CN100562631C - 球网壳组合结构 - Google Patents

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Abstract

球网壳组合结构属于桥梁结构；由上弦杆组成的上层球面和由下弦杆组成的下层球面，以及由顶弦杆构成的顶层球面为同心球体的三个不同球径处的三个球面，其上层球面位于下层球面上方，由腹杆连接构成双层球网壳；在双层球网壳的上层球面上方配置安装顶层球面，由腹杆连接组成三层球网壳；在上层球面每个六边形网格内相对上节点之间连接钢筋，下模板配装在上层球面下部上；本结构各杆件受力合理，可实现大跨度桥梁建设，引桥短，无需在水中设置桥墩，具有跨度大、施工作业量小、施工难度低、造价低廉、桥下通行高度大的特点。

Description

球网壳组合结构
技术领域
本发明创造属于桥梁结构，主要涉及一种大跨度同心球面网壳结构桥。
背景技术
目前，在桥梁施工建设中普遍采用梁桥、拱桥、斜拉桥和索桥。由于桥梁结构设计中受力问题难以解决，梁桥、拱桥和斜拉桥只能在桥墩支撑配合下完成设计建设，不仅跨度小，而且桥墩的施工，尤其水中施工非常困难，施工工艺复杂，建设成本大幅提高；索桥的跨度比梁桥、拱桥、斜拉桥要大，但由于索桥两端桥塔塔高与桥长成正比，所以索桥桥长也不宜过大。
发明内容
本发明创造的目的就是针对上述已有技术存在的问题，设计提供一种新型的球网壳组合结构，通过准确的成球计算，再经力学分析，确定采用同心球体的二个不同球径处球面构成双层球网壳结构或者采用同心球体的三个不同球径处球面构成三层球网壳结构做为桥架，使桥跨度正比于球体直径，达到桥架受力合理、强度好、刚度大、跨度大、施工简单、建桥成本低廉的目的。
本发明创造的基本设计是，由上弦杆组装构成的六边形网格状上层面和由下弦杆组装构成的六边形网格状下层面整体均呈球面状，且上层球面和下层球面为同心球体的两个不同球径R2和R1处的两层球面，上层球面位于下层球面上方；上层球面的上弦杆之间通过上节点插装连接，下层球面的下弦杆之间通过下节点插装连接，腹杆的上、下端分别与上节点和下节点连接，构成双层球网壳。在由上弦杆构成的六边形网格状上层球面上方配置安装由顶弦杆组装构成的六边形网格状顶层球面，该顶层球面与上层球面、下层球面为同心球体的三个不同球径R3与R2、R1处的三层球面；顶弦杆之间通过顶节点连接，腹杆的上、下端分别将顶弦杆的顶节点与上弦杆的上节点和上弦杆的上节点与下弦杆的下节点连接，构成三层球网壳，至此构成球网壳组合结构。
本发明创造的整体同心球面状网壳结构保证了桥架顶层、上层、下层面的顶弦杆、上弦杆、下弦杆及连接的腹杆受力合理，满足了双层球网壳桥200-5000米跨度、三层球网壳桥10公里以上大跨度建设要求，不仅引桥短，而且无需在江河湖海的水域中设置建设桥墩，大幅度减少施工作业量，降低了施工难度，省工省时省力，造价低廉，桥下通航高度大，本球网壳结构也可用于大跨度的建筑物物顶，适用性广。
附图说明
图1是双层的球网壳组合结构示意图；
图2是图1中A-A剖面图；
图3是三层的球网壳结构示意图；
图4是图3中B-B剖面图；
图5是图3中由顶弦杆构成的顶层球面俯视图；
图6是图1或图3中由上弦杆构成的上层球面俯视图；
图7是图1或图3中由下弦杆构成的下层球面俯视图；
图8是图1或图3中上层球面的六边形网格结构及与下模板配置关系示意图；
图9是图1中双层球网壳上节点的连接件主视图；
图10是图9的俯向视图；
图11是图1中双层球网壳下节点的连接件、或者图3中三层球网壳上节点连接件、下节点连接件主视图；
图12是图11俯向视图；
图13是图3中三层球网壳顶节点的连接件结构图；
图14是图13的俯向视图。
图中件号说明：
1、上弦杆、2、下弦杆、3、下节点、4、上节点、5、腹杆、6、顶弦杆、7、顶节点、8、钢筋、9、下模板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造最佳实施方案进行详细描述。一种球网壳组合结构，由上弦杆1组装构成的六边形网格状上层面和由下弦杆2组装构成的六边形网格状下层面整体均呈球面状，且上层球面和下层球面为同心球体的两个不同球径R2和R1处的两层球面，上层球面位于下层球面上方；上层球面的上弦杆1之间通过上节点4插装连接，下层球面的下弦杆2之间通过下节点3插装连接，腹杆5的上、下端分别与上节点4和下节点3连接，构成双层球网壳。在由上弦杆1构成的六边形网格状上层球面上方配置安装由顶弦杆6组装构成的六边形网格状顶层球面，该顶层球面与上层球面、下层球面为同心球体的三个不同球径R3与R2、R1处的三层球面；顶弦杆6之间通过顶节点7连接，腹杆5的上、下端分别将顶弦杆6的顶节点7与上弦杆1的上节点4和上弦杆1的上节点4与下弦杆2的下节点3连接，构成三层球网壳。在由上弦杆1构成的六边形网格状上层球面每个六边形网格内相对上节点4之间连接钢筋8，下模板9配置安装在上层球面下部上。
施工建设时，以钢管做为上弦杆1、下弦杆2、腹杆5和顶弦杆6选材，与上节点4、下节点3和顶节点7的连接件连接，拼装成双层或三层球网壳结构桥架，桥架跨度两端部与桥墩连接；在上弦杆1构成的六边形网格状上层球面与下模板9构成的模腔内灌注混凝土，形成钢筋混凝土固定板层，即成为完整的球网壳组合结构桥架。

Claims (3)

1、一种球网壳组合结构，其特征在于由上弦杆(1)组装构成的六边形网格状上层面和由下弦杆(2)组装构成的六边形网格状下层面整体均呈球面状，且上层球面和下层球面为同心球体的两个不同球径R2和R1处的两层球面，上层球面位于下层球面上方；上层球面的上弦杆(1)之间通过上节点(4)插装连接，下层球面的下弦杆(2)之间通过下节点(3)插装连接，腹杆(5)的上、下端分别与上节点(4)和下节点(3)连接，构成双层球网壳。
2、根据权利要求1所述的球网壳组合结构，其特征在于在由上弦杆(1)构成的六边形网格状上层球面上方配置安装由顶弦杆(6)组装构成的六边形网格状顶层球面，该顶层球面与上层球面、下层球面为同心球体的三个不同球径R3与R2、R1处的三层球面；顶弦杆(6)之间通过顶节点(7)连接，腹杆(5)的上、下端分别将顶弦杆(6)的顶节点(7)与上弦杆(1)的上节点(4)连接，构成三层球网壳。
3、根据权利要求1或2所述的球网壳组合结构，其特征在于在由上弦杆(1)构成的六边形网格状上层球面每个六边形网格内相对上节点(4)之间连接钢筋(8)，下模板(9)配置安装在上层球面下部上。
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