虹梁拱結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】虹梁拱結(jié)構(gòu) 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本項(xiàng)目對宋代名畫《清明上河圖》內(nèi)一座我國獨(dú)創(chuàng)的木拱橋原型結(jié)構(gòu)進(jìn)行變革創(chuàng) 新，為現(xiàn)代拱橋和拱結(jié)構(gòu)建筑提供新穎、獨(dú)特的構(gòu)造技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 一，宋朝"虹梁"原型結(jié)構(gòu)
[0003] 北宋畫家張擇端在《清明上河圖》（注1)精確繪錄的這座木拱橋一一"虹梁"（泛 名"虹橋"亦稱"虹梁" 一一注2)，具有結(jié)構(gòu)技術(shù)的獨(dú)創(chuàng)性和優(yōu)異特性，是我國古代橋梁建筑 成就的突出范例。但其原型結(jié)構(gòu)存在很大局限性，嚴(yán)重制約其現(xiàn)代應(yīng)用。
[0004] 對"虹梁"原型結(jié)構(gòu)的變革創(chuàng)新，通過對結(jié)構(gòu)機(jī)理的解析，破解其結(jié)構(gòu)技術(shù)的局限 性。
[0005] 圖1為《清明上河圖》"虹梁"原型結(jié)構(gòu)簡圖：由縱、橫兩類主構(gòu)件組成，以一組縱梁 和架于該縱梁之上的橫梁組成單元跨節(jié)，由多組跨節(jié)相向交錯組合而成（圖2)。相向跨節(jié) 通過縱梁的交叉穿插、延伸，縱、橫梁的相互聯(lián)鎖承托，達(dá)到結(jié)構(gòu)的完整和穩(wěn)定；構(gòu)件的"縱 橫相貫"形成結(jié)構(gòu)的拱形折線體及其相應(yīng)的矢高與跨徑，架構(gòu)成不同于現(xiàn)行拱結(jié)構(gòu)的構(gòu)造 方式。
[0006] 二，原型結(jié)構(gòu)兩大局限性。
[0007] 1，結(jié)構(gòu)跨徑的局限。
[0008] 圖3直觀顯示原型結(jié)構(gòu)在跨徑上的局限。是圖清楚表明，隨著跨節(jié)的增加，結(jié)構(gòu)水 平仰角依次遞增，當(dāng)矢跨比達(dá)到或接近1 : 2之比值，跨徑不再隨跨節(jié)增多而加大。這一結(jié) 構(gòu)的固有形制，給建造大跨徑拱橋及其它大型拱結(jié)構(gòu)建筑形成難以逾越的障礙。
[0009] 2,結(jié)構(gòu)應(yīng)力的局限。
[0010] "虹梁"原型結(jié)構(gòu)中，作為主要承重構(gòu)件的縱梁是直梁，隨著縱梁細(xì)長比與結(jié)構(gòu)跨 徑同步增大，縱梁撓曲力距就越大，削弱了拱形折線體原型結(jié)構(gòu)的承載力，難以滿足現(xiàn)代交 通、建筑的需求。
[0011] 鑒于"虹梁"原型結(jié)構(gòu)的兩大局限性，雖然橋梁學(xué)界肯定了木拱"虹梁"在我國橋 梁科技史上的獨(dú)創(chuàng)性，但自新中國建國初期（注3)從《清明上河圖》被發(fā)掘至今六十年來， 除某些旅游景區(qū)、影視拍攝基地作為景點(diǎn)仿建外，這項(xiàng)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)技術(shù)未能得到現(xiàn)代應(yīng)用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 創(chuàng)造虹梁拱結(jié)構(gòu)
[0013] 一，破解"虹梁"原型結(jié)構(gòu)折線體的固有形制。
[0014] 1，調(diào)控結(jié)構(gòu)折線體夾角。
[0015] 由圖4~A可知，因縱、橫梁的"相貫'遂使上弦縱梁與下弦縱梁軸線之間形成夾 角Q，交點(diǎn)位于相鄰兩橫梁軸心連線之中部的E點(diǎn)。圖中，F(xiàn)為橫梁圓心點(diǎn)，C是F點(diǎn)與縱梁 軸線的垂點(diǎn)，ZFEC為Q/2。由于多段跨節(jié)夾角的積累，形成了具有一定拱度的折線體結(jié)構(gòu)。
[0016] 夾角公式（一）
【主權(quán)項(xiàng)】
1.虹梁拱結(jié)構(gòu)，依"虹梁"原型結(jié)構(gòu)，通過變革直梁形縱梁為曲梁形拱肋和創(chuàng)造集縱、 橫構(gòu)件功能于同一肋體的兩項(xiàng)功能性構(gòu)造，以三種組合模式，使跨節(jié)相向交錯的拱肋交叉 搭架、相互承托合龍成拱，其特征是：在肋臂"檔面"底部設(shè)置功能性構(gòu)造"肋肩"，相向跨節(jié) 以"肋肩組合";在肋臂"端面"頂部設(shè)置功能性構(gòu)造"端肩"，相向跨節(jié)以"端肩組合";以"肋 肩""端肩"雙重功能性構(gòu)造于一身的單臂體或雙臂體肋臂與不設(shè)功能性構(gòu)造的拱肋"雙肩 組合"，促成相向跨節(jié)之"端面"與"檔面"齊面頂?shù)趾淆埑晒啊?br>【專利摘要】虹梁拱結(jié)構(gòu)，脫胎于宋畫一座我國獨(dú)創(chuàng)，具有優(yōu)異特性的“虹梁”原型結(jié)構(gòu)。通過解析結(jié)構(gòu)機(jī)理和調(diào)控結(jié)構(gòu)折線體模式，破解結(jié)構(gòu)應(yīng)力和跨徑的兩大局限性。融合現(xiàn)代建材和構(gòu)件形制，實(shí)施兩項(xiàng)基本變革：一是變直梁形縱梁為曲梁形拱肋的構(gòu)件形態(tài)性變革，二是集縱、橫構(gòu)件功能性構(gòu)造于一體的構(gòu)件功能性變革，創(chuàng)造“肋肩”和“端肩”兩項(xiàng)功能性構(gòu)造以及“肋肩組合”、“端肩組合”、“雙肩組合”三種組合模式，創(chuàng)設(shè)自行對接工藝和運(yùn)用“相向吊裝對接合龍”、“單向牽引自行對接合龍”、“轉(zhuǎn)輪頂升自行對接合龍”三項(xiàng)意向性實(shí)施方式，促成相向跨節(jié)交叉搭架、相互承托準(zhǔn)確合龍成拱。優(yōu)化現(xiàn)有拱結(jié)構(gòu)建筑工藝，具有加速施工進(jìn)度，提升作業(yè)安全性的功效。
【IPC分類】E01D19-00, E01D4-00
【公開號】CN204417986
【申請?zhí)枴緾N201420747893
【發(fā)明人】杜連生
【申請人】杜連生
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年12月3日