[发明专利]一种快速安装的空间桁架大跨轻钢步行桥及其施工方法

说明书

本发明公开了一种快速安装的空间桁架大跨轻钢步行桥及其施工方法，包括步道结构和扶手结构；所述步道结构包括多个间隔设置的步道桁架；所述扶手结构包括多个扶手桁架，扶手桁架设置在相邻两个步道桁架的两侧，所述扶手桁架包括XZ平面扶手桁架和YZ平面扶手桁架，两个XZ平面扶手桁架平行设置，并分别与两个YZ平面扶手桁架垂直。本发明采用三维空间的桁架结构，增加了扶手桁架的侧面支撑，增大了扶手结构和步道结构垂直于跨度方向的截面尺寸，提高了竖向和侧向的刚度，解决了扶手结构受压面外失稳的问题。本发明涉及桥梁建筑技术领域。

技术领域

本发明涉及桥梁建筑技术领域，特别涉及一种快速安装的空间桁架大跨轻钢步行桥及其施工方法。

背景技术

现代城市建设伴随着必不可少的交通设施，对于人群密集的都市通常采用人行天桥、地下通道等实现道路两侧的连通，便于行人出行。相比与道路设施一起建成的地下通道，人行天桥的设置更加灵活和便捷。

传统人行天桥如混凝土桥和钢箱梁桥技术成熟，但施工工期久，单位造价高，建成后即为永久设施，维修更换代价高。近些年来，我国出现了以铝合金桥为代表的新型人行桥，此类桥梁存在以下问题：(1)铝合金弹性模量仅为钢材1/3，同时价格昂贵，为保证结构刚度，铝合金构件壁厚通常达到数公分之厚，这有悖结构向更加简洁方向发展的趋势。(2)铝合金结构构件连接技术不如钢结构纯熟，造成施工成本的提升，同时连接可靠性不如钢结构。

冷弯薄壁型钢是一种薄壁钢材，厚度通常为数毫米，由于质轻的特性称为轻钢，轻钢结构的经济成本不高于传统热轧钢结构。此外，在施工中大部分采用螺栓连接，避免焊接造成的质量可变性。但轻钢结构广泛应用于低层住宅领域，对于其构件刚度不及传统钢结构的认知阻碍了轻钢在于人行桥领域的应用。

对于目前屈指可数的轻钢人行桥结构，存在以下不足：(1)跨度有限，轻钢构件线刚度弱于传统钢结构构件，但轻钢构件同时具有布置灵活和安装便捷的优势，暂无从结构自身进行优化的案例。(2)目前少有的轻钢人行桥中多通过多支撑提高结构的竖向刚度，但这无法改善结构侧向刚度，容易造成侧向舒适性不足的问题。(3)钢结构易发生失稳，对于构件尤其是易受侧向荷载的扶手结构的失稳问题缺乏考虑。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种快速安装的空间桁架大跨轻钢步行桥，该步行桥具有较高的侧向刚度和稳定的扶手结构。

本发明的另一个目的在于提供了一种快速安装的空间桁架大跨轻钢步行桥的施工方法。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种快速安装的空间桁架大跨轻钢步行桥，包括步道结构和扶手结构；所述步道结构包括多个间隔设置的步道桁架；所述扶手结构包括多个扶手桁架，扶手桁架设置在相邻两个步道桁架的两侧，所述扶手桁架包括XZ平面扶手桁架和YZ平面扶手桁架，两个XZ平面扶手桁架平行设置，并分别与两个YZ平面扶手桁架垂直。

进一步地，所述XZ平面扶手桁架包括扶手上弦杆、扶手上斜杆、扶手单C型钢横杆、扶手竖腹杆、扶手双C型钢横杆、扶手下斜杆以及扶手下弦杆；所述扶手上弦杆、扶手单C型钢横杆、扶手双C型钢横杆以及扶手下弦杆平行设置，并分别与两根平行设置的扶手竖腹杆垂直；所述扶手上斜杆对角线设置在扶手上弦杆和扶手双C型钢横杆之间；所述扶手下斜杆对角线设置在扶手双C型钢横杆与扶手下弦杆之间。

进一步地，所述扶手竖腹杆采用的C型钢的截面尺寸大于扶手上弦杆、扶手单C型钢横杆、扶手双C型钢横杆以及扶手下弦杆所采用的C型钢的截面尺寸；扶手上弦杆、扶手单C型钢横杆、扶手双C型钢横杆以及扶手下弦杆所采用的C型钢的截面尺寸大于所述扶手上斜杆以及扶手下斜杆所采用的C型钢的截面尺寸。因连接的需要，杆件采用不同截面的C型钢，在尺寸较大的C型钢杆件腹板位置开孔，再将尺寸较小的杆件穿过预留开孔，最后再用螺栓连接两根杆件的翼缘。