积木组合式悬索斜拉桥模型的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种积木组合式悬索斜拉桥模型，包括至少一块基座、至少一个主塔、主缆、拉索、梁架和至少一块桥面面板；所述主塔装配固定在基座上；所述主缆的两端分别固定在基座、梁架和/或主塔上，主缆经主塔悬挂，呈抛物线状，主缆与梁架之间至少连接有一根吊杆；所述拉索固定在梁架上并拉在主塔上；梁架通过吊杆和拉索被吊置，梁架上的动静载荷由吊杆传递给主缆、由拉索传递给主塔；所述桥面面板铺设在梁架上。它的仿真程度高，能够直观的展示出实际悬索斜拉桥结构，适合当作教具使用，帮助学员对实际悬索斜拉桥结构形成直观、有效的理解、认识，同时，它还能够用作悬索斜拉桥结构受力分析研究，实用性强。
【专利说明】积木组合式悬索斜拉桥模型
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及桥梁模型，具体是一种积木组合式悬索斜拉桥模型。
【背景技术】
[0002]悬索桥和斜拉桥的跨越能力远大于梁式桥，是大跨度桥梁的最主要桥型。然而，悬 索桥和斜拉桥的大跨度仅是相对性的，就其单体桥梁而言，其跨度还是存在一定的局限性； 若在超大跨度的桥梁设计建设时，依然选用单体悬索桥或斜拉桥结构，其虽能最终实现桥 梁建设，但结构受力情况不够可靠，为了保障其具有稳固的结构、可靠的受力，在桥梁建设 的过程中，需要对桥梁的各个部件进行加固等提升结构强度的处理，这将势必增大桥梁建 设成本；若在超大跨度的桥梁设计建设时，选用悬索桥和斜拉桥的综合结构，那么二者的优 势将被极大的展现，在保证桥梁具有稳定结构、可靠受力的同时，大幅降低超大跨度桥梁的 建设成本。
[0003]目前，现有技术中鲜有悬索桥和斜拉桥综合结构的悬索斜拉桥出现，同时，在公开 的现有技术中未发现有结构直观、能够方便搬移和组合的悬索斜拉桥模型被报道。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于:针对上述现有技术的现状，提供一种仿真程度高，能够 直观、有效的阐述出实际悬索斜拉桥结构，并能方便搬移、组合的积木组合式悬索斜拉桥模 型。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:一种积木组合式悬索斜拉桥模型，所述模型包括 至少一块基座、至少一个主塔、主缆、拉索、梁架和至少一块桥面面板；所述主塔装配固定在 基座上；所述主缆的两端分别固定在基座、梁架和/或主塔上，主缆经主塔悬挂，呈抛物线 状，主缆与梁架之间至少连接有一根吊杆；所述拉索固定在梁架上并拉在主塔上；梁架通 过吊杆和拉索被吊置，梁架上的动静载荷由吊杆传递给主缆、由拉索传递给主塔；所述桥面 面板铺设在梁架上。
[0006]进一步的，所述拉索的两端分别固定在主塔两侧的梁架上，拉索中部穿装在主塔 上；或，所述拉索的一端固定在梁架上，另一端固定在主塔上。
[0007]进一步的，所述主塔上设有拉索穿孔和主缆穿孔；或，所述主塔上设有拉索穿孔和 索鞍。
[0008]进一步的，所述主塔为整体结构或分体结构；所述分体结构的主塔由多个节段以 插接、销接、粘接或螺栓连接的方式组合构成。
[0009]进一步的，所述主塔的底部以插接、销接、粘接或螺栓连接的方式装配固定在基座 上。
[0010]更进一步的，所述主塔竖直或倾斜装配固定在基座上。
