步道栈桥，到底怎么设计的？

桥梁作为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的构筑物，其按受力特点可分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥、悬索桥、刚构桥和组合体系桥等。山地步道桥梁作为跨越山地，使行人通行便捷的构筑物，其结构选型需综合考虑安全、经济（结构成本与施工成本）、实用、美观等因素，同时还需考虑桥梁施工对生态环境的影响，经多个城市山地步道桥梁建设经验总结以及桥型结构方案的比选，梁式桥梁具有造价低、易施工、结构受力清晰且安全可靠等优点，是作为山地步道桥梁桥型的最优选择。

  目前按材料进行划分的桥梁结构主要有：钢桥、木桥、钢筋混凝土桥、圬工桥、铝合金桥、钢混组合桥等。由于圬工桥主要用于拱桥结构，并不适用于山地步道梁式桥梁结构；木桥原料采用木材，跨度小，不具有防火功能，并且木材需求量大，对生态影响大，亦不适用于山地步道桥梁；故山地步道桥梁结构选材从钢结构、钢筋砼结构、铝合金结构和钢混结构几方面进行比选。桥梁建筑材料选取主要考虑实用性、安全性、经济性、美观性和环保性等原则。

▼桥梁选材方案比选表

通过以上对桥梁使用性能、经济性能、美观性能、施工、环境影响以及后期养护等方面的比选，建议靠近市政路交通便利路段选用钢筋砼桥，在山林中桥梁选用钢桥结构。

3.1 主要设计流程  

3.2 下部结构设计方案

为考虑与主梁的景观协调及方便运输安装，桥墩选用钢管柱桥墩，桥墩与承台基础采用锚栓连接，钢管柱柱径大小及柱底锚栓根数根据计算确定。对于4m以下墩柱采用D500x20mm钢管，墩底锚栓为8根；4-8m墩柱选用D600X20mm钢管，墩底锚栓为8根；8-10m墩柱选用D600x25mm钢管，墩底锚栓为8根；10-14m墩柱选用D800x32mm钢管，墩底锚栓为10根；14m以上需经计算确定墩柱尺寸和锚栓根数。

栈桥基础根据地质情况不同，分别采用岩石锚杆基础、微型钢管桩以及人工挖孔桩或钻孔灌注桩基础。

岩石锚杆基础：基础位于中风化岩面上的基础形式，中风化岩埋深≤2m；

微型钢管桩基础：适用于中风化岩面埋深＞2m，非砂性土层地质；

人工挖孔桩基础：适用于中风化岩面埋深＞2m，且工期受限时选用。

? 锚杆基础&微型钢管桩基础&人工挖孔桩基础

3.3 上部结构设计方案

经多个城市栈桥考察分析，并经结构设计计算分析比选，选定珠海森林栈桥为单榀主次钢梁结构。桥梁标准跨径为16m，以4x16m为一联，中墩为墩梁固接结构，边墩主梁与桥墩采用支座连接，在边墩处设置抗震锚栓以满足桥梁抗震构造需求。钢主梁宽0.6m，高0.7m，主梁顶底板和腹板厚度均为14mm，次梁由T型钢板悬挑组成，钢板厚10mm，次梁纵向间距为1m。为避免由于焊接引起山火等灾害的发生，主梁钢箱采用10.9S级M24高强螺栓栓接，接缝位置原则上设置在1/4跨径处，施工方可根据实际运输安装等需求对接缝位置进行局部调整。悬挑次梁与主梁采用10.9S级M20高强螺栓栓接。

? 上部结构横断面

4.1 栈桥结构施工时序

（1） 临时便道和临时便桥修建，吊装设施安装。

（2） 定位放样，基础施工，同步对所有钢结构进行二次深化设计。

（3） 桥墩吊装与安装。

（4） 分块吊装主梁，并进行高强锚栓拼接，修补破损面漆等。

（5） 施工栏杆、桥侧装饰、照明、等附属结构。

（6） 验收合格后开放通行。

施工单位施工前应摸排现场条件并结合自身施工措施条件制定切实可行施工方案，组织施工方案专项评审会获得通过，同时需经各方进行审核认可后方可实施。

4.2 下部结构施工

栈桥位于山中，施工桥墩基础需设置便道或便桥，具体施工方案应根据现场地形地貌、施工难易程度，造价因素，对生态环境的影响程度等综合分析确定。

 ? 钢管支架桥施工桥墩基础（板樟山一期项目）

  ? 设置便道施工桥墩基础（板樟山二期项目/凤凰山项目）

4.3 上部结构施工

栈桥位置位于山林中，汽车吊等常规起重设备无法进入栈桥安装位置，无法采用常规措施进行构件运输。主要解决措施有：（1）桥面吊机逐段逐跨依次向前推进施工；（2）扒杆吊装施工。

桥面吊机施工方案： 采用自行式桥面吊机施工技术进行安装，利用已形成的桥段作为构件运输平台，其上铺设轨道，自行式桥面吊机在轨道上开行及吊装作业；以行走小车作为构件运输设备，依次向前逐段逐跨施工；施工前应对栈桥主体结构进行施工分析验算，确保主体结构安全可靠，墩顶支撑吊机施工位置根据计算结果采取临时加固措施。

