CN106351110A - 一种上承式折叠桁架桥结构 - Google Patents

一种上承式折叠桁架桥结构 Download PDF

Info

Publication number
CN106351110A
CN106351110A CN201611011601.8A CN201611011601A CN106351110A CN 106351110 A CN106351110 A CN 106351110A CN 201611011601 A CN201611011601 A CN 201611011601A CN 106351110 A CN106351110 A CN 106351110A
Authority
CN
China
Prior art keywords
common edge
triangular plate
angle
unit
folded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611011601.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106351110B (zh
Inventor
蔡建国
王馨玉
冯健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201611011601.8A priority Critical patent/CN106351110B/zh
Publication of CN106351110A publication Critical patent/CN106351110A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106351110B publication Critical patent/CN106351110B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D6/00—Truss-type bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D15/00—Movable or portable bridges; Floating bridges
    • E01D15/10—Travelling bridges, i.e. roller bridges; Sliding bridges; Rotary cylinder bridges, i.e. rotating about longitudinal axis to invert and raise the road

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

本发明公开了一种上承式折叠桁架桥结构，由支撑结构以及位于支撑结构上的面板结构组成，支撑结构为折叠桁架，该折叠桁架包括两榀折叠桁架单元、连接两榀折叠桁架单元之间的横梁以及将每榀折叠桁架单元进行折叠和展开的拉索；中间跨桥面板由六个三角形板组成且展开后为矩形，中间跨桥面板通过四个角与所述矩形安装区的四个上弦节点铰接。本发明的有益效果是，本发明的折叠穹顶机构为单自由度体系，减小了驱动装置的数量；另外，由于本发明构成的构件数远少于一般的折叠结构，因此给人们一种简洁明快的效果，克服了结构感观上杆件繁多凌乱的缺点；其便于移动和搬迁，可重复使用，且构造合理、设计和施工简单，特别适合中小跨度的桥梁。