[0011]进一步的，所述梁架为框架梁结构、箱梁结构或桁梁结构；所述梁架的两侧分别设 有吊杆孔和拉索孔。[0012]进一步的，所述吊杆为刚性杆，吊杆的下端以丝扣方式与梁架连接，吊杆的上端以 挂扣或索夹方式与主缆连接。
[0013]进一步的，所述基座上设有固定主缆的锚碇。
[0014]进一步的，所述模型还具有支墩，该支墩支撑在梁架底部。
[0015]本实用新型的有益效果是:为了能够直观的探索超大跨度桥梁的设计、建设，通过 对悬索桥和斜拉桥的分析研究，将二者分别仿真加工出各桥梁部件，这些部件类似于拼图 积木，通过将这些部件进行不同的拼装组合，可以构成各种不同结构的悬索斜拉桥模型，拼 装出来的悬索斜拉桥模型仿真程度高，可谓“麻雀虽小，五脏俱全”，其不仅能够方便搬移、 组合，满足在不同地方展出的需要；而且，由于它的高仿真特性，能够直观的展示出实际悬 索斜拉桥结构，适合当作教具使用，帮助学员对实际悬索斜拉桥结构形成直观、有效的理 解、认识，同时，它还能够用作悬索斜拉桥结构受力分析研究，实用性强。此外，将本实用新 型进行微型化加工，可以当做馈赠他人的纪念品使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0017]图1是本实用新型的一种结构示意图。
[0018]图2是本实用新型的另一种结构示意图。
[0019]图3是本实用新型的再一种结构示意图。
[0020]图4是本实用新型的又一种结构示意图。
[0021]图5是本实用新型的还一种结构示意图。
[0022]图中代号含义:1一基座；2—锚碇；3—主缆；4一主塔；5—索鞍；6—拉索；7—吊 杆；8—索夹；9一梁架；10—桥面面板；11一支墩。
【具体实施方式】
[0023]实施例1
[0024]参见图1:本实用新型包括两块基座1、两个主塔4、主缆3、多根拉索6、梁架9和 多块桥面面板10。前述部件除主缆3和拉索6外，其余部件或采用钢材制成，或采用塑料制 成，亦或采用其它合成材料等制成。
[0025]其中，两块基座I间隔布置，在两块基座I上分别加工有插装主塔4的插孔，并且 在两块基座I上分别固定有固定主缆3的锚碇2，在锚碇2上加工有主缆3的装配孔。
[0026]两个主塔4分别为整体成型结构，每个主塔4呈H型，在每个主塔4的两侧立柱的 壁面上分别设有多个沿高度方向布置的拉索穿孔，拉索穿孔用作穿装拉索6，并且，在每个 主塔4的两侧立柱顶部分别插装(也可以是螺栓连接、粘接或销接等)有索鞍5，主塔4通过 索鞍5悬挂、支撑主缆3。在每个主塔4的两侧立柱底部分别加工有与基座I顶面的插孔对 应、匹配的插接头，两个主塔4分别对应插装固定在各自的基座I上，在各自的基座I上竖 立。前述主塔4与基座I的连接方式除了采用插接外，还可以是粘接、销接或螺栓连接等。
[0027]主缆3采用多根钢丝组合而成。主缆3的两端分别以挂扣方式(也可以是螺栓连 接或销接等方式)固定在两块基座I上的锚碇2上，两根主缆3在两块基座I上形成对应固 定，两根主缆3由主塔4悬挂、支撑，呈抛物线状。主缆3与梁架9之间连接有多根吊杆7，这些吊杆7为刚性杆，它们的长短不一，每根吊杆7的下端加工有一段螺纹，吊杆7的下端 穿装在梁架9上的吊杆孔内，吊杆7伸出梁架9底面的端部装有锁紧螺母，由锁紧螺母将吊 杆7在梁架9上连接，通过锁紧螺母还能调节吊杆7的长度，以便使吊杆7与主缆3形成合 适的装配连接；吊杆7的上端连接有索夹8，索夹8装配在主缆3上，即吊杆7的上端通过 索夹8与主缆3连接，这些吊杆7将梁架9在主缆3上悬空吊置，吊杆7将梁架9上的动、 静载荷传递给主缆3。