拔杆吊装施工： 扒杆吊装也称桅杆吊装，是一种常用的起吊机具，它配合卷扬机、滑轮组和绳索等进行起吊作业。中小型扒杆吊装一般属人工土法吊装工艺的一种，结构比较简单，安装和拆除方便，对安装地点要求不高、适应性强等特点，在设备和大型构件安装中，广泛使用。扒杆吊装应用起来有一定风险，不同受力情况也比较复杂，建议事先进行力的分析和计算。

综合考虑施工周期，施工风险等因素，我院设计的几个栈桥项目均采用桥面吊机作为栈桥结构施工方案。

? 板樟山栈桥项目

? 鸡公山栈桥项目

? 凤凰山栈桥项目

我院设计的几个珠海山地步道项目的顺利实施及陆续开放，为我院积累了丰富的栈桥设计及施工经验。现对栈桥设计与施工提出以下建议，为以后栈桥的设计与施工提供借鉴与指引：

（1）山中地质变化大，在栈桥线位初步拟定时需与勘察单位进行现场踏勘，复核线位是否存在影响桥梁结构实施的地灾隐患存在，最终确定桥梁线位后再进行勘察施工，避免发生勘察投资浪费现象；

（2）暴雨引起的山体冲刷对栈桥基础影响较大，山体中栈桥结构尽量不采用扩大基础；

（3）栈桥墩柱位置应避开冲沟及山谷位置，尽量避免暴雨冲刷对栈桥基础的影响。

（4）确定栈桥线型方案应综合考虑栈桥的施工方案，如受桥面吊车行走影响，需确定栈桥最小转弯半径。

（5）根据现场的踏勘情况，判断栈桥沿线是否存在影响施工或运营期危害桥梁结构安全或人员人身安全的隐患（危石或落石等），建议在施工前，甲方委托勘察或专业单位对沿线进行排查，对需要加固或者清除的危石等进行处理，消除隐患点，保障项目的安全。

1. 有关规范

    《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ 113—2015中第9章详细给出了地板玻璃的应用技术要点。  2018 年 6 月,河北省发布了我国首部关于玻璃天桥和玻璃栈道的规范 DB 13(J) / T 264—2018《景区人行玻璃悬索桥与玻璃栈道技术标准》,规定桥面玻璃必须采用夹层玻璃,而玻璃的设计方法主要参照 JGJ 113—2015《建筑玻璃应用技术规程》。

2. 玻璃的选用

（1） 地板玻璃必须采用夹层玻璃，点支承地板玻璃必须采用钢化夹层玻璃。钢化玻璃必须进行均质处理。（JGJ113-2015强条 9.1.2）

（2）地板夹层玻璃的单片厚度相差不宜大于3mm，且夹层胶片厚度不应小于0.76mm。

（3）框支承地板玻璃单片厚度不宜小于8mm，点支承地板玻璃单片厚度不宜小于10mm。

（4）楼梯踏板玻璃表面应做防滑处理。

  (5)地板玻璃的孔、板边缘均应进行机械磨边和倒棱，磨边宜细磨，倒棱宽度不宜小于 1mm。

 

3. 结构及构造

（1）JGJ 113—2015 的应用对象是普通的建筑玻璃，所以其第9章为地板玻璃。但对于玻璃天桥和玻璃栈道而言,其安全等级要求更高,如果按照普通建筑玻璃的要求来设计,会带来一定的隐患。

（2）DB 13( J) / T 264—2018 中考虑的荷载主要为: 永久荷载、可变荷载、地震作用。 其中,永久荷载又 分为:结构重力、基础变位作用、土的重力、土侧压 力。 可变荷载分为:人群荷载、风荷载、雪荷载、温度 影响作用、施工荷载。DB 13(J) / T 264—2018 中对 考虑的桥中钢化夹层玻璃板所承受的荷载主要有自重、人群荷载、雪荷载、温度影响作用。 自重可以通过材料的密度和体积计算得出。 对于人群荷载 , 设计桥面板时可取3. 5 kN / m2 。 雪荷载的选取可参照 GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》。

 一般情况下,雪荷载不与人群荷载同时考虑,并且雪荷载小于人群荷载。 温度作用可以根据材料的线膨胀系数、固定方式等通过有限元计算得出。 对于悬索桥玻璃面板,最主要的荷载为自重和人群荷载。 玻璃栈道中钢化夹层玻璃的受力方式与玻璃悬索桥中玻璃的受力方式类似。

（3）玻璃板的固定方式会影响玻璃上的应力和挠度。 在玻璃幕墙中,玻璃板常用的固定方式有四边简支、点支承和夹持支承,其支撑体系一般分为刚性支撑和柔性支撑。柔性支撑体系一般采用不锈钢索进行 支撑。 目前已有很多景区采用索支撑桥面板达到晃 动的刺激性效果,但是对于玻璃天桥而言,该支撑方 式会带来非常大的安全隐患,不建议采用。 点支撑和夹持固定方式会造成玻璃板上的应力集中,因此建议采用四边简支的固定方式。

（4）JGJ 113—2015 规定了 四边简支玻璃板的挠度限值:玻璃板的挠度小于短边长 的 1 / 200。