Description

一种上承式折叠桁架桥结构
技术领域
本发明涉及一种上承式折叠桁架结构,尤其是一种上承式折叠桁架桥结构。
背景技术
自上世纪60年代西班牙建筑师Pinero首先成功地将可展结构的概念应用于“可移动剧院”的设计，可开启式屋盖在大跨度空间结构中的应用得以迅速增加。另一方面，随着人们探索外太空步伐的加快，可展结构受到了广泛的关注，相关研究成果已应用到空间的太阳能帆板、卫星天线中。而当前应用最为广泛的主要是基于剪式单元（scissor likeelement）的可展结构。从几何学角度来考虑，这类可展结构的基本原理是每对连杆通过一个柱铰相连，每对连杆仅能绕垂直与该对连杆所在平面的轴线作相对转动，而其它自由度完全受到了限制；同时剪式单元间的连接是通过单元端部节点铰接实现。剪式单元相连组成折叠桁架。
现有的可动结构，其几何形状大多只考虑“开始”和“结束”两个状态，也即折叠状态和展开状态。这两个状态之间的转换方式大致为：水平移动式、水平旋转移动式、空间移动式、中枢轴转动式、折叠移动式和组合移动式等。但是这些可开启式屋盖结构只有平动或者转动的能力，事实上整个屋盖结构的外形并没有改变。所以这些可动结构并不是真正意义上的几何可变结构。
可展结构的展开通常是利用剪式单元杆件间的相对转动来实现的，其具有工期短、易搬迁和可重复利用等优点，已引起了现代工程师的极大兴趣。但因节点涉及复杂，刚度差等原因其在大跨结构中使用较少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，而提供一种连接节点少且结构刚度好的上承式折叠桁架桥结构。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案:
一种上承式折叠桁架桥结构，由支撑结构以及位于支撑结构上的面板结构组成，其特征在于：所述支撑结构为折叠桁架，该折叠桁架包括两榀折叠桁架单元、连接两榀折叠桁架单元之间的横梁以及将每榀折叠桁架单元进行折叠和展开的拉索；每榀折叠桁架单元由若干剪式单元在架桥结构跨度方向相连组成，在所述桥架结构上部具有由所述剪式单元相铰接形成的上弦节点，在所述桥架结构下部具有由所述剪式单元相铰接形成的下弦节点；所述剪式单元包括中跨剪式单元和边跨剪式单元；所述中跨剪式单元由两根长度相等直杆在各自中点处销接而成；所述边跨剪式单元由长度不等直杆销接而成；一榀折叠桁架单元上两个相邻的上弦节点与另一榀折叠桁架单元相应位置上两个相邻的上弦节点成一矩形安装区；所述面板结构包括中间跨桥面板单元和边跨桥面板单元；所述中间跨桥面板由六个三角形板组成且展开后为矩形，所述中间跨桥面板通过四个角与所述矩形安装区的四个上弦节点铰接；所述六个三角形板两两共线并相交于一顶点，按照逆时针分别为第一三角形板、第二三角形板、第三三角形板、第四三角形板、第五三角形板和第六三角形板，他们之间的公共边分别为第一公共边、第二公共边、第三公共边、第四公共边、第五公共边和第六公共边；在运动过程中，第一三角形板、第六三角形板、第五三角形板和第二三角形板、第三三角形板、第四三角形板是关于第一公共边和第四公共边形成的平面对称的；所述第二公共边、第三公共边、第五公共边和第六公共边为峰线，第一公共边和第四公共边为谷线；相邻的三角形板沿着峰线向外折叠，沿着谷线向内折叠；所述向外折叠是指相邻的三角形板的外法线之间的夹角变大，向内折叠是指相邻的三角形板的外法线之间的夹角变小。
所述第一三角形板在第一公共边两侧的边线与第一公共边的夹角分别为第一夹角和第二夹角；在第四公共边两侧的边线与第四公共边的夹角分别为第三夹角和第四夹角；第一夹角和第四夹角相等且均为90°，第二夹角与第三夹角为相等。
直杆为平面杆或空间结构的杆件。
本发明的有益效果是，在开合过程中，机构之间是运动相容的，不会产生额外的内力，其受力性能优越；而且本发明的折叠桁架为单自由度体系，减小了驱动装置的数量；另外，由于本发明构成的构件数远少于一般的折叠结构，因此给人们一种简洁明快的效果，克服了结构感观上杆件繁多凌乱的缺点；其便于移动和搬迁，可重复使用，且构造合理、设计和施工简单，特别适合中小跨度的桥梁。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明：
图1是剪式单元的结构示意图；
图2是一榀折叠桁架单元的结构示意图；
图3是中间跨桥面板单元的结构完全展开示意图；
图4是中间跨桥面板单元的结构半展开示意图；
图5是布索的两榀折叠桁架的结构示意图；
图6是整体结构展开的结构示意图；
图7是整体结构半展开的结构示意图。
具体实施方式
下面参照说明书附图，对本发明作出更为详细的说明：
结构跨中的剪式单元1如图1所示，一个剪式单元由两根直杆21和22在两杆中点处销接而成，结构边跨位置处的剪式单元1中为了满足上桥坡度21和22长度不等；结构中间跨剪式单元1两根直杆21和22长度相等且在杆中点处销接。如图2，剪式单元1在结构长度方向相连组成一榀折叠桁架单元4。
结构展开拉索3拉紧，布索的折叠桁架如图4所示。
刚性桥面板5由中间跨桥面板单元7和边跨桥面板单元6组成相连组成。其中中间跨桥面板单元7可折叠，边跨桥面板单元6（如图5、6）不可折叠。中间跨桥面板单元7布置在两榀折叠桁架单元4上。中间跨刚性桥面板单元完全展开如图3所示，半展开如图4所示。每个刚性桥面板单元由六个三角形板7组成且展开后为矩形，六个三角形板两两共线并相交于一顶点，按照逆时针分别为第一三角形板71、第二三角形板72、第三三角形板73、第四三角形板74、第五三角形板75和第六三角形板76，他们之间的公共边分别为第一公共边77、第二公共边78、第三公共边79、第四公共边710、第五公共边711和第六公共边712；在运动过程中，第一三角形板71、第六三角形板76、第五三角形板75和第二三角形板72、第三三角形板73、第四三角形板74是关于第一公共边77和第四公共边710形成的平面对称的。第二公共边78、第三公共边79、第五公共边711和第六公共边712为峰线，第一公共边77和第四公共边710为谷线，相邻的三角形板沿着峰线向外折叠，沿着谷线向内折叠，向外折叠是指相邻的三角形板的外法线之间的夹角变大，向内折叠是指相邻的三角形板的外法线之间的夹角变小。第一三角形板71在第一公共边77两侧的边线与第一公共边77的夹角分别为第一夹角713和第二夹角714；在第四公共边710两侧的边线与第四公共边710的夹角分别为第三夹角715和第四夹角716；第一夹角713和第四夹角716相等且均为90°，第二夹角714与第三夹角715为相等。
每个中间跨刚性桥面板单元7外侧的四个节点717~720与下面的折叠桁架4上弦四个节点41~44（如图5所示）铰接。运动过程中，结构可沿跨度方向展开和收缩，整体结构结构展开时如图6所示。一榀折叠桁架单元4上下缘布置拉索，展开时拉索3拉紧且固定在边跨处，收缩时拉索3松弛（如图7）。横梁8布置在上弦增强结构刚度。整体单自由度运动。