[0028]每根拉索6穿装在主塔4上对应的拉索穿孔内，拉索6的两端分别以销接(或挂 扣，亦或丝扣等)方式固定在主塔4两侧的梁架9上，拉索6中部穿装在主塔4的索塔穿孔 内，每根拉索6在主塔4两侧的部分沿主塔4的竖向中线对称。以此，拉索6将悬空的梁架 9进行可靠吊置，拉索6将梁架9上的动、静载荷传递给主塔4。
[0029]梁架9为框架结构，该框架结构的梁架9由两根主梁和多根横梁组装构成，在两根 主梁上加工有相互对应的横梁穿孔，每根主梁上的所有横梁穿孔等距均布，多根横梁对应 穿装在两根主梁上，主梁和横梁构成框架结构。在前述的两根主梁上分别加工有一排吊杆 孔和拉索孔。在前述相邻横梁上加工有多个成组对应的面板孔。
[0030]每块桥面面板10为长方形结构，每块桥面面板10的大小与梁架9的相邻横梁之 间距离相对应。在每块桥面面板10的底面设有与梁架9的横梁上成组对应的面板孔对应、 匹配的插接头，桥面面板10通过插接头插装在梁架9上。这些桥面面板10将框架结构的 梁架9镂空部分封堵。
[0031]实施例2
[0032]参见图2:本实施例的其它结构与实施例1相同，不同之处在于:去除了两块基座
I上的锚碇2，将主缆3的两端直接固定在梁架9的两端，形成自锚式结构。
[0033]实施例3
[0034]参见图3:本实用新型包括三块基座1、一个主塔4、主缆3、多根拉索6、梁架9、多 块桥面面板10和支墩11。前述部件除主缆3和拉索6外，其余部件或采用钢材制成，或采 用塑料制成，亦或采用其它合成材料等制成。
[0035]其中，三块基座I间隔布置，两块基座I对应在桥梁模型的两端处，一块基座I对 应在桥梁1旲型的中间处。在两端的基座I上分别加工有插装支壤11的插孔，在中间基座I 的顶面加工有固定主塔4的螺栓孔。两个支墩11分别插装在两端的基座I上，通过两端的 支墩11将梁架9支撑顶起。
[0036]主塔4分别为分体结构，即主塔4由多个节段以螺栓连接方式(也可以是插接、销 接或粘接等方式)组合构成，主塔4呈A型，在主塔4两侧立柱的壁面上分别设有多个沿高 度方向布置的拉索穿孔及主缆穿孔，拉索穿孔用作穿装拉索，主缆穿孔用作穿装主缆3。在 主塔两侧立柱的底部分别加工有与基座I连接用的法兰面，在法兰面上加工有与基座I顶 面的螺栓孔对应、匹配的螺栓孔，主塔4通过螺栓连接固定在基座I上，在基座I上倾斜(倾 斜角度约为60° )布置。前述主塔4与基座I的连接方式除了采用螺栓连接外，还可以是 插接、粘接或销接等。
[0037]主缆3采用钢丝绳。主缆3的一端以挂扣方式(也可以是螺栓连接或销接等方式) 固定在梁架9的端部，另一端以销接方式固定在主塔4上的主缆穿孔处，主缆3经主塔4悬 挂、支撑，呈抛物线状。主缆3与梁架9之间连接有多根吊杆7，这些吊杆7为刚性杆，它们的长短不一，每根吊杆7的下端加工有一段螺纹，吊杆7的下端穿装在梁架9上的吊杆孔 内，吊杆7伸出梁架9底面的端部装有锁紧螺母，由锁紧螺母将吊杆7在梁架9上连接，通 过锁紧螺母还能调节吊杆7的长度，以便使吊杆7与主缆3形成合适的装配连接；吊杆7的 上端连接有索夹8，索夹8装配在主缆3上，即吊杆7的上端通过索夹8与主缆3连接，这些 吊杆7将梁架9在主缆3上吊置，吊杆7将梁架9上的动、静载荷传递给主缆3。
[0038]每根拉索6的一端以销接(或挂扣，亦或丝扣等)方式固定在主塔4 一侧的梁架9 上，另一端以销接(或挂扣，亦或丝扣等)方式固定在主塔4上对应的拉索穿孔处。以此，拉 索6和主缆3之间相互形成力平衡，拉索6将梁架9进行可靠吊置，拉索6将梁架9上的动、 静载荷传递给主塔4。
