[发明专利]一种装配式钢木组合拱桥结构及其构建方法

说明书

一种装配式钢木组合拱桥结构及其构建方法，本发明涉及桥梁建造技术领域，它由若干个空间十二面体依次相连而成；空间十二面体包含若干个角部连接件和结构杆件单元；角部连接件包含三向连接件和四向连接件；结构杆件单元包含单体结构杆和分体结构杆；分体结构杆为对称并利用榫卯结构活动插设连接的两个半圆柱体结构制成；同一个空间十二面体中相邻的三根单体结构杆均利用三向连接件连接；位于相邻的两个空间十二面体连接面位置处的五个四向连接件上均分别连接两根单体结构杆和两根分体结构杆。多样化，受力情况良好，且具有优异的结构稳定性，结合轻质高强材料，使得其自重轻，兼具空间利用率和造型优美的同时、打破传统桥梁结构形式。

技术领域

本发明涉及桥梁建造技术领域，具体涉及一种装配式钢木组合拱桥结构及其构建方法。

背景技术

桥梁是一种用来跨越障碍而建造的结构，按形式和构造其主要分为梁式桥、桁架桥、拱式桥、斜拉桥、悬索桥等。当前桥梁结构形式较为传统，缺乏突破。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种装配式钢木组合拱桥结构及其构建方法，多样化，受力情况良好，且具有优异的结构稳定性，结合轻质高强材料，使得其自重轻，兼具空间利用率和造型优美的同时、打破传统桥梁结构形式。

为达到上述目的，本发明所述的装配式钢木组合拱桥结构，它由若干个空间十二面体依次相连而成；所述空间十二面体包含若干个角部连接件和结构杆件单元；

所述角部连接件包含三向连接件和四向连接件；

所述结构杆件单元包含单体结构杆和分体结构杆；所述分体结构杆为对称并利用榫卯结构活动插设连接的两个半圆柱体结构制成；

同一个空间十二面体中相邻的三根单体结构杆均利用三向连接件连接；

位于相邻的两个空间十二面体连接面位置处的五个四向连接件上均分别连接两根单体结构杆和两根分体结构杆。

优选地，位于两端部的两个空间十二面体中的其中一个平面框架分别固定在左右两个桥梁支座上。

优选地，所述的三向连接件、四向连接件、单体结构杆和分体结构杆上均贯穿开设有螺栓孔。

优选地，位于拱桥结构拱顶位置处的空间十二面体的每个面均为正五边形平面框架。

本发明所述的装配式钢木组合拱桥的构建方法，它的操作步骤如下：

步骤一、在结构设计阶段，需根据地形条件与实际跨度确定拱桥所需的角部连接件、结构杆件单元的尺寸参数及空间十二面体的空间构建与延展方向，调整结构杆件单元的数量；具体操作如下：

首先，确定结构杆件单元的长度，即已知河流具体跨度确定桥梁主梁跨度，由主梁跨度L除以空间十二面体初定使用个数后确定选取何种尺度空间十二面体，由几何关系确定构成空间十二面体的结构杆件单元的长度；

其次，由桥梁航道通行的净高要求确定拱桥矢高H，即由相邻的空间十二面体的连接面位置来确定拱桥矢高H，从而确定拱桥的拱曲线；

最后，根据实际桥梁使用需求，在多个空间十二面体所组成的拱形空间内选择合适路径铺设桥面，实现桥梁通行功能；

步骤二、在施工装配阶段，根据分别确定分体结构杆以及四向连接件的个数及尺寸，将设计图纸传给预制结构加工工厂，工厂根据图纸完成施工所需三向连接件、四向连接件、单体结构杆和分体结构杆的全部预制；

步骤三、实际施工时，待三向连接件、四向连接件、单体结构杆和分体结构杆运输至现场后，即可开始装配；因该结构形式为中心对称结构，桥梁支座的两边同时从下至上进行装配建造，即从桥梁支座安置第一个空间十二面体，并在其连接面利用五个四向连接件和五根分体结构杆进入第二个空间十二面体的构建，随后根据施工图纸，完成拱桥两侧半跨结构的安装；在两个半跨桥梁中心位置安装跨中最后的空间十二面体，分别连接两个互成中心对称的半跨桥，最终完成拱桥建造。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：