CN113356149A - 一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，所述的上弦型钢(2)位于所述的下弦钢拉索(3)上方；两根所述的下弦钢拉索(3)之间设置有水平钢腹杆(5)，单根呈圆弧形的所述的上弦型钢(2)与两根所述的下弦钢拉索(3)之间设置有呈人字形钢腹杆(4)，所述的上弦型钢(2)、下弦钢拉索(3)、人字形钢腹杆(4)与水平钢腹杆(5)之间围成三角形；所述的上弦型钢(2)下端固定有支撑结构(c)，所述的支撑结构(c)另一端固定在渠底，它克服了现有技术中结构无法满足现有的渠道大跨度要求的缺点，具有各个部件运输方便，在现场便可装配，具有良好的市场价值的优点。

Description

一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构

技术领域

本发明涉及到输水渠道的技术领域，更加具体地是一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构。

背景技术

现有输水渠道，在输水的过程中会产生大量的蒸发，造成水资源浪费；在与大气接触过程中会受到粉尘等颗粒物的污染，使得水质变差。

对于国内外已建成输水工程，均可考虑在渠道上方架设钢结构平台，以平台为基础，实施渠道内水质治理以及渠道可再生能源开发等多种功能。

但是，在已建成并长期有水流的渠道中设置平台，存在以下问题：目前已建成大型输水工程，输水渠道在宽度方向呈现跨度大的特点。常规的结构无法满足工程使用要求。

输水渠道内设置钢结构平台面临的渠道跨度大、支撑难、不易安装等问题。

因此，急需一种结构来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构。

本发明的目的是通过如下技术方案来实施的：一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，它设置在渠道上方，还包括设置在渠道上方的横向结构和固定在渠道岸坡两侧上的纵向结构,所述的横向结构和纵向结构均有若干个，若干个所述的横向结构间隔布置在渠道上方，每侧所述的纵向结构间隔布置渠道岸坡上，所述的横向结构位于两侧所述的纵向结构之间；

所述的横向结构包括上弦型钢、下弦钢拉索、人字形钢腹杆、水平钢腹杆和支撑结构；

所述的上弦型钢位于所述的下弦钢拉索上方；两根所述的下弦钢拉索之间设置有水平钢腹杆；

单根呈圆弧形的所述的上弦型钢与两根所述的下弦钢拉索之间设置有呈人字形钢腹杆，所述的上弦型钢、人字形钢腹杆与水平钢腹杆之间围成三角形；

所述的上弦型钢下端设置有支撑结构，所述的支撑结构另一端固定在渠底。

在上述技术方案中：所述的纵向结构包括立柱和钢梁；沿渠道岸坡的两侧等间距安装若干个所述的立柱，位于同一侧相邻的两个所述的立柱之间安装有钢梁。

在上述技术方案中：所述的支撑结构至少有一个，每个所述的支撑结构包括预制混凝土环形柱和预制混凝土基础，所述的预制混凝土环形柱的顶端与所述的上弦型钢固定，底端设置有预制混凝土基础，所述的预制混凝土基础放置在渠底的中间或两侧。

在上述技术方案中：所述的上弦型钢采用钢管制作而成，位于岸坡上两端的所述的上弦型钢与所述的立柱固定，位于渠底上方设置的所述的上弦型钢与预制混凝土环形柱固定。

在上述技术方案中：所述的下弦钢拉索采用高强度钢筋、钢绞线或钢丝绳制作而成，对称布置的两个所述的下弦钢拉索之间围成的形状为梭形，位于岸坡上两端的所述的下弦钢拉索与所述的立柱固定，位于渠底上方设置的所述的下弦钢拉索)与预制混凝土环形柱固定。

在上述技术方案中：所述的人字形钢腹杆和水平钢腹杆均有若干个，每个所述的人字形钢腹杆均安装在所述的上弦型钢和两根所述的下弦钢拉索之间，每个所述的水平钢腹杆均安装在两根所述的下弦钢拉索之间。

在上述技术方案中：所述的上弦型钢长度在30米-80米之间。

本发明具有如下优点：1、本发明中的上弦型钢采用钢管制成，下弦钢拉索采用高强度钢筋、钢绞线或钢丝绳制成，上弦型钢和下弦钢拉索长度在30米-80米之间，解决了钢结构平台在面临渠道跨度较大的问题。

