CN216193924U - 胡克桥 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种胡克桥，主要由主梁、刚性斜杆、平衡杆、腹杆、立柱组成；所述的主梁的两端与立柱相连；所述的刚性斜杆包括刚性外斜杆和刚性内斜杆；所述刚性外斜杆的底端与立柱相连，刚性外斜杆的中部与主梁相连，在刚性外斜杆的的顶端之间设置平衡杆；所述刚性内斜杆的顶端连于刚性外斜杆与平衡杆的相接处，刚性内斜杆的底端与主梁相连；在主梁与平衡杆之间设置腹杆形成中间双层桁架；在主梁、刚性斜杆与立柱之间设置腹杆形成三角桁架；所述中间双层桁架与三角桁架采用桁式结构连接。本实用新型明显减少主梁的计算跨径，提高了主梁中部的抗弯能力，减少主梁中部的内力及变形，提高了斜腿的承载能力，增强了结构的整体性。

Description

胡克桥

技术领域

本实用新型属于桁架桥，具体涉及了一种胡克桥。

背景技术

桁架桥是一种以桁架为上部结构主要承重构件的桥梁，桁架桥一般由主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架以及桥面系组成。在桁架中，弦杆是组成桁架外围的杆件，包括上弦杆和下弦杆，连接上、下弦杆的杆件叫做腹杆，按腹杆方向不同分为斜杆和竖杆。弦杆和腹杆所在的平面就叫做主桁平面。

自十九世纪末以来，相继建立起梁的定力和结构分析理论，推动了桁架桥的发展，并出现多种形式的桥梁。1857年由圣维南在前人对拱的理论、静力学和材料力学研究的基础上，提出了较完整的梁的理论和扭转理论。在这个时期连续梁和悬臂梁的理论也建立起来。桥梁桁架分析（如华伦桁架和豪氏桁架的分析方法）也得到解决。19世纪70年代后经德国人K.库尔曼、英国人W.J.M兰金和J.C.麦克斯韦等人的努力，结构力学获得很大的发展，能够对桥梁各构件在荷载作用下发生的应力进行分析。这些理论的发展，推动了桁架、连续梁和悬臂梁的发展。

钢桁架桥以其跨越能力强、施工速度快、承载能力强、耐久性好普遍应用于铁路桥梁。长期以来，由于钢材价格高，材料养护费用高，钢桁架桥梁在公路领域应用较少。近年来，随着我国炼钢水平的提高，国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要，同时随着钢结构防腐技术的提高，钢结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。

相比较我国当前100m左右中等跨径常用的桥型如连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等结构，钢桁架桥梁虽然建筑成本高，但刨去成本控制的因素，钢桁架桥具有以下的几点优越性：第一点，建筑高度低，由于钢桁架结构主桁主要由拉杆和压杆构成，对杆件截面的抗弯刚度要求不大，因此钢桁架的建筑高度由横梁控制，在桥梁宽度不是非常大时可极大的降低桥梁建筑高度，尤其适用于对桥梁建筑高度有严格限制的桥梁；第二点，施工周期短，速度快。钢桁架施工可在工厂制作杆件，运到现场拼装成桥，可采用顶推和支架拼装等方法，这使它在很多工期较紧的工程（如重要道路的桥梁改建）和跨越重要道路的跨线桥上成为桥型首选之一；第三点，随着钢结构防腐技，钢桁架桥的耐久性大为提高，同时钢材作为延性材料，结构安全性较混凝土桥高。正因为钢桁架桥梁的这几方面的优点，桁架桥梁成为特定条件下的经济而合理的桥型选择。

根据我国的交通发展需求，桥梁建设依然十分必要，对桥梁的设计、建造和养护等方面进行创新有着积极意义，特别是在桥梁结构体系方面，寻求力学性能更好、造价更为经济的桥梁结构，对节约资源、实现可持续发展有着巨大的推动作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于减小桁架桥的计算跨径，提出了一种胡克桥。解决方案是基于三角形稳定性原理来提高桥梁的整体性能。本实用新型明显减少主梁的计算跨径，提高了主梁中部的抗弯能力，减少主梁中部的内力及变形，提高了斜腿的承载能力，增强了结构的整体性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种胡克桥，主要由主梁、刚性斜杆、水平杆、腹杆、立柱组成；所述的主梁的两端与立柱相连；所述的刚性斜杆包括刚性外斜杆和刚性内斜杆；所述刚性外斜杆的底端与立柱相连，刚性外斜杆的中部与主梁相连，在刚性外斜杆的的顶端之间设置平衡杆；所述刚性内斜杆的顶端连于刚性外斜杆与平衡杆的相接处，刚性内斜杆的底端与主梁相连；在主梁与平衡杆之间设置腹杆形成中间双层桁架；在主梁、刚性斜杆与立柱之间设置腹杆形成三角桁架；所述中间双层桁架与三角桁架采用桁式结构连接。