Claims (3)

1.一种上承式折叠桁架桥结构，由支撑结构以及位于支撑结构上的面板结构组成，其特征在于：所述支撑结构为折叠桁架，该折叠桁架包括两榀折叠桁架单元、连接两榀折叠桁架单元之间的横梁以及将每榀折叠桁架单元进行折叠和展开的拉索；每榀折叠桁架单元由若干剪式单元在架桥结构跨度方向相连组成，在所述桥架结构上部具有由所述剪式单元相铰接形成的上弦节点，在所述桥架结构下部具有由所述剪式单元相铰接形成的下弦节点；所述剪式单元包括中跨剪式单元和边跨剪式单元；所述中跨剪式单元由两根长度相等直杆在各自中点处销接而成；所述边跨剪式单元由长度不等直杆销接而成；一榀折叠桁架单元上两个相邻的上弦节点与另一榀折叠桁架单元相应位置上两个相邻的上弦节点成一矩形安装区；所述面板结构包括中间跨桥面板单元和边跨桥面板单元；所述中间跨桥面板由六个三角形板组成且展开后为矩形，所述中间跨桥面板通过四个角与所述矩形安装区的四个上弦节点铰接；所述六个三角形板两两共线并相交于一顶点，按照逆时针分别为第一三角形板、第二三角形板、第三三角形板、第四三角形板、第五三角形板和第六三角形板，他们之间的公共边分别为第一公共边、第二公共边、第三公共边、第四公共边、第五公共边和第六公共边；在运动过程中，第一三角形板、第六三角形板、第五三角形板和第二三角形板、第三三角形板、第四三角形板是关于第一公共边和第四公共边形成的平面对称的；所述第二公共边、第三公共边、第五公共边和第六公共边为峰线，第一公共边和第四公共边为谷线；相邻的三角形板沿着峰线向外折叠，沿着谷线向内折叠；所述向外折叠是指相邻的三角形板的外法线之间的夹角变大，向内折叠是指相邻的三角形板的外法线之间的夹角变小。
2.根据权利要求1所述的上承式折叠桁架桥结构，其特征在于：所述第一三角形板在第一公共边两侧的边线与第一公共边的夹角分别为第一夹角和第二夹角；在第四公共边两侧的边线与第四公共边的夹角分别为第三夹角和第四夹角；第一夹角和第四夹角相等且均为90°，第二夹角与第三夹角为相等。
3.根据权利要求1所述的上承式折叠桁架桥结构，其特征在于：直杆为平面杆或空间结构的杆件。
CN201611011601.8A 2016-11-15 2016-11-15 一种上承式折叠桁架桥结构 Active CN106351110B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611011601.8A CN106351110B (zh) 2016-11-15 2016-11-15 一种上承式折叠桁架桥结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611011601.8A CN106351110B (zh) 2016-11-15 2016-11-15 一种上承式折叠桁架桥结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106351110A true CN106351110A (zh) 2017-01-25
CN106351110B CN106351110B (zh) 2018-03-16

