某風景區人行懸索橋設計構思

江名寶　趙軍軍

摘 要： 根據橋址具體特點及風景區的要求，文章介紹了該人行橋的總體布置、主纜選擇、吊桿及索夾選擇、橋塔設計、錨碇及風纜的構造及布置。該橋取得即經濟又美觀的效果，符合風景區的地質條件及對周圍環境的協調作用。

關鍵詞：人行懸索橋；設計理念；主纜；橋面系；錨碇；風纜

前言

視所處環境的不同，人選懸索橋可以做成多種橋型以滿足地形要求。當橋梁兩邊有較堅硬的山巖時，還可以直接不修建橋塔而將主纜錨固于巖石上，節省了大量的造價。同時，人行懸索橋經常被用于建造城市景觀橋或公園景觀橋，因為其具有良好的視覺效果以及外部曲線，與外界環境融合的非常和諧，因而人行懸索橋兼具橋型美觀的特點。根據工程實際所處的地形及地質條件，通過設計優化選擇懸索橋橋型。下面主要介紹改橋的總體布置、主纜、風纜、橋臺及錨碇的設計。

1 工程概況

某風景區人行吊橋跨越水庫北側峽谷，是景區內水庫北側連接觀光步道與水庫壩頂的人行專用橋梁。橋梁東岸經隧道通往壩頂，西岸連接沿庫區北岸光道步道，該橋是風景區為觀光道避開不穩定山體而設。擬建工程場地為構造剝蝕、侵蝕溶蝕中山峽谷地貌，河谷大致呈“V”字型，兩岸基巖裸露，第四系河流階地不發育。通過優化對比，選擇懸索橋中跨跨度78m，橋面凈寬2.0m，主索矢跨比為1/14.18，全橋設2根主纜。每根主纜由139根？準5mm鍍鋅鋼絲組成，主纜成品索外包雙層HDPE護套；橋面系為由工字鋼橫梁與槽鋼縱梁組成的縱橫梁體系，橋面板為木板；在橋梁兩側各設置一組風纜，風纜采用直徑為32mm的AB類鍍鋅鋼絲繩；橋塔造型采用門型塔，基礎采用擴大基礎；東西兩個橋臺高程一致，東岸直接錨入巖體，西岸邊跨長3.02米。橋型立面布置圖見圖1所示。

2 設計理念

2.1 總體設計

與大跨公路懸索橋相比，人行懸索橋的跨度要小得多，一般在30M到120M左右，橋面寬度也較窄，一般在1.8M左右，加勁梁高度很小（h/l<100）或者不設加勁梁，因此又常簡稱為柔性吊橋。這種橋的特點是充分發揮高強度鋼索受拉強度大的特點，不需要特別高的橋塔（矢跨比一般較小），就可以架設大跨徑的橋梁，橋面系構造簡單、加工容易、耗鋼量低，橋梁架設和維護方便、橋型美觀，但是橋梁的剛度也較低。通過對橋址的勘察，結合風景區的特點，最終選擇橋梁跨度78m的單跨懸索橋，西側設塔，東岸直接錨固巖體中，橋面系采用柔性全漂浮體系，主跨跨徑78米，主纜矢高5.5米，矢跨比為1/14.18，跨中主纜中心至橋面高1.85米，東岸主纜直接錨固于山體，西岸邊跨長3.02米。全橋布置35對吊索，吊索間距2.0米。采用柔性橋面系，橋面設置預拱，從跨中0.5米按拋物線型漸變。主纜錨碇均采用巖體錨索。橋下兩側各設置一組風纜，風纜拉索間距為4米，風纜采用空間曲線，曲線平面內矢高3.9米，分布在橋梁兩側，用拉索鋼絲繩連接橫梁和風纜，抗風纜兩端與預應力錨桿連接。

