CN111005325B - 一种钢桁梁桥竖曲线线形放样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢桁梁桥竖曲线线形放样方法，具体是利用下弦长度和与其相邻的腹杆长度为基础作三角形，然后分别以三角形两顶点为基准，以腹杆及相应上、下弦长度为半径分别作圆且两圆交点即为下一个三角形顶点，再以新的顶点为基础，以腹杆及相应上下弦长度为半径分别作圆，得到下一个三角形顶点，以此类推，直至得出钢桁梁上下弦完整线形。本发明操作简单，放样精确且效率高，能很好的利用设计图中所给的信息，不需要其他多余资料，放样的线形精度高，放样效果良好，不仅能为满足各种钢桁梁线形放样，也可为其钢桁拱桥线形放样提供参考。

Description

一种钢桁梁桥竖曲线线形放样方法

技术领域

本发明属桥梁钢构件加工制造领域，具体涉及一种钢桁梁桥竖曲线线形放样方法。

背景技术

钢桁梁桥以它跨越能力强、承载能力高和外形美观的独特优点，受到了众多桥梁建设者和社会各界重视。与钢箱梁相比钢桁梁预制构件较小，能够适应山区苛刻的运输条件，因此钢桁梁成为某些地区建桥方案的首选。为保证桥梁结构的安全性和行车的舒适性，钢桁梁桥都设置了向上的竖曲线，竖曲线是通过将弦杆、腹杆设置为不同的长度来实现。由于某些钢桁梁桥未对杆件长度和竖向线形进行放样复核，造成了竖向线形设置错误，给桥梁的使用安全性带来了极大安全隐患。因此，钢桁梁桥杆件加工制造之前，需通过设计图纸中杆件的长度验算钢桁梁桥的竖向曲线，故，开发一种对钢桁梁桥竖向线形进行快速而精确的放样方法就尤为关键。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，本发明提出了一种操作简单，放样精确且效率高，能很好的利用设计图中所给的信息，不需要其他多余资料，放样的线形精度高，放样效果良好，不仅能为满足各种钢桁梁线形放样，也可为其钢桁拱桥线形放样提供参考的一种钢桁梁桥竖曲线线形放样方法。

本发明的技术方案如下：

上述的钢桁梁桥竖曲线线形放样方法，具体是利用下弦长度和与其相邻的腹杆长度为基础作三角形，然后分别以三角形两顶点为基准，以腹杆及相应上、下弦长度为半径分别作圆且两圆交点即为下一个三角形顶点，再以新的顶点为基础，以腹杆及相应上下弦长度为半径分别作圆，得到下一个三角形顶点，以此类推，直至得出钢桁梁上下弦完整线形。

具体放样流程如下：

（1）熟悉图纸并了解钢桁梁基本尺寸与断面结构，掌握下弦杆长度、腹杆长度和上弦杆长度；

（2）以第一个下弦节间长度作直线，第一个腹杆长度与第二个腹杆长度为另两边做三角形（A1B1B2），三角形（A1B1B2）的上顶点（A1）即为第一个上弦杆节点位置，三角形（A1B1B2）的两个下顶点为下弦杆第一个和第二个节点位置；

（3）先以步骤（2）中的三角形的上顶点（A1）为圆心，上弦节点长度(A1A2)为半径作第一个圆；再以步骤（2）中的三角形的下弦杆第二个节点（B2）为圆心，以第三个腹杆(A2B2)长度为半径作第二个圆，第一个圆和第二个圆的交点即为下一上弦节点（A2）位置；

（4）用直线连接步骤（3）中得到的下一上弦节点（A2）与步骤（2）中的三角形（A1B1B2）顶点，用直线连接步骤（3）中得到的下一上弦节点（A2）与步骤（2）中的三角形（A1B1B2）的其中一个下顶点，构成新三角形（A1A2B2）；

（5）以步骤（4）中新三角形（A1A2B2）的下顶点（B2）为圆心，以新三角形的下弦节点长度（B2B3）为半径作第三个圆；然后以新三角形（A1A2B2）的上顶点(A2)为圆心，第四个腹杆长度（A2B3）为半径作第四个圆，第三个圆与第四个圆的交点即为下一下弦节点（B3）位置；

（6）用直线连接步骤（5）中得到的下一下弦节点（B3）与步骤（4）中的三角形（A1A2B2）其中一个顶点（A2），用直线连接步骤（5）中得到的下一下弦节点（B3）与步骤（4）中的三角形（A1A2B2）的B2，构成新三角形（A2B2B3）；

（7）重复步骤（3）~步骤（6），依次画出若干三角形；

（8）所有上顶点构成上弦节点，所有下顶点构成下弦节点，用直线连接第一个下弦节点与最后一个下弦节点，将第一个下弦节点与最后一个下弦节点之间的直线旋转至水平状态，所有上弦节点与下弦节点之间连线构成桁梁腹杆，所有下弦节点连线即为钢桁梁竖曲线线型。

有益效果：

本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法放样简单，尺寸关系明确，思路清楚，且能很好的利用设计图中所给的信息，不需要其他多余资料，放样的线形精度高，对于新手能快速掌握。本发明操作简单，放样精确，且效率高，经实践验证，效果良好，不仅能对复杂钢桁梁线形进行快速准确放样，同时也可为其它类型桥梁，比如钢桁拱桥线形的放样提供一定的借鉴经验。

本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法方便、实用、准确率高，保证了桥梁结构的安全性和行车的舒适性，钢桁梁桥都设置了向上的竖曲线， 根据钢桁梁桥弦杆、腹杆的不同长度通过“三角形”法对竖向曲线线形进行验算，通过验算后，方可按照设计图加工钢桁梁桥弦杆、腹杆，该方法保证桥梁结构的安全性和行车的舒适性，不仅能为满足各种钢桁梁线形放样，同时也可为其钢桁拱桥线形放样提供参考。

本发明主要是利用钢桁梁桥上弦杆节点间距、上下弦杆相邻节点间距（腹杆长度），作三角形，用三角形顶点画圆的方法（简称为“三角形”法），巧妙实现竖向曲线线形放样。

附图说明

图1为本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法的放样流程中步骤（1）的施工示意图。

图2为本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法的放样流程中步骤（2）的施工示意图。

图3为本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法的放样流程中步骤（3）的施工示意图。

图4为本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法的放样流程中步骤（4）的施工示意图。

图5为本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法的放样流程中步骤（5）的施工示意图。

图6为本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法的放样流程中步骤（6）的施工示意图。

图7和图8为本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法的放样流程中步骤（7）的施工示意图。

图9为本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法的放样流程中步骤（8）的施工示意图。

具体实施方式

桥梁成型后在自身重量、恒载载荷及其他可变载荷的作用下会发生竖向挠度，为平衡其挠度，在桥梁整体设计时，都会设置向上的竖曲线，以保证钢桁梁桥的稳定性及安全性。

钢桁梁桥桁架包括上弦杆1、下弦杆2、腹杆3等杆件；钢桁梁桥在制造加工前都会对杆件长度及竖向线型进行复核，因竖曲线是通过将弦杆、腹杆设置为不同的长度来实现，而本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法就是利用弦杆及腹杆长度为基础作三角形，进行竖向曲线放样，能够快速而精准的复核竖曲线线型。

本发明钢桁梁竖曲线线形放样方法是利用下弦长度和与其相邻的腹杆长度为基础作三角形，然后分别以三角形两顶点为基准，以腹杆及相应上、下弦长度为半径分别作圆且两圆交点即为下一个三角形顶点，再以新的顶点为基础，以腹杆及相应上下弦长度为半径分别作圆，得到下一个三角形顶点，以此类推，直至得出钢桁梁上下弦完整线形。

本发明钢桁梁竖曲线线形放样方法具体是：将钢桁梁桥的头一根下弦杆的节点长度作为底边并将与其相连接的两根腹杆的长度作为另外两边以构成一个三角形，然后以三角形的上顶点即上弦杆的节点为圆心并以上弦杆的长度为半径作一个圆，再以三角形一下顶点为圆心并以腹杆的长度为半径作另一个圆，两个圆的交点为下一上弦节点位置即新上弦节点；将新上弦节点与三角形的上顶点之间的连线、新上弦节点与三角形一下顶点之间的连线以及三角形一边一起构成新三角形；新三角形的顶边即为下一节间的上弦节点长度，新三角形其中一边即为下一腹杆长度；依照前述过程，直至找出最后一个下弦节点，用直线连接第一个下弦节点与最后一个下弦节点，旋转第一个下弦节点与最后一个下弦节点之间的连线至水平状态，所有上弦节点与下弦节点之间连线构成桁梁腹杆，所有下弦节点之间的连线即为钢桁梁竖曲线线型。

本发明钢桁梁桥竖曲线线形放样方法的放样流程为：

（1）熟悉图纸，了解钢桁梁基本尺寸与断面结构，掌握下弦杆长度、腹杆长度、上弦杆长度（由拱度引起伸长或缩短后的长度），钢桁梁整体结构见示意图1。

（2）以第一个下弦节间B1B2长度作直线，第一个腹杆（即腹杆A1B1）长度与第二个腹杆（即腹杆A1B2）长度为另两边，做三角形A1B1B2；三角形A1B1B2的顶点A1即为第一个上弦杆节点位置；三角形A1B1B2的下顶点B1和B2为下弦杆第一个、第二个节点位置；注意控制三角形两边与底边的角度及节点A1与直线B1B2，见示意图2。

（3）先以三角形A1B1B2的顶点A1为圆心，上弦节点A1A2长度（由拱度引起伸长或缩短后的长度）为半径作第一个圆；再以三角形A1B1B2的下弦杆第二个节点B2为圆心，第三个腹杆（即腹杆A2B2）长度为半径作第二个圆；第一个圆和第二个圆的交点即为下一上弦节点A2位置，见示意图3。

（4）用直线连接A1A2和B2A2，构成新的三角形A1A2B2，见示意图4。

（5）以步骤（4）中新的三角形A1A2B2的下顶点B2为圆心，下弦节点B2B3长度为半径作圆；然后以新的三角形A1A2B2的上顶点A2为圆心，第四个腹杆长度（即腹杆A2B3）为半径作圆，两圆的交点即为下一下弦节点B3的位置，见示意图5。

（6）用直线连接B2B3和A2B3，构成新的三角形A2B2B3，见示意图6。

（7）重复步骤（3）~步骤（6），依次划出三角形A2A3B3、A3B3B4……Ai+1BiBi+1，见示意图7和示意图8。

（8）线形图中所有节点Ai构成上弦节点、所有Bi节点构成下弦节点，用直线连接下弦节点B1及Bi+1，旋转使直线B1Bi+1水平状态；所有AiBi及AiBi+1构成桁梁腹杆，见示意图9；所有下弦节点Bi连线即为钢桁梁竖曲线线型，见示意图9。

本发明操作简单，放样精确，速度快，适用性强，省去了通过建模来实现钢桁梁竖向曲线线形准确放样的过程，极大的缩短设计图审查的时间，且能够广泛应用，同时也为其它结构类型桥竖向曲线线形放样提供了参考。

Claims (1)

1.一种钢桁梁桥竖曲线线形放样方法，其特征在于，具体是利用下弦长度和与其相邻的腹杆长度为基础作三角形，然后分别以三角形两顶点为基准，以腹杆及相应上、下弦长度为半径分别作圆且两圆交点即为下一个三角形顶点，再以新的顶点为基础，以腹杆及相应上下弦长度为半径分别作圆，得到下一个三角形顶点，以此类推，直至得出钢桁梁上下弦完整线形;

具体放样流程如下：

（1）熟悉图纸并了解钢桁梁基本尺寸与断面结构，掌握下弦杆长度、腹杆长度和上弦杆长度；

（2）以第一个下弦节间长度作直线，第一个腹杆长度与第二个腹杆长度为另两边做三角形（A1B1B2），三角形（A1B1B2）的上顶点（A1）即为第一个上弦杆节点位置，三角形（A1B1B2）的两个下顶点为下弦杆第一个和第二个节点位置；

（3）先以步骤（2）中的三角形的上顶点（A1）为圆心，上弦节点长度(A1A2)为半径作第一个圆；再以步骤（2）中的三角形的下弦杆第二个节点（B2）为圆心，以第三个腹杆(A2B2)长度为半径作第二个圆，第一个圆和第二个圆的交点即为下一上弦节点（A2）位置；

（4）用直线连接步骤（3）中得到的下一上弦节点（A2）与步骤（2）中的三角形（A1B1B2）顶点，用直线连接步骤（3）中得到的下一上弦节点（A2）与步骤（2）中的三角形（A1B1B2）的其中一个下顶点，构成新三角形（A1A2B2）；

（5）以步骤（4）中新三角形（A1A2B2）的下顶点（B2）为圆心，以新三角形的下弦节点长度（B2B3）为半径作第三个圆；然后以新三角形（A1A2B2）的上顶点(A2)为圆心，第四个腹杆长度（A2B3）为半径作第四个圆，第三个圆与第四个圆的交点即为下一下弦节点（B3）位置；

（6）用直线连接步骤（5）中得到的下一下弦节点（B3）与步骤（4）中的三角形（A1A2B2）其中一个顶点（A2），用直线连接步骤（5）中得到的下一下弦节点（B3）与步骤（4）中的三角形（A1A2B2）的B2，构成新三角形（A2B2B3）；

（7）重复步骤（3）~步骤（6），依次画出若干三角形；

（8）所有上顶点构成上弦节点，所有下顶点构成下弦节点，用直线连接第一个下弦节点与最后一个下弦节点，将第一个下弦节点与最后一个下弦节点之间的直线旋转至水平状态，所有上弦节点与下弦节点之间连线构成桁梁腹杆，所有下弦节点连线即为钢桁梁竖曲线线型。

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