本实用新型设置与立柱、平衡杆相连的两根刚性斜杆将主梁分成三段，再在桥梁中部设置两根刚性斜杆将主梁分成五段，明显减少主梁的计算跨度。以主梁中段作为下弦杆，平衡杆作为上弦杆，上、下弦杆之间加入腹杆形成中间双层桁架，增加了桁高，使得主梁中部抗弯能力得到明显提高。位于中部的主梁产生压力，作为中部的双层桁架的下弦杆时其产生拉力，使得主梁中段产生力对冲效应，从而大幅度减少了主梁的变形及内力。在主梁、刚性斜杆和立柱之间加入腹杆形成三角桁架，在不减少净空的前提下大幅度增加斜腿承载能力。中间双层桁架和三角桁架采用桁式结构连接，避免了应力集中现象的出现，大大增强结构的整体性。

作为本实用新型进一步说明，所述的胡克桥可以做成中承式或者上承式或者下承式桁架桥。

作为本实用新型进一步说明，所述的中间双层桁架为双层或者三层以上。

作为本实用新型进一步说明，所述的刚性斜杆、腹杆为钢结构、钢混组合结构或混凝土结构。

本实用新型的优点：

1.承载力高。本实用新型以三角架作为桥梁的承重结构，结构承载力高。

2.刚度大。本实用新型设置刚性支撑，减少主梁计算跨度；主梁中段桁高增加，主梁中部抗弯能力得到提升，故结构的刚度大。

3.整体性好。本实用新型使用桁式结构连接，大大增强了结构的整体性。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的布置形式结构示意图。

图2是图1的三维立体示意图。

附图说明：1-主梁，2-刚性斜杆，3-平衡杆，4-腹杆，5-立柱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例：

如图1所示，一种胡克桥，主要由主梁1、刚性斜杆2、平衡杆3、腹杆4、立柱5组成；所述的主梁1的两端与立柱5相连；所述的刚性斜杆2包括刚性外斜杆和刚性内斜杆；所述刚性外斜杆的底端与立柱5相连，刚性外斜杆的中部与主梁1相连，在刚性外斜杆的的顶端之间设置平衡杆3；所述刚性内斜杆的顶端连于刚性外斜杆与平衡杆的相接处，刚性内斜杆的底端与主梁1相连；在主梁1与平衡杆3之间设置腹杆4形成中间双层桁架；在主梁1、刚性斜杆2与立柱5之间设置腹杆4形成三角桁架；所述中间双层桁架与三角桁架采用桁式结构连接。

应用实例：

以650m胡克桥为例，其三维视图如图2所示。该桥桥面宽35m，拱肋中心距40m，拱肋矢跨比为1/4，矢高为162.5m，采用悬链线作为拱轴线，拱轴系数m取1.8。拱肋之间采用K型横撑连接。下构斜腿采用外包混凝土变截面钢箱截面（单箱两室）；上构刚性斜杆采用钢箱截面（单箱两室）；主梁采用格子梁形式，纵横梁均为带肋箱型截面；腹杆采用带肋箱形截面，腹杆之间连接节点为米字型节点，采用整体式节点设计。合计用钢量为40205.7t，混凝土用量12810.047t。强度承载力满足要求。在最不利荷载工况（恒载+列车荷载+整体升温）作用下，本文桁架桥最大应力为-212.21MPa，满足规范要求。本文桁架桥主梁上下挠度绝对值之和为193.206mm，相比传统拱桥（590.307mm）减少了67.270%。

利用本方案设计的桥梁，力学性能优越，造价经济。

显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本实用新型所作的举例，而并非对本实用新型实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种胡克桥，其特征在于：主要由主梁（1）、刚性斜杆（2）、平衡杆（3）、腹杆（4）、立柱（5）组成；所述的主梁（1）的两端与立柱（5）相连；所述的刚性斜杆（2）包括刚性外斜杆和刚性内斜杆；所述刚性外斜杆的底端与立柱（5）相连，刚性外斜杆的中部与主梁（1）相连，在刚性外斜杆的顶端之间设置平衡杆（3）；所述刚性内斜杆的顶端连于刚性外斜杆与平衡杆的相接处，刚性内斜杆的底端与主梁（1）相连；在主梁（1）与平衡杆（3）之间设置腹杆（4）形成中间双层桁架；在主梁（1）、刚性斜杆（2）与立柱（5）之间设置腹杆（4）形成三角桁架；所述中间双层桁架与三角桁架采用桁式结构连接。

2.根据权利要求1所述的胡克桥，其特征在于：所述的胡克桥为中承式或者上承式或者下承式桁架桥。

3.根据权利要求1所述的胡克桥，其特征在于：所述的中间双层桁架为双层或者三层以上。

4.根据权利要求1所述的胡克桥，其特征在于：所述的刚性斜杆（2）、腹杆（4）为钢结构、钢混组合结构或混凝土结构。

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