一种拱式景观玻璃桥梁的制作方法

1.本实用新型涉及一种拱式景观玻璃桥梁，属于桥梁技术领域。


背景技术：

2.桥梁是指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的建筑物，从分类上主要有梁式桥、拱式桥、悬索桥与斜拉桥。随着城市建设的发展，越来越多的桥梁开始兴建，而景观桥梁作为特殊的桥梁结构，因其特殊的桥梁结构和优美的造型而闻名。现有的景观桥梁主要穿过河流或峡谷，人们驻足景观桥梁时可欣赏桥梁及周围的美景。景观桥梁具有良好视觉效果和审美价值，符合桥梁造型美、功能美和形式美法则，遵循桥梁与环境协调的规律，也体现自然景观、人文景观、历史文化景观的内涵。
3.在现有的景观桥梁设计方案中，张家界玻璃桥采用空间索结构，线形灵动变化，简洁却不单调，横跨大峡谷，桥面距谷底相对高度约400m。虽然张家界玻璃桥跨越距离长、较为灵活，但是其构件耐久性较差、安全度较低，需要经常检查更换，并且养护维修费用较高，在大风情况下桥上交通必须被中断。而拱式桥具有安全稳定、实用性强且兼具美观性的优势。拱的弧线优美轻柔、古朴大方，具有华夏民族拱式建筑的艺术特征，它还具有兼容人文景观河自然景观协调美的特性。在与环境协调上，拱桥风格、功能与外形的统一比其他桥型优越，拱桥曲线的外部形态和韵律变化更符合人们的美感要求，但目前针对拱式玻璃桥设计方案较少。


