自平衡式的伞状模块化人行桥结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于桥梁工程领域，特别是人行桥技术领域，尤其涉及一种自平衡式的伞状模块化人行桥结构。
【背景技术】
[0002]随着我国城镇化建设的加快，城市道路越建越宽，城市私有车辆的迅猛发展和城市人口的增加，人行过街和汽车通行的交叉相互影响，人行过街天桥和立交桥是解决该问题的最经济、最有效的办法。
[0003]现有建设人行过街天桥或立交桥，由于不规则性，施工难度大，施工工期长，交通影响较大。若有标准模块化结构，通过工厂预制构件、现场拼装和安装，或工厂预制和拼装，现场仅安装，则可克服上述缺点。模块化结构标准化生产，具有施工快速、造价经济、质量安全的优点，具有极高的推广价值和社会效益。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种自平衡式的伞状模块化人行桥结构，旨在实现城市道路迅速建造跨越通道，由于模块化结构形成独自的静定结构，其受力特点明确，可独立使用或组合使用。其特点不仅适用于城市人行天桥、人行立交桥，也可采用于小跨径河流、山谷、高速公路的跨越。而倒立模块和直立模块的组合使用则可实现更大宽度道路和河流的跨越。
[0005]本发明给出以下技术方案:
[0006]一种自平衡式的伞状模块化人行桥结构，其特征在于，由伞状模块化人行桥结构构成，
[0007]或单独为伞形的倒立模块化结构构成，
[0008]或单独为伞形的直立模块化结构构成，
[0009]或由倒立模块、直立模块相间隔串接构成，
[0010]所述倒立模块化结构，包括:平衡配重1、立柱2、两边侧的斜撑杆3、桥面弦索4、弧形弦索5、径向拉索32，所述桥面弦索4、径向拉索32与弧形弦索5之间形成节点6;所述立柱2与斜撑杆3、径向拉索32形成铰接点;所述桥面弦索4与弧形弦索5连接，保持桥面平顺;在横向，两侧两个完全相同的伞状结构通过上横撑杆10、桥面板9、下横撑杆8连接并沿桥面板9中心轴对称布置，桥面板布置于两伞形结构的桥面弦索4上。
[0011]所述直立模块化结构，包括:桥墩柱21、斜撑杆3、桥面弦索4、弧形弦索5、径向拉索32(或径向撑杆31)、辅助撑杆11，各个径向拉索32与弧形弦索5形成节点6;所述的弧形弦索5两端与最外侧两根斜撑杆3连接形成伞状扇形，所述的径向拉索32、径向撑杆31分别以其一端与两斜撑杆3的绞结点连接，同时它们的另一端又与弧形弦索5在径向交点处相连;桥面弦索4与弧形弦索5连接，保持桥面平顺;在横向，两侧两个完全相同的伞状结构通过上横撑杆10、桥面板9、下横撑杆8连接并沿桥面板9中心轴对称布置，桥面板布置于两伞形结构的桥面弦索4上；
[0012]所述倒立模块、直立模块相间隔串接构成，倒立结构对直立结构提供竖向平衡压重荷载，直立结构对倒立结构提供竖向支撑，即减少了支撑系统的设置，也增大了桥梁跨越的范围。
[0013]本发明利用了混凝土材料自重大的缺点为优点来提供平衡力，利用钢索的高强特性，充分发挥了索抗拉和撑杆抗压结构的受力特点，借鉴了自平衡斜拉桥、吊桥和悬索和优点，为模块化自重结构的实施提供了可能。由于结构受力明确，各位置的构件受力清楚，可实现统一标准化加工，实现现场快速拼装，甚至可以在预制厂完成拼装，到现场直接像伞装张开。同时，直立和倒立模块不仅可以单独使用，也可以间隔组合，实现更大跨度的跨度，还可充分利用相邻结构的重量提供直立结构的平衡荷载。
[0014]本发明提供的模块化结构，为城市道路人行过街天桥和立交、高速公路和河流的跨越等提供了快速、安全和经济实用方法，具有极大的推广与应用价值。
【附图说明】
[0015]图1是本发明倒立模块结构。
[0016]图2是本发明直立模块结构。
[0017]图3是由图1、图2两种模块结构组合形式示意图。
[0018]图4为倒立单独模块结构受力协调平衡示意图。
[0019]图5为直立单独模块结构受力协调平衡示意图。
[0020]图6是组合式结构示意图。
[0021]图7是图6在A-A处断面示意图。(平行布置)
[0022]图8是图6在A-A处断面示意图。(完全倾斜并扰)
[0023]图9是图6在B-B处断面示意图。(平行布置)
[0024]图10是图6在B-B处断面不意图。(完全倾斜并扰)
[0025]图中:
[0026]1平衡配重
[0027]2立柱，21桥墩柱
[0028]3斜撑杆，31径向撑杆32径向拉索
[0029]4桥面弦索
[0030]5弧形弦索
[0031]6径向拉索或径向撑杆与弧形弦索之间的节点
[0032]7下支撑点
[0033]8上横撑杆
[0034]9桥面板
[0035]10下横撑杆或拉索
[0036]11辅助斜撑杆
[0037]12辅助撑杆
【具体实施方式】
[0038]由伞状结构倒立布置时，竖向立柱2支撑的平衡配重产生足够大的竖向荷载，通过两根对称布置的斜撑杆3支撑，斜撑杆3的平衡力包括水平力和竖向力，其中竖向力采用常规支座外力来平衡，而水平力通过弧形弦索5和桥面弦索4张力来平衡。由于任意水平索即使在自然状态下都处于悬链线形状，为了保证桥面弦索的平顺，增加一定数量的径向拉索32对桥面弦索4提供一定的竖向力，在桥面弦索4和弧形弦索5间沿径向拉索32节点方向根据受力要求布置一定辅助撑杆11保证两者受力平衡，从而实现整体结构包括在使用荷载下只有竖向作用力的静定结构。
[0039]当伞状结构直立布置时，为了提供相应的水平力，只需要在斜撑杆3最外侧施加一定的压重，而此时径向拉索32根据需要设置成撑杆31。
[0040]本发明利用了混凝土材料自重大的缺点为优点来提供平衡力，利用钢索的高强特性，充分发挥了索抗拉和撑杆抗压结构的受力特点，借鉴了自平衡斜拉桥、吊桥和悬索和优点，为模块化自重结构的实施提供了可能。由于结构受力明确，各位置的构件受力清楚，可实现统一标准化加工，实现现场快速拼装，甚至可以在预制厂完成拼装，到现场直接像伞装张开。同时，直立和倒立模块不仅可以单独使用，也可以间隔组合，实现更大跨度的跨度，还可充分利用相邻结构的重量提供直立结构的平衡荷载。
[0041]本发明提供的模块化结构，为城市道路人行过街天桥和立交、高速公路和河流的跨越等提供了快速、安全和经济实用方法，具有极大的推广与应用价值。
[0042]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043]实施例1
[0044]倒立模块化结构
[0045]在侧面，包括:平衡配重1、立柱2、两边侧的斜撑杆3、桥面弦索4、弧形弦索5、径向拉索32，组合伞装结构，桥面弦索4、径向拉索32与弧形弦索5之间形成节点6。立柱2与斜撑杆3、径向拉索32形成铰接点。
[0046]在横向，两侧两个完全相同的伞状结构通过上横撑杆10、桥面板9、下横撑杆8连接并沿桥面板9中心轴对称布置，桥面板布置于两伞形结构的桥面弦索4上。桥面板9用于承受竖向人群