Family

ID=57862149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611011601.8A Active CN106351110B (zh) 2016-11-15 2016-11-15 一种上承式折叠桁架桥结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106351110B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107217582A (zh) * 2017-06-16 2017-09-29 东南大学 基于剪式铰单元的快速可展拱桥

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1206407A1 (ru) * 1984-05-03 1986-01-23 Всесоюзный Институт По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" Складной навес
CN102605891A (zh) * 2012-03-08 2012-07-25 东南大学 具有高阶曲线外形的可动桁架
CN202577710U (zh) * 2012-03-08 2012-12-05 东南大学 基于折杆剪式单元的可动结构
US20130145717A1 (en) * 2009-04-23 2013-06-13 Donald V. Merrifield Deployable truss with integral folding panels
CN103835220A (zh) * 2014-03-06 2014-06-04 南京工业大学 一种快速可展式预应力钢桥
CN204417994U (zh) * 2015-01-08 2015-06-24 吴新燕 可折叠展开轻型桥
CN105862563A (zh) * 2016-04-15 2016-08-17 同济大学 一种可展拱式桥梁
CN105934548A (zh) * 2013-11-28 2016-09-07 英戈尼股份有限公司 可动的横穿工程作品

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1206407A1 (ru) * 1984-05-03 1986-01-23 Всесоюзный Институт По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" Складной навес
US20130145717A1 (en) * 2009-04-23 2013-06-13 Donald V. Merrifield Deployable truss with integral folding panels
CN102605891A (zh) * 2012-03-08 2012-07-25 东南大学 具有高阶曲线外形的可动桁架
CN202577710U (zh) * 2012-03-08 2012-12-05 东南大学 基于折杆剪式单元的可动结构
CN105934548A (zh) * 2013-11-28 2016-09-07 英戈尼股份有限公司 可动的横穿工程作品
CN103835220A (zh) * 2014-03-06 2014-06-04 南京工业大学 一种快速可展式预应力钢桥
CN204417994U (zh) * 2015-01-08 2015-06-24 吴新燕 可折叠展开轻型桥
CN105862563A (zh) * 2016-04-15 2016-08-17 同济大学 一种可展拱式桥梁

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107217582A (zh) * 2017-06-16 2017-09-29 东南大学 基于剪式铰单元的快速可展拱桥
CN107217582B (zh) * 2017-06-16 2019-01-29 东南大学 基于剪式铰单元的快速可展拱桥

Also Published As

Publication number Publication date
CN106351110B (zh) 2018-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6253498B1 (en) Self-contained, modular building systems
US4539786A (en) Biaxial scissors fold, post tensioned structure
CN106498839B (zh) 一种双向折叠桁架桥结构
CN108649318A (zh) 一种基于刚性剪叉机构的空间三棱台可展机构
CN102605892B (zh) 基于折杆剪式单元的可动结构
CN105863061B (zh) 一种具有刚性压杆的可折叠柱面索膜结构
CN106702878B (zh) 一种双向折叠桁架拱桥结构
CN209667394U (zh) 一种大空间可展机构
CN102704608B (zh) 径向开合屋盖结构
CN106450649A (zh) 一种h构型星载天线可展机构
CN106284804B (zh) 一种具有六块刚性板折叠单元的可展开柱面网壳结构
CN106758755B (zh) 一种下承式折叠桁架桥结构
CN106284803B (zh) 一种具有四块刚性板折叠单元的可展开柱面网壳结构
CN106351110A (zh) 一种上承式折叠桁架桥结构
CN103835220B (zh) 一种快速可展式预应力钢桥
CN104947840A (zh) 一种预应力索撑可展网架结构
CN202577710U (zh) 基于折杆剪式单元的可动结构
CN106337523B (zh) 一种具有折叠刚性屋面板的可展开柱面网壳结构
CN106351109B (zh) 一种折叠式拱桥结构
CN106320160B (zh) 一种可展拱桥结构
CN102605888A (zh) 具有四个自由度的桁架结构
CN105888071B (zh) 一种具有刚性撑杆的可折叠柱面膜结构
JP2003227249A (ja) 折り畳み式テント
JPH0861594A (ja) 展開骨組み構造
JPH11293776A (ja) 展開型骨組構造体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant