汾河上游人行悬索桥概念设计★

张东昕 耿少波 高安琪 李淑贤 刘遂健 贾文文

(中北大学理学院，山西 太原 030051)



汾河上游人行悬索桥概念设计★

张东昕 耿少波 高安琪 李淑贤 刘遂健 贾文文

(中北大学理学院，山西 太原 030051)

通过调研太原市新兰路漫水河桥的破损情况与通行情况，提出采用人车分流的方法进行此地区人行悬索桥的设计，并阐述了悬索桥的选址原则，从而达到人员安全通行的目的。

人行悬索桥,漫水桥，概念设计，安全性

1 概述

新兰路漫水河桥位于山西省太原市尖草坪区中北大学往南约100 m，跨越汾河，修建于1964年，经过了50余年的风吹日晒，现多处桥面板出现裂缝，部分桥墩倾斜破损已成危桥，并且桥两边的护栏低矮，严重低于规范要求的1.1 m，行人行走在桥上易坠。由于该桥宽仅为4.5 m，仅限两辆车勉强并排通过，并且未将人行道、非机动车道与车行道进行明确的划分，人车混乱也增加了许多未知的安全隐患。

此桥每年均会发生数例大小事故，近些年太原市交警支队与太原市政桥梁所经常设立警告、提醒标示。同时，这座桥连接着汾河两岸的交通，河两边有中北大学、山西新华电脑学校、山西省职工工艺美术学院、山西省工业造型技工学校、山西省城乡建设学校等学校，窦大夫祠、千佛洞、傅山公园、二龙山、赵戴文祠等著名景点，土堂村、上兰村等村庄以及一些商业店铺。每到开学、放假，来自四面八方的人聚集到此地，所有的交通都维系于这座小小的桥，不仅拥挤还常有事故发生。

2 调研准备

2.1 现有状况

现在此汾河段上搭建有一座漫水桥，桥长105 m，桥宽4.5 m，左右两侧有护栏约40 cm。每日附近村庄村民和学校的学生途经此桥，还有大量的摩托车、私家车以及中小型货车经过，常常出现人车并行的情况，桥面狭窄，护栏低矮，破损严重以致危险极易发生，故亟待修建一座其他桥型以分解该桥流量，以满足安全通行之需。

2.2 漫水桥流量统计

每天通行流量基本可归类总结为行人、摩托、私家车和货车。流量统计时间从每天8点～20点(晚间流量极低故忽略不计其影响)，每15 min为一间隔，严密监视流量变化，并随机对过路行人、车辆进行调查，对统计数据整理分析流量分布情况，得出途经此桥的行人，摩托(含电动)和私家轿车各占总数的将近1/3，行人通行量最大，电动车数量次之，偶有货车经过，在此基础上再经过随机对话调查，得知因桥梁存在严重的安全隐患遂人员通行小心谨慎同时也希望能够有其他途径通行此地。

3 桥梁设计

3.1 新建桥型确定

由于学校、村庄众多，尤其该地区景点游览需要，结合太原市汾河上游多种桥型跨越(见表1)，却没有悬索桥的实际，我们决定在窦大夫祠以西跨汾河畔设计一座人行悬索桥，不仅可以丰富汾河上桥梁结构类型，解决人车共道、交通拥挤带来的安全问题，经济环保，另一方面丰富景区区域的景点建设，为将来桥梁兴建提供必要的技术和设计储备。

表1 太原市跨越汾河主要桥梁情况 m

3.2 悬索桥选址

桥址选择调研是进行桥梁合理规划、设计和施工的基础，其主要目的是从经济和技术的角度上来选择和确定最经济合理的桥址，这项工作的主要内容为技术调研部分。为准确测量河宽以确定桥长，我们使用全站仪每隔5 m测量一次，最终综合测量结果绘制成图。

因原有桥梁行人通行量大，对漫水桥极为依赖，若新建桥梁离原址太远，未免人们会选择冒险通行原有旧桥，所以综合考虑附近学校学生和村民商户的通行以及生活所需，新桥址选择在中北大学一道门到山西新华电脑学校处，此处位于原有旧桥和窦大夫祠中间，既可满足学生以及村民通行(经调查，附近村民多在中北大学食品一条街及上兰村工作)，又可提供游客游览所需，此处汾河水流轻缓，河底均为鹅卵石，无淤泥，相较原漫水桥下河床分布复杂，水深且河底均为淤泥，新址选择为最佳。

3.3 桥梁概念设计

该桥型选为单跨人行悬索桥。

单跨人行悬索桥采用桥墩支承边跨更为经济，避免道路的接线受到限制，使得平面曲线布置不得不进入桥梁边跨的情况。单跨人行悬索桥就其结构特性而言，由于边跨主缆垂度小，主缆长度相对较短，对中跨荷载变形控制更为有利。

太原，一座两千多年历史的龙城宝地，孕育了古老而苍穹的文化，在此桥设计中，以“人”字形的索塔一方面表现出太原文化的源远流长和温文尔雅，寓意创新进取的精神直指云霄；另一重要方面，当今城市建设更加注重以人为本，人与大自然和谐相处，桥梁选址处位于太原市北郊，是市区和林区的中间地带，有中北大学、窦大夫祠等历史文化建筑，人文气息浓厚，以此更能突显出“以人为本”的中心设计理念，两个桥塔隔河相立，钢索相连，看似独立却又不可分离，寓意太原定将肩扛改革转型发展重担，但又会与人民一起通力合作，共谋发展大计。

考虑到人流量、美观性、结构的安全性与耐用性等多方面的因素，将桥面宽度设计为2.5 m，桥长设计为110 m。对于两边的锚固以及索塔的设计，通过研究了许多同类型悬索桥的设计方案，继而与当地地形、地貌、土质情况相结合，最后选定了设计方案。对于桥面板的设计，我们选用钢结构做桥板的主要框架，再在钢结构上铺设木板供行人通过。在桥梁的原有基础上更加突出人与自然和谐相处的主旨与用意。木板这样的天然材料，配上汾河自然风光，使得此地景色更加宜人。另一方面，鉴于此桥为景观人行悬索桥，在突出景观要求的同时，又必须注重行人安全，突出以人为本的设计宗旨，进一步研究了两侧栏杆的设计与选用，栏杆高设计为1.1 m，考虑到附近村庄小孩较多，栏杆之间间距设计为10 cm，在桥梁两侧安置必要的救生设施，方便行人一旦出现意外及时展开自救与他救，真正意义上实现服务于当地民众的建造目的。

4 结论与展望

在太原北郊地区设计一座悬索桥为中北大学的学生及周围的村民游客提供了方便，在设计的最后阶段通过对桥梁进行精细化研究，对初步设计方案做了一些改善。这样设计既为人们提供了方便，又在很大程度上节约了材料，并增加了原有漫水桥所未具有的美学价值。恰到好处的满足了当地民众的生活和精神审美上的需求，紧密贴合本地区浓重的人文氛围，为人民群众的生活提供了一个更加宜居的场所，响应了“以人为本”的发展理念，切实的解决了原有漫水桥不安全、不满足交通流量、不环保的几大重要缺点，符合调查中附近村民的想法，也将为太原市汾河上的桥梁兴建做出设计和技术储备。

[1] CJJ 11—2011，城市桥梁设计规范[S].

[2] JTG D60—2015，公路桥涵设计通用规范[S].

[3] JTG/T D65—05—2015，公路悬索桥设计规范[S].

[4] CJJ 166—2011，城市桥梁抗震规范设计[S].

[5] 陈 宁.意大利佩斯卡拉大跨度人行斜拉桥的概念设计与实现[J].世界桥梁，2011(5)：45-47.

[6] 盛 勇.世博“花”桥的概念设计与研究[J].上海公路，2004(2)：63-65.

On conceptual design for pedestrian suspension cable in upstream of Fen River★

Zhang Dongxin Geng Shaobo Gao Anqi Li Shuxian Liu Suijian Jia Wenwen

(CollegeofScience,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China)

According to the survey at the damages of submersible bridge along Xinlan Road in Taiyuan City, the paper adopts the division of the pedestrians and vehicles, designs the pedestrian suspension cable, and illustrates the principle for choosing its address, so as to ensure the safe traffic of pedestrians.

pedestrian suspension bridge, submersible bridge, conceptual design, safety

1009-6825(2016)20-0155-02

2016-05-08★:中北大学理学院大学生创新创业项目(项目编号：20150820)

张东昕(1995- )，男，在读本科生； 耿少波(1982- )，男，博士，讲师； 高安琪(1996- )，女，在读本科生；

U448.25

A

李淑贤(1994- )，女，在读本科生； 刘遂健(1993- )，男，在读本科生； 贾文文(1993- )，男，在读本科生