2、本发明中的所述的上弦型钢、人字形钢腹杆与水平钢腹杆之间围成三角形，达到一种稳定的自平衡体系，整体受力合理。

3、本发明的各个部件均可在工厂制作而成，整体制造方便，由于由各个部件运输方便，在现场便可装配，具有良好的市场价值，值得推广。

4、本发明可在所述的上弦型钢、人字形钢腹杆与水平钢腹杆之间围成三角形内布置光伏电板，光伏电板可吸收太阳能进行发电，产生一定的经济效益。

5、本发明的支撑结构可为上部设置的横向结构提供多个支点，使整体结构受力更加均匀和稳定，同时上弦型钢整体呈流线型，流线型的外观整体美丽，具有良好的视觉效果。

附图说明

图1为现有的渠道的结构布置图。

图2为本发明多跨时的结构布置图。

图3为本发明单跨时的俯视图。

图4为本发明单跨时剖视图。

图5为本发明中三角结构的布置图。

图中：横向结构a、纵向结构b、立柱1、上弦型钢2、下弦钢拉索3、人字形钢腹杆4、水平钢腹杆5、钢梁6、预制混凝土环形柱7、预制混凝土基础8、原有地面A、道路B、河渠C、渠底D。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5所示：一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，它设置在渠道上方，还包括设置在渠道上方的横向结构a和固定在渠道岸坡两侧上的纵向结构b,所述的横向结构a和纵向结构b均有若干个，若干个所述的横向结构a间隔布置在渠道上方，每侧所述的纵向结构b间隔布置渠道岸坡上，所述的横向结构a位于两侧所述的纵向结构b之间；

所述的横向结构a包括上弦型钢2、下弦钢拉索3、人字形钢腹杆4、水平钢腹杆5和支撑结构c；

所述的上弦型钢2位于所述的下弦钢拉索3上方；两根所述的下弦钢拉索3之间设置有水平钢腹杆5；

单根呈圆弧形的所述的上弦型钢2与两根所述的下弦钢拉索3之间设置有呈人字形钢腹杆4，所述的上弦型钢2、人字形钢腹杆4与水平钢腹杆5之间围成三角形；

所述的上弦型钢2下端设置有支撑结构c，所述的支撑结构c另一端固定在渠底。

上弦型钢2：上弦型钢2采用钢管，上弦型钢2上方可以布置檩条，檩条上方可以布置光伏板；下弦钢拉索3：下弦钢拉索3采用钢管，作用主要是承受上部荷载产生的拉力；人字形钢腹杆4：人字形钢腹杆4用于连接上弦型钢2和下弦钢拉索3；水平钢腹杆5：水平钢腹杆5用于连接两道互相平行的上弦型钢2；钢梁6采用钢梁或钢桁架：钢梁6用于连接纵向的立柱1。

所述的横向结构a和纵向结构b组成空间结构。横向结构a的上弦型钢2承受轴向压力和弯矩，下弦钢拉索3承受轴向拉力，上弦型钢2一个受压、下弦钢拉索3受拉将横向结构a之间的力整体进行均匀分布在上弦型钢2和下弦钢拉索3上，即上弦型钢2和下弦钢拉索3之间取长补短，压弯构件和抗拉构件之间协同工作，成为受力合理、制造运输方便、现场装配式的自平衡体系，是具有良好应用价值的平台结构。

相比常规的钢桁架结构，该索桁架结构是一种刚柔并济的结构型式，上弦型钢2的刚度大，可以承受屋面板或光伏板等竖向荷载，下弦钢拉索3相对较柔，通过人字形钢腹杆4给上弦型钢2提供弹性支撑。既保证了一定的结构刚度，又节约了钢材用量。

所述的纵向结构b包括立柱1和钢梁6；沿渠道岸坡的两侧等间距安装若干个所述的立柱1，位于同一侧相邻的两个所述的立柱1之间安装有钢梁6。立柱1采用钢结构或钢筋混凝土结构制作而成，钢梁6通常采用钢管制作而成，常规的相邻立柱1之间的间距为6米-9米之间，此间距是经过大量计算所得，立柱1之间的间距为最经济的间距，在此间距上进行上弦型钢2和下弦钢拉索3的布置、立柱1和钢梁6的布置，均为最优间距，既能达到工程需求，又能减少工程成本。

立柱1和钢梁6之间采用铰接方式连接，立柱1固定在钢筋混凝土独立基础或者桩基础上。所述的支撑结构c至少有一个，每个所述的支撑结构c包括预制混凝土环形柱7和预制混凝土基础8，所述的预制混凝土环形柱7的顶端与所述的上弦型钢2固定，底端设置有预制混凝土基础8，所述的预制混凝土基础8放置在渠底的中间或两侧。

当支撑结构c有两个时，支撑结构c位于渠底的两侧边缘，两个预制混凝土环形柱7分别放置在渠道底部的边缘位置，对应布置在预制混凝土环形柱7底部的预制混凝土基础8也布置在渠道底部的边缘位置；

每个所述的预制混凝土环形柱7的顶端均与上弦型钢2固定，位于渠道上方相邻的两个上弦型钢2弯折呈弧形。

当支撑结构c有一个时，支撑结构c位于渠底的正中间，同理，预制混凝土环形柱7的顶端与上弦型钢2固定，预制混凝土基础8放置在渠道正中间。

预制混凝土环形柱7的优点：渠道内设置预制混凝土环形柱，用于减小索桁架结构的跨度，给上部横向结构a提供一个支点或者多个支点，加大结构整体刚度，使结构的稳定性更好。

所述的上弦型钢2采用钢管制作而成，钢管制作而成的上弦型刚2整体有一定的硬度保证，当弯折呈弧线形时，整体更加的美观，同时因为有了一定刚度的保证，当与下方设置的下弦型钢3、人字形钢腹杆4配合使用时，能在上面放置光伏板，光伏板吸收太阳能，提供发电。

位于岸坡上两端的所述的上弦型钢2与所述的立柱1固定，位于渠底上方设置的所述的上弦型钢2与预制混凝土环形柱7固定。

所述的下弦钢拉索3采用高强度钢筋、钢绞线或钢丝绳制作而成，对称布置的两个所述的下弦钢拉索3之间围成的形状为梭形，位于岸坡上两端的所述的下弦钢拉索3与所述的立柱1固定，位于渠底上方设置的所述的下弦钢拉索3与预制混凝土环形柱7固定。

下弦钢拉索3也可以制作而成圆弧状或其他曲线型结构，圆弧形或者其他曲线型结构整体外形美观，安装简单，具有结构轻、节省钢材相对于钢梁或者其他实腹型钢梁，具有节约钢材的优点，并能充分发挥材料强度等优点，是具有良好应用价值的平台结构。

同时下弦钢拉索3采用高强度钢筋、钢绞线或钢丝绳材料，整体性能好，刚度较大，可以承受屋面板和光伏板等竖向荷载。

所述的人字形钢腹杆4和水平钢腹杆5均有若干个，每个所述的人字形钢腹杆4均安装在所述的上弦型钢2和两根所述的下弦钢拉索3之间，每个所述的水平钢腹杆5均安装在两根所述的下弦钢拉索3之间。

若干个所述的人字形钢腹杆4均安装在所述的上弦型钢2和所述的下弦钢拉索3之间增加了横向结构a的强度，有利于整体的稳定。每个所述的水平钢腹杆5均安装在两根所述的上弦型钢2之间增加了横向结构a的强度，有利于整体的稳定。

所述的上弦型钢2长度在30米-80米之间。上弦型钢2长度30米-80米满足常规的渠道宽度，上弦型钢2和下弦钢拉索3之间构建的平台满足了渠道内大跨度输水。

上述未详细说明的部分均为现有技术。

Claims (7)

1.一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，它设置在渠道上方，还包括设置在渠道上方的横向结构(a)和固定在渠道岸坡两侧上的纵向结构(b),所述的横向结构(a)和纵向结构(b)均有若干个，若干个所述的横向结构(a)间隔布置在渠道上方，每侧所述的纵向结构(b)间隔布置渠道岸坡上，所述的横向结构(a)位于两侧所述的纵向结构(b)之间；其特征在于：

所述的横向结构(a)包括上弦型钢(2)、下弦钢拉索(3)、人字形钢腹杆(4)、水平钢腹杆(5)和支撑结构(c)；

所述的上弦型钢(2)位于所述的下弦钢拉索(3)上方；两根所述的下弦钢拉索(3)之间设置有水平钢腹杆(5)；

单根呈圆弧形的所述的上弦型钢(2)与两根所述的下弦钢拉索(3)之间设置有呈人字形钢腹杆(4)，所述的上弦型钢(2)、下弦钢拉索(3)、人字形钢腹杆(4)与水平钢腹杆(5)之间围成三角形；

所述的上弦型钢(2)下端设置有支撑结构(c)，所述的支撑结构(c)另一端固定在渠底。

2.根据权利要求1所述的一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，其特征在于：所述的纵向结构(b)包括立柱(1)和钢梁(6)；沿渠道岸坡的两侧等间距安装若干个所述的立柱(1)，位于同一侧相邻的两个所述的立柱(1)之间安装有钢梁(6)。

3.根据权利要求1所述的一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，其特征在于：所述的支撑结构(c)至少有一个，每个所述的支撑结构(c)包括预制混凝土环形柱(7)和预制混凝土基础(8)，所述的预制混凝土环形柱(7)的顶端与所述的上弦型钢(2)固定，底端设置有预制混凝土基础(8)，所述的预制混凝土基础(8)放置在渠底的中间或两侧。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，其特征在于：所述的上弦型钢(2)采用钢管制作而成，位于岸坡上两端的所述的上弦型钢(2)与所述的立柱(1)固定，位于渠底上方设置的所述的上弦型钢(2)与预制混凝土环形柱(7)固定。

5.根据权利要求3所述的一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，其特征在于：所述的下弦钢拉索(3)采用高强度钢筋、钢绞线或钢丝绳制作而成，对称布置的两个所述的下弦钢拉索(3)之间围成的形状为梭形，位于岸坡上两端的所述的下弦钢拉索(3)与所述的立柱(1)固定，位于渠底上方设置的所述的下弦钢拉索(3)与预制混凝土环形柱(7)固定。

6.根据权利要求4所述的一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，其特征在于：所述的人字形钢腹杆(4)和水平钢腹杆(5)均有若干个，每个所述的人字形钢腹杆(4)均安装在所述的上弦型钢(2)和两根所述的下弦钢拉索(3)之间，每个所述的水平钢腹杆(5)均安装在两根所述的下弦钢拉索(3)之间。

7.根据权利要求5或6所述的一种用于渠道遮盖的多跨配重式索桁架结构，其特征在于：上弦型钢(2)长度在30米-80米之间。

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