[發明專利]一種大跨度雙螺旋分叉式拱梁組合人行橋結構體系

在審

• 申請號: 202310353234.3
• 申請日: 2023-04-04
• 公開（公告）號: CN116289486A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 郭建民;張松濤;周昱;余宏
• 申請（專利權）人: 廣州市市政工程設計研究總院有限公司
• 主分類號: E01D4/00
• 分類號: E01D4/00;E01D19/12
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 賴鑫銀

本發明公開了一種大跨度雙螺旋分叉式拱梁組合人行橋結構體系，該結構體系包括雙螺旋拱肋、剛性吊桿、系梁、橋面系、分叉式邊跨及橋墩；全橋設置兩片雙螺旋拱肋；系梁與兩片雙螺旋拱肋連接成整體共同形成拱梁組合的受力結構體系；橋面系位于系梁的頂部，為橋梁提供橋面并直接承受人群活載；分叉式邊跨一端與中間跨相連，另一端采用分叉式邊跨結構與堤岸連接；橋墩用于承受上部結構傳遞的荷載，橋墩縱橋向設置于橋下雙螺旋拱肋交匯處，采用分叉式Y型橋墩給拱肋布置提供必要的空間；本發明采用三維空間雙螺旋曲線拱肋，具有良好的受力性、優美的景觀性、開闊的視野及通航凈空、巧妙的接岸設計及施工工藝成熟簡單等特點。

技術領域

本發明涉及橋梁技術領域，特別地是一種大跨度雙螺旋分叉式拱梁組合人行橋結構體系。

背景技術

人行橋是城市橋梁的重要組成部分，它只允許行人或非機動車通過。而大跨度人行橋往往作為跨越城市重要節點的構筑物，其設計不僅需要考慮安全、耐久、適用、經濟及環保等要素，更因其獨特的地理位置，往往成為地標性建筑，對其景觀造型上的新穎和美觀提出了更高的要求。

常規拱梁組合橋梁一般由拱肋、系桿、吊桿、行車道梁(板)及橋面等組成，其拱肋形狀為二維平面曲線。這種橋型基礎不受水平推力、剛度大、跨越能力強、具有一定景觀性，在工程中應用廣泛。但其橫向穩定性較難保證，為了增強其橫向穩定性，往往需要設置橫向聯系或將拱肋內傾相連，造成橋梁人行視野受到較大影響。對于景觀人行橋而言，不僅要求其自身景觀效果佳，更應該作為一個平臺提供行人最佳的觀景效果。其次，此類橋型目前應用較多，缺乏新穎性。

螺旋拱橋為一種新穎的空間拱梁組合橋梁，其拱肋形狀為三維空間螺旋曲線。滿足城市景觀人行橋對其造型新穎性和景觀性的要求。國外有代表性的螺旋拱橋例如新加坡雙螺旋橋，該橋也為人行橋，橋梁全長280m，兩條螺旋曲線相互纏繞形成橋跨結構的主要受力體系。國內具有代表性的螺旋拱橋有北京三山橋，該橋非人行專用橋，橋梁全長452m，采用了雙螺旋拱結構，兩條螺旋拱在頂部與底部交叉并支撐，橋面系通過拉索懸吊于拱肋。

然而，常見螺旋拱具有以下缺點。(1)拱肋延伸交織于橋面系上，對橋面系形成了環抱籠罩效果，亦對橋梁視野具有較大影響。(2)雙螺旋拱肋環繞與橋面系下，壓縮通航凈空，增加橋梁高度、橋梁縱坡及橋梁與堤岸的接線難度，降低行人通行體驗。(3)雙螺旋拱肋縱向剛度較弱，限制了人行橋跨度，常采用索結構支撐主梁，橫向剛度弱，難以滿足人行橋舒適性的要求。(4)雙螺旋結構環繞于布置的空間索網體系施工難度較大。

綜上所述，對于大跨度人行景觀橋梁而言，常規拱梁組合橋梁方案存在結構新穎性不足、人行視野難以保證等缺陷。而目前出現的螺旋拱橋方案雖然造型新穎、美觀，但也存在限制橋上視野、壓縮通航凈空、舒適性差、難以適用于大跨度橋梁及施工難度大等缺點，不利于此類橋型的實際運用。

對此，提出大跨度雙螺旋分叉式拱梁組合人行橋結構體系，該體系橋梁采用空間雙螺旋結構拱肋，兩片空間雙螺旋結構拱肋環繞于橋面系，但不交織于橋面系之上，最大程度保證了橋上的視野，橋面系之下也不交織于橋梁航道范圍內，避免壓縮通航凈空。該結構不僅造型新穎美觀，同時具有視野通透、不壓縮通航凈空、縱橫向剛度大、適用跨度大、人行舒適性好、施工簡單等優點，克服了常規拱梁組合橋梁和螺旋拱橋的缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大跨度雙螺旋分叉式拱梁組合人行橋結構體系，繼承了常規拱梁組合人行橋的受力優勢和吸收了螺旋拱人行橋景觀上特點，并消除了常規拱梁組合人行橋和螺旋拱人行橋的缺陷，該人行橋采用三維空間雙螺旋曲線拱肋，具有良好的受力性、優美的景觀性、開闊的視野及通航凈空、巧妙的接岸設計及施工工藝成熟簡單等特點。

本發明通過以下技術方案實現的：