的上下分离，保证了各自独立空间，方便使用和管理；主梁由标准长度的网架结构组成，属于模块化设计，加工制作可批量化。所述主梁由多个环形钢片2和周向固定连接环形钢片2的钢管1形成的钢管网架结构；钢管1固定连接于钢片2上，钢管1和钢片2形成管状网架空间；主梁纵桥向3.5m段设置一道圆环钢片2(即一个标准网架结构长度)；钢管网架刚度大、承载力高，适用于密集人流和大型管线的过河需求。所述钢片2径向固定设置有用于支撑上层人行桥面系4的横梁5；“径向”为钢片2直径方向，横梁5将网架空间分成上下两层，上层为人行通道，下层为管线和检修通道，可在钢片2局部加翼缘板，形成横梁5，作为桥面系支撑结构。所述钢管1与钢片2通过节点板3焊接固定连接；多个钢片2沿桥纵向用圆钢管连接，钢管1与钢片2的连接节点设置节点板3。所述节点板3焊接固定于钢片2，所述钢管壁径向开缝插入节点板3焊接固定设置；钢管1沿直径开缝，插入到节点板3进行焊接，节点板3与钢片2进行焊接连接成整体。所述钢片2为等间距设置的圆环钢片2，所述钢管1为等角度连接的圆钢管；所述上层人行桥面系4为纵横梁体系桥面板加桥面铺装结构； 桥面板将空间分为上下两层；网架结构形成了半封闭空间，保证了各自独立空间。所述桥梁顶部设置有阳光板雨棚；在圆环钢片2顶部设置雨棚，为行人挡风避雨遮阳，提高了使用舒适性，实现了人性化设计理念。
随着国民经济的高速发展和人民生活水平的逐步提高，人们对于桥梁建筑的审美要求越来越高，现代桥梁的作用不止是“行车过人”，它还需要“点缀河山、美化环境、承传文化、宏扬精神”。景观人行桥是跨越障碍的特殊建筑，已不单纯作为交通线上重要的工程实体，而常作为一种空间艺术结构物存在于社会之中。它们经常是被看作为标志性景观。
发明内容
本发明将大跨度曲线桥面梁体与悬挂索拱通过回环结构及斜拉索结合起来，解决大跨度人行景观桥受力合理性及自振频率过低的问题，提供一种基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥，包括桥墩，曲线桥面梁体，悬挂索拱和斜拉索，其中曲线桥面梁体和悬挂索拱首尾相连，斜拉索将曲线桥面梁体和悬挂索拱在空间上连接在一起，该空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的中心线是由曲线桥面梁体的中心线和悬挂索拱的中心线通过直线、椭圆线和圆弧线首尾相切连接而成，形成空间异形结构，所述的曲线桥面梁体和悬挂索拱均采用格构式构件，曲线桥面梁体采用等宽变高结构形式，在桥墩附近的主梁比其他部位的主梁加高且数量增多，截面样式采用平面哑铃型，平面哑铃型由主梁和次梁组合而成，均采用箱型截面样式，悬挂索拱采用变宽变高变截面样式的结构形式，从桥墩到跨中，悬挂拱宽度逐渐变窄，高度逐渐增加，截面样式从平面哑铃型渐变为空间三角形，平面哑铃型由主梁和次梁组合而成，均采用箱型截面样式，空间三角形由两根箱型截面主梁和一根圆形截面主梁通过箱型截面次梁组合而成。
所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的桥梁材质采用钢结构。
所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的平面形状为数字“8” 形或者 “∞”形，构成回环体系。
所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的跨度介于40~150m之间。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥适用于城市人行桥，尤其适用于景观要求高，用作景观地标的桥梁建筑。本发明的曲线桥面梁体及悬挂索拱均采用格构式钢结构，桥头略高于地面，使整个拱桥悬浮起来。桥型似舞动的飘带，是一种具有浪漫主义色彩的、贴近自然的、外在形象极具创造性的桥梁结构形式。
附图说明
图1是表示本发明的桥型结构俯视图。
图2是本发明的桥型结构正立面图。
图3是本发明的桥型结构三维模型图。
图4是本发明的桥型结构轴侧图。
图5是本发明的另一个角度的桥型结构轴侧图。
图6是本发明的桥型结构沿桥面方向透视图。
图7是本发明的桥型结构沿悬挂索拱方向透视图。
图8是本发明的曲线桥面梁体的平面哑铃型格构式构件示意图。
图9是本发明的悬挂索拱的空间三角形格构式构件示意图。
具体实施方式
下面，以本发明的优选实施方式为例基于附图进行详细说明。此外，本发明的附图并非限制本发明，而是用于使本发明更容易理解。此外，为了避免本发明不清楚，省去了对周边部分的详细说明。
如图1和2所示，本发明提供一种基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥，包括桥墩4，曲线桥面梁体1，悬挂索拱2和斜拉索3，其中曲线桥面梁体1和悬挂索拱2首尾相连，斜拉索3将曲线桥面梁体1和悬挂索拱2在空间上连接在一起，该空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的中心线是由曲线桥面梁体1的中心线和悬挂索拱2的中心线通过直线、椭圆线和圆弧线首尾相切连接而成，形成空间异形结构，所述的曲线桥面梁体1和悬挂索拱2均采用格构式构件，曲线桥面梁体1采用等宽变高结构形式，如图2所示，曲线桥面梁体桥墩变高段5在桥墩4附近的主梁比其他部位的主梁加高且数量增多，截面样式采用平面哑铃型，如图8所示，平面哑铃型由箱型截面主梁81和次梁82组合而成，均采用箱型截面样式，悬挂索拱2采用变宽变高变截面样式的结构形式，如图2所示，悬挂索拱变高段6表现出从桥墩到跨中，悬挂索拱宽度逐渐变窄，高度逐渐增加，截面样式从平面哑铃型渐变为空间三角形，平面哑铃型由箱型截面主梁81和次梁82组合而成，均采用箱型截面样式，空间三角形如图9所示，由两根箱型截面主梁92和一根圆形截面主梁91通过箱型截面次梁93组合而成。
所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的桥梁材质采用钢结构。
如图1所示，所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的平面形状为数字“8” 形或者 “∞”形，构成回环体系。
所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的跨度介于40~150m之间。
图3-7示出了不同视点、不同方向和角度的桥型结构示意图，由图3-7可以更直观的看出本发明所述的基于回环体系的空间异形格构式组合斜拉钢结构拱桥的整体结构。
综上所述，即为本发明实施例内容，而显然本发明的实施方式并不仅限于此，其可根据不同应用环境，利用本发明的功能实现相应的需求。