[0039]梁架9为桁梁结构，在梁架9的两侧分别加工有一排吊杆孔和拉索孔。且在前述 梁架9上加工有多个成组对应的面板孔。
[0040]每块桥面面板10为正方形结构，每块桥面面板10的大小与梁架9上成组对应的 面板孔相对应。在每块桥面面板10的底面设有与梁架9上成组对应的面板孔对应、匹配的 插接头，桥面面板10通过插接头插装在梁架9上。
[0041]实施例4
[0042]参见图4:本实用新型包括四块基座1、两个主塔4、主缆3、多根拉索6、梁架9、多 块桥面面板10和支墩11。前述部件除主缆3和拉索6外，其余部件或采用钢材制成，或采 用塑料制成，亦或采用其它合成材料等制成。拉索6采用高强度、抗拉的合成材料制成。
[0043]其中，四块基座I间隔布置，两块最外端的基座I对应在桥梁模型的两端处，两块 中间基座I对应在桥梁|旲型的中间区域。在两端的基座I上分别加工有固定支壤11的螺 栓孔，在中间基座I的顶面加工有固定主塔4的螺栓孔。两个支墩11的底部分别加工有法 兰面，在法兰面上加工有螺栓孔，支墩11上的螺栓孔与最外端基座I上的螺栓孔相对应，两 根支墩11分别通过螺栓连接固定在对应的基座I上，通过两端的支墩11将梁架9支撑顶 起。
[0044]两个主塔4分别为分体结构，即每个主塔4由多个节段以螺栓连接方式(也可以是 插接、销接或粘接等方式)组合构成，每个主塔4呈H型，在每个主塔4两侧立柱的壁面上分 别设有多个沿高度方向布置的拉索穿孔及主缆穿孔，拉索穿孔用作穿装拉索，主缆穿孔用 作穿装主缆3。在每个主塔4两侧立柱的底部分别加工有与基座I连接用的法兰面，在法兰 面上加工有与基座I顶面的螺栓孔对应、匹配的螺栓孔，两个主塔4分别通过螺栓连接固定 在基座I上，两个主塔在各自基座I上相背倾斜(倾斜角度约为60° )布置。前述主塔4与 基座I的连接方式除了采用螺栓连接外，还可以是插接、粘接或销接等。
[0045]主缆3采用链条结构。主缆3的两端分别以挂扣方式(也可以是螺栓连接或销接 等方式)固定在两个主塔4上的主缆穿孔处，主缆3经主塔4悬挂、支撑，呈抛物线状。主缆 3与梁架9之间连接有多根吊杆7，这些吊杆7为刚性杆，它们的长短不一，每根吊杆7的下 端加工有一段螺纹，吊杆7的下端穿装在梁架9上的吊杆孔内，吊杆7伸出梁架9底面的端 部装有锁紧螺母，由锁紧螺母将吊杆7在梁架9上连接，通过锁紧螺母还能调节吊杆7的长 度，以便使吊杆7与主缆3形成合适的装配连接；吊杆7的上端连接有索夹8，索夹8装配 在主缆3上，即吊杆7的上端通过索夹8与主缆3连接(也可以去除索夹，吊杆上端直接以 挂扣方式连接在主缆上)，这些吊杆7将梁架9在主缆3上吊置，吊杆7将梁架9上的动、静载荷传递给主缆3。
[0046]每根拉索6的一端以销接(或挂扣，亦或丝扣等)方式固定在主塔4 一侧的梁架9 上，另一端以销接(或挂扣，亦或丝扣等)方式固定在主塔4上对应的拉索穿孔处。以此，拉 索6和主缆3之间相互形成力平衡，拉索6将梁架9进行可靠吊置，拉索6将梁架9上的动、 静载荷传递给主塔4。
[0047]梁架9为箱梁结构，在梁架9的两侧分别加工有一排吊杆孔和拉索孔。且在前述 梁架9上加工有多个成组对应的面板孔。
[0048]每块桥面面板10为长方形结构，每块桥面面板10的大小与梁架9上成组对应的 面板孔相对应。在每块桥面面板10的底面加工有与梁架9上的面板孔对应的插孔，在桥面 面板10的插孔内插接有插接头，桥面面板10通过底面插接的插接头插装在梁架9上。
[0049]实施例5
[0050]参见图5:本实施例的结构类似于实施例3，相当于将实施例3的结构进行了镜像 复制，只不过两边的主缆、拉索连接的梁架9为共同的整体(当然也可以是分体的，这样的 话就完全类似于实施例3的镜像复制)，具体结构在此不再赘述。
【权利要求】
1.一种积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述模型包括至少一块基座(I)、至 少一个主塔(4)、主缆(3)、拉索(6)、梁架(9)和至少一块桥面面板(10);所述主塔(4)装配 固定在基座(I)上；所述主缆(3)的两端分别固定在基座(I)、梁架(9)和/或主塔(4)上， 主缆(3)经主塔悬挂，呈抛物线状，主缆(3)与梁架(9)之间至少连接有一根吊杆(7);所述 拉索(6)固定在梁架(9)上并拉在主塔(4)上；梁架(9)通过吊杆(7)和拉索(6)被吊置， 梁架(9)上的动静载荷由吊杆(7)传递给主缆(3)、由拉索(6)传递给主塔(4);所述桥面面 板(5)铺设在梁架(9)上。
2.根据权利要求1所述积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述拉索(6)的两端 分别固定在主塔(4)两侧的梁架(9)上，拉索(6)中部穿装在主塔(4)上；或，所述拉索(6) 的一端固定在梁架(9)上，另一端固定在主塔(4)上。
3.根据权利要求1所述积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述主塔(4)上设有 拉索穿孔和主缆穿孔；或，所述主塔(4)上设有拉索穿孔和索鞍(5)。
4.根据权利要求1或3所述积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述主塔(4)为 整体结构或分体结构；所述分体结构的主塔由多个节段以插接、销接、粘接或螺栓连接的方 式组合构成。
5.根据权利要求1或3所述积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述主塔(4)的 底部以插接、销接、粘接或螺栓连接的方式装配固定在基座(I)上。
6.根据权利要求5所述积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述主塔(4)竖直或 倾斜装配固定在基座(I)上。
7.根据权利要求1所述积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述梁架(9)为框架 梁结构、箱梁结构或桁梁结构；所述梁架(9)的两侧分别设有吊杆孔和拉索孔。
8.根据权利要求1所述积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述吊杆(7)为刚性 杆，吊杆(7)的下端以丝扣方式与梁架(9)连接，吊杆(7)的上端以挂扣或索夹方式与主缆(3)连接。
9.根据权利要求1所述积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述基座(I)上设有 固定主缆(3)的锚碇(2)。
10.根据权利要求1所述积木组合式悬索斜拉桥模型，其特征在于:所述模型还具有支 墩(11)，该支墩(11)支撑在梁架(9)底部。
【文档编号】G09B25/04GK203415162SQ201320550275
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】唐昱远 申请人:唐昱远