2.2 主纜材料

主纜又稱大纜，通過塔頂鞍座懸掛在主塔上并錨固在兩端錨固體中的柔性承重構件。除承受自身恒載外，主纜本身又通過索夾和吊索承受活載和加勁梁（包括橋面）的恒載。除此之外，主纜還承擔一部分橫向風載，并將它直接傳遞到橋塔頂部。主纜有鋼絲繩鋼纜和平行線鋼纜等，由于人行懸索橋的荷載等級低，所以人行懸索橋一般選用鋼絲繩作為主纜。

主纜橫橋向間距2.5米，主纜線形采用平面布置，主纜采用高強鍍鋅平行鋼成品索，全橋設2根主纜，每根主纜由139根？準5mm鍍鋅鋼絲組成，鋼絲標準強度1670Mpa。主纜成品索外包雙層HDPE護套，外側PE為白色，兩層PE間設置隔離層以延長拉索使用壽命，單根主纜無應力長82468mm。主纜在索塔頂設主索鞍。通過連接裝置將主纜與錨索連接。主纜采用冷鑄墩頭錨具。

2.3 橋面系

加勁梁的主要功能是提供橋面并防止橋面發生過大的撓曲變形和扭曲變形，橋面活載及加勁梁和橋面板的恒載是通過吊索和索夾傳至主纜。同時加勁梁是承受橫向風荷載和其它橫向水平力的主要構件，人行懸索橋荷載等級低，剛度要求也較低，加勁梁一般采用縱橫梁布置的形式。橋面系橫梁采用工字鋼，縱梁采用槽鋼，橋面板采用145×50mm防腐木板，橋面木板與縱梁之間用普通螺栓連接，橋面縱向設置預拱，從跨中0.5米按拋物線型漸變。

2.4 錨碇

錨碗是主纜的錨固體，是主纜中的拉力傳遞給地基基礎的構件。通常采用的有重力式錨旋和隧洞式錨碗。重力式錨錠依靠巨大的自重來抵抗主纜的垂直分力，水平分力則由錨碗與地基之間的摩阻力或嵌固力來抵抗。隧洞式錨旋則是將主纜中的拉力直接傳遞給周圍的基巖。根據橋址處的地質特點，兩岸主纜均采用預應力錨索錨碇，通過連接裝置將主纜與錨索連接，錨索錨在兩側的巖石上。錨索采用剪壓式預應力成品錨索，桿體采用無粘結環氧涂層低松弛鋼絞線。

2.5 風纜

風纜系統主要是抵抗橋梁的橫向風荷載，保證橋梁的橫向風載穩定性。本橋位于峽谷口，鄰著水庫，因而風載比較大，為了保證橋梁的橫向風載穩定性及抗風能力，同時兼顧橋梁的美觀，本橋在橋梁兩側下方各設置一組風纜，風纜采用空間曲線，曲線平面內矢高3.9米，風纜兩端錨固在橋梁兩端的巖石上，通過風纜拉索將風纜與橋梁連接，在弱風情況下，風纜拉索基本不受力，只有在大風情況下，風纜拉索才會真正起到穩定橋梁的作用。拉索采用鍍鋅鋼絲繩，風纜拉索間距為4米，風纜采用鍍鋅鋼絲繩，直徑為32mm，風纜兩端與預應力錨桿連接。

3 結束語

人行懸索橋具有造型美觀，工程造價低，施工方便等特點，能適應山谷、河谷中的跨越能力，在現代的小區、公園及風景區越來越受歡迎。文章討論了某人行懸索橋的總體設計及局部構造細節設計，文章所提及的垂跨比設計、主纜錨固系統及風纜系統設計對于同類橋梁的設計有一定的參考價值。

參考文獻

[1]人行懸索橋參數分析與優化設計[D].杭州：浙江大學，2010.

[2]某人行懸索橋的設計與構思[Z].國防交通工程與技術，2003[4].

[3]彭大文.福州江心公園懸索橋的設計構思[J].福州大學學報（自然科學版）1996，24（4）：44～48.