技术实现要素：

4.[技术问题]
[0005]
本实用新型要解决的问题是：现有景观桥梁的构件耐久性较差、安全度较低，需要经常检查更换，并且养护维修费用高。
[0006]
[技术方案]
[0007]
本实用新型公开了一种拱式景观玻璃桥梁，适用于景区游客行走观光，该桥梁跨越能力强大，结构合理，耐久性好，养护维修费用少，外形美观且透明度高，观景效果好。
[0008]
所述拱式景观玻璃桥梁包括拱肋、横撑、吊索、桥面和拱脚，所述拱肋为弧形且为两根，两根拱肋之间固定连接有横撑；所述拱肋的底座与拱脚固定连接，所述拱脚固定在桥面上；所述拱肋和桥面之间固定连接有吊索。
[0009]
在本实用新型的一种实施方式中，所述拱肋的矢高为40m，矢跨比为1/5。
[0010]
在本实用新型的一种实施方式中，所述桥面包括纵梁、横梁、360
°
观光走廊和钢化玻璃。
[0011]
在本实用新型的一种实施方式中，所述360
°
观光走廊为圆环形，包括外圈梁、内圈梁和连接梁，所述外圈梁和内圈梁之间通过多根连接梁固定连接。
[0012]
在本实用新型的一种实施方式中，所述横梁为两根，横向布置在桥面上且两根横梁上下对称。
[0013]
在本实用新型的一种实施方式中，所述两根横梁之间固定连接有多根纵梁。
[0014]
在本实用新型的一种实施方式中，所述相邻的连接梁之间铺设有钢化玻璃。
[0015]
在本实用新型的一种实施方式中，所述相邻的纵梁之间铺设有钢化玻璃。
[0016]
在本实用新型的一种实施方式中，所述拱肋、横撑、纵梁、横梁、外圈梁、内圈梁和连接梁的内部均设有加强板和开孔。
[0017]
在本实用新型的一种实施方式中，所述横梁、内圈梁和外圈梁均与钢化玻璃之间固定有固定橡胶垫块。
[0018]
[有益效果]
[0019]
1、本实用新型采用拱肋连接桥面的空间索面结构体系，增强了桥梁结构的抗风性能，提高了桥梁安全稳定性，同时给人明快灵动的感觉，充分感受到三维立体感。
[0020]
2、本实用新型拱式景观玻璃桥梁结构合理，耐久性好，拱肋增设的人行台阶便于养护维修，极大降低了桥梁的维护费用。
[0021]
3、本实用新型的连接梁采用非对称分布，考虑到是结构重力和吊索的拉力会产生扭矩，利用不对称截面的剪切中心与连接梁的箱体截面重心不重合的特点，使吊索的拉力和重力产生的力矩相抵，调整结构重心的位置，减小连接梁的扭矩，增强了桥梁的稳定性。
[0022]
4、本实用新型的钢化玻璃能够让游客能在空中俯瞰整个峡谷景区的美景，更好地欣赏峡谷的日出与日落；钢化玻璃采用高强度高性能防滑材料，确保游客在游玩过程中，特别是下雨天气下防止滑倒，并设置极高的安全系数，保证桥梁结构能安全使用，具有强度大、刚度大、耐磨耗、耐久性能良好和景观效果好的优势。
[0023]
5、本实用新型的加强板能够加强构件刚度并保证局部稳定，同时为了避免交叉焊缝；通过设置多个开孔以保证气流可以通过构件箱体，提高桥梁的气动稳定性。
附图说明
[0024]
图1为本实用新型的俯视结构示意图。
[0025]
图2为本实用新型的主视结构示意图。
[0026]
图3为本实用新型的左视结构示意图。
[0027]
图4为图1中a
‑
a的断面图。
[0028]
图5为图1中b
‑
b的断面图。
[0029]
图6为图1中c
‑
c的断面图。
[0030]
图7为图1中d
‑
d的断面图。
[0031]
图8为图1中e
‑
e的断面图。
[0032]
图9为图1中f
‑
f的断面图。
[0033]
图10为图1中g
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g的断面图。
[0034]
图11为图2中h
‑
h和i
‑
i的断面图。
[0035]
图12为图1中j
‑
j的断面图。
[0036]
图13为图1中k
‑
k的断面图。
[0037]
图14为图1中l
‑
l的断面图。
[0038]
图15为图13中m的放大图。
[0039]
图中，1、拱肋；2、横撑；3、吊索；4、桥面；5、拱脚；6、固定橡胶垫块；7、加劲板；8、开
孔；41、纵梁；42、横梁；43、360
°
观光走廊；44、栏杆；45、钢化玻璃；431、外圈梁；432、内圈梁；433、连接梁。
具体实施方式
[0040]
为使得本实用新型实现上述目的、特征和优点且能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0041]
实施例1
[0042]
一种拱式景观玻璃桥梁，如图1
‑
3所示，包括拱肋1、横撑2、吊索3、桥面4和拱脚5。所述拱肋1为弧形且为两根，两根拱肋1之间固定连接有横撑2；所述拱肋1的底座与拱脚5 固定连接，所述拱脚5固定在桥面4上；拱肋1和桥面4之间固定连接有多根吊索3，所述吊索3形成的空间索面结构体系增强了桥梁结构的抗风性能，提高了桥梁安全稳定性，同时给人明快灵动的感觉，充分感受到三维立体感。所述拱肋1的拱轴线竖向倾角为10
°
，拱肋 1的矢高为40m，矢跨比为1/5。
[0043]
如图1所示，所述桥面4包括纵梁41、横梁42、360
