[发明专利]整体翘曲空间结构桥

说明书

本发明公开了一种整体翘曲空间结构桥，包括桥面（1）和护栏（2），所述的护栏（2）位于桥面（1）的两侧且两者采用同种材料整体成型，所述的桥面（1）整体呈拱形多曲面结构，且自桥面（1）中间的宽度至桥面（1）两端的宽度逐渐变大，从桥面（1）的长度方向和桥面（1）宽度方向看，桥面（1）皆呈劣弧曲面结构，且护栏（2）的竖截面亦呈劣弧曲面结构；所述桥面（1）的底部设有交叉斜撑（4）且桥面（1）的底部两端皆设有端部加强件（3）。本发明的部件采用同种材料且全桥3D整体打印成型，结构整体性强、部件少，结构整体受力性能良好，材料单一、重量轻、造价低廉、可标准化和工厂化流水作业制作，能够快速施工且适用范围广泛。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体地说是一种多曲壳、结构整体、轻巧简单、材料均质、成本较低且能够采用3D打印技术的整体翘曲空间结构桥。

背景技术

现有技术中常见的有人行天桥、跨河桥、索拱桥，例如洪武路人行天桥：桁架桥结构，跨径32.94m、桥面宽4.5m，用钢130吨，总造价包括周边地下干线迁移等费用，约3400万元。云锦路人行天桥：桥长45米、净跨37米且两端各悬挑4米，悬挑端用于支撑与地面连接的步行梯和自动扶梯，桥宽3.7 米，桥体的高度在1.23至1.7米间变化，桥面略起拱，形成形式感很强的弓型的立面效果，桥体最低点距地面高度为5.1米；主结构系统为张弦钢桁架结构，V型钢筋混凝土支撑，总投资450万人民币；现场施工25日。位于南京江北浦口区浦珠北路上的澳林广场人行过街景观天桥，主桥全宽5.06米、主跨34米、边跨10米，两侧还辅以宽度2.8米的坡道和梯道，采用全预制拼装双塔斜拉结构，所有管桩、墩柱、桥面梁板等都是场外预制、现场拼装。索拱桥以上承式索拱组合结构桥为例，结构由拱肋（或直梁）、拱肋（或直梁）平衡索、端横梁、中间横梁、桥面索、索两端弹簧设置和桥面钢板共同组成，桥梁跨度30m、桥面宽度8.5m、设计2车道、索拱桥总重约为48吨。上述的各种桥最显著的特点就是结构复杂，多部件组成使得结构整体性差，采用多种材料制成使得材质复杂，且施工周期长且造价高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种多曲壳、结构整体、轻巧简单、材料均质且成本较低的整体翘曲空间结构桥。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种整体翘曲空间结构桥，包括桥面和护栏，其特征在于：所述的护栏位于桥面的两侧且两者采用同种材料整体成型，所述的桥面整体呈拱形多曲面结构，且自桥面中间的宽度至桥面两端的宽度逐渐变大，从桥面的长度方向和桥面宽度方向看，桥面皆呈劣弧曲面结构，且护栏的竖截面亦呈劣弧曲面结构；所述桥面的底部设有交叉斜撑且桥面的底部两端皆设有端部加强件。

所述端部加强件的宽度等同于桥面的端部宽度，且所述端部加强件的底部平齐、端部加强件的顶部与桥面底部的曲面变化相适应。

所述交叉斜撑的底部平齐且交叉斜撑的顶部与桥面底部的曲面变化相适应。

当桥的跨度≤10m，交叉斜撑的长度不低于桥面跨度的80%，且交叉斜撑的四角延伸至桥面的底部边沿；当桥的跨度＞10m，交叉斜撑的四角延伸至桥面底部的端部加强件和桥面的底部边沿。

所述桥面的中间宽度和桥面的端部宽度之间的关系为：人行天桥的中间宽度为3～4m且端部宽度为5～6m、道路桥梁的中间宽度为4～6m且端部宽度为6～8m。

所述桥面的纵坡≤6%，且桥面的横坡为2%。

所述护栏的厚度与桥面的厚度一致且两者的厚度范围为10mm～20mm。

所述的护栏和桥面的连接处的曲面弧长为20～40cm。

同一座结构桥上，护栏的弧度、高度以及护栏和桥面的连接处的弧度为定值。

所述的桥面、护栏、端部加强件、交叉斜撑采用同种材料制成，上述材料包括钢材、铝合金或碳纤维。