°
观光走廊43和钢化玻璃45。所述桥面4的中间位置设有360
°
观光走廊43，所述360
°
观光走廊43为圆环形，包括外圈梁 431、内圈梁432和连接梁433，所述外圈梁431与内圈梁432之间通过多根连接梁433固定连所述横梁42为两根，横向布置在桥面4上且两根横梁42上下对称，两根横梁42之间固定连接有多根纵梁41。所述连接梁433采用非对称分布(如图5所示)，主要是考虑到是结构重力和吊索3的拉力会产生扭矩，利用不对称截面的剪切中心与连接梁433的箱体截面重心不重合的特点，来使吊索3的拉力和重力产生的力矩相抵，调整结构重心的位置，减小连接梁433的扭矩。所述相邻的两根连接梁433之间，相邻的两根纵梁41之间均铺设有钢化玻璃 45。所述钢化玻璃45能够让游客能在空中俯瞰整个峡谷景区的美景，更好地欣赏峡谷的日出与日落；钢化玻璃45采用高强度高性能防滑材料，确保游客在游玩过程中，特别是下雨天气下防止滑倒，并设置极高的安全系数，保证桥梁结构能安全使用，具有强度大、刚度大、耐磨耗、耐久性能良好和景观效果好的优势。
[0044]
如图4所示，所述纵梁41固定在两根横梁42之间，纵梁41的箱体正面内部上方固定有多块加强板7，横梁42的箱体侧面内部上方和下方同样固定有加强版7，加强板7能够加强构件刚度并保证局部稳定，同时为了避免交叉焊缝。如图6所示，在纵梁41的箱体侧面设有多个开孔8；如图8所示，在横梁42的箱体侧面设有多个开孔8，以保证气流可以通过箱体，提高桥梁的气动稳定性。
[0045]
如图5所示，所述连接梁433固定在内圈梁432和外圈梁431之间，连接梁433的箱体正面内部上方固定有多块加强板7，内圈梁432和外圈梁431箱体侧面的内部上方和下方均固定有加强版7。如图7所示，在连接梁433的箱体侧面设有多个开孔8；如图9所示，在内圈梁432的箱体侧面设有多个开孔8；如图10所示，在外圈梁431的箱体侧面设有多个开孔 8。
[0046]
如图11所示，所述拱肋1的截面为倒三角形，具有增大惯性矩、美观和节约材料的优点。拱肋1的箱体内部设有加强板7和开孔8，加强拱肋1的刚度并保证局部稳定，同时为了避免交叉焊缝，提高桥梁的气动稳定性。如图12所示，所述横撑2的截面为矩形，横撑2的箱体内部同样设有加强板7和开孔8。
[0047]
如图13所示，所述横梁42的上方固定有栏杆44，以保护行人的安全。如图14所示，
所述内圈梁432和外圈梁431的上方同样固定有栏杆44，以保护行人的安全。如图15所示，所述横梁42、内圈梁432和外圈梁431均与钢化玻璃45之间固定有固定橡胶垫块6，以防钢化玻璃5松动滑落。
[0048]
实施例2
[0049]
本实施例与实施例1的区别在于，将所述钢化玻璃45用led高强透明屏幕替换，当游客在通行过程中直接投影出玻璃开裂等情形，给通行的游客一种新奇的体验。
[0050]
实施例3
[0051]
本实施例与实施例1的区别在于，所述桥面5上增设阻尼器和抗风缆，来提高桥梁的抗风性能，改变结构的自振频率，避免共振的产生。
[0052]
实施例4
[0053]
本实施例与实施例1的区别在于，所述拱肋1上增设有人行台阶，人行台阶能够保证工作人员的通行以便检修。
[0054]
实施例5
[0055]
本实施通过有限元模型进行计算分析实施例1公开的拱式景观玻璃桥梁的稳定性。经过计算所述拱式景观玻璃桥梁在人群荷载作用下的变形，人群荷载最不利偏载作用下的变形，极限横风作用下变形，永久荷载和人群荷载作用下的应力，桥梁的第一阶横弯、竖弯和扭转的自振频率，以人群荷载为变量的第一阶屈曲模态，以永久荷载为不变量、极限横风为变量的第一阶屈曲模态。计算得到所述拱式景观玻璃桥梁在恒载加活载作用下的最大挠度为 152.7mm，活载作用下的最大挠度为53.1mm，恒载加活载作用下的最大应力为
‑
145.16mpa和 35.27mpa，以人群荷载为变量的第一阶屈曲模态系数为20.35，第一阶自振频率为0.3696。计算结果表明实施例1公开的拱式景观玻璃桥梁强度和刚度均满足要求。
[0056]
实施例6
[0057]
本实施提供一种所述拱式景观玻璃桥梁的施工方案。在景区修建这么一座桥梁的难点在于在施工过程中如何保护环境，以及如何精确施工如此复杂的空间结构，因此采用缆索吊装施工和牵引吊杆使得桥面吊点与吊杆连接以及预制拼装等施工技术，能在较短的时间内完成桥梁的建造且保护了周边的环境。除拱脚5现场浇筑外，其余均可提前在工厂进行预制，再运送至现场拼装，极大确保了施工效率。所述施工方案具体包括如下步骤：1、现场浇筑拱脚 5；2、工程预制拱肋1、纵梁41、横梁42等构件；3、缆索吊装拱肋1；4、架设桥面4的纵梁41、横梁42、内圈梁432、外圈梁431和连接梁433；5铺设钢化玻璃，增加栏杆44、固定橡胶垫块6等附属设施。
[0058]
本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本实用新型构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。