虹梁拱结构，脱胎于宋画一座我国独创，具有优异特性的“虹梁”原型结构。通过解析结构机理和调控结构折线体模式，破解结构应力和跨径的两大局限性。融合现代建材和构件形制，实施两项基本变革：一是变直梁形纵梁为曲梁形拱肋的构件形态性变革，二是集纵、横构件功能性构造于一体的构件功能性变革，创造“肋肩”和“端肩”两项功能性构造以及“肋肩组合”、“端肩组合”、“双肩组合”三种组合模式，创设自行对接工艺和运用“相向吊装对接合龙”、“单向牵引自行对接合龙”、“转轮顶升自行对接合龙”三项意向性实施方式，促成相向跨节交叉搭架、相互承托准确合龙成拱。优化现有拱结构建筑工艺，具有加速施工进度，提升作业安全性的功效。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】虹梁拱结构 所属
本项目对宋代名画《清明上河图》内一座我国独创的木拱桥原型结构进行变革创 新，为现代拱桥和拱结构建筑提供新颖、独特的构造技术。
技术介绍
一，宋朝"虹梁"原型结构 北宋画家张择端在《清明上河图》（注1)精确绘录的这座木拱桥一一"虹梁"（泛 名"虹桥"亦称"虹梁" 一一注2)，具有结构技术的独创性和优异特性，是我国古代桥梁建筑 成就的突出范例。但其原型结构存在很大局限性，严重制约其现代应用。 对"虹梁"原型结构的变革创新，通过对结构机理的解析，破解其结构技术的局限 性。 图1为《清明上河图》"虹梁"原型结构简图：由纵、横两类主构件组成，以一组纵梁 和架于该纵梁之上的横梁组成单元跨节，由多组跨节相向交错组合而成（图2)。相向跨节 通过纵梁的交叉穿插、延伸，纵、横梁的相互联锁承托，达到结构的完整和稳定；构件的"纵 横相贯"形成结构的拱形折线体及其相应的矢高与跨径，架构成不同于现行拱结构的构造 方式。 二，原型结构两大局限性。 1，结构跨径的局限。 图3直观显示原型结构在跨径上的局限。是图清楚表明，随着跨节的增加，结构水 平仰角依次递增，当矢跨比达到或接近1 : 2之比值，跨径不再随跨节增多而加大。这一结 构的固有形制，给建造大跨径拱桥及其它大型拱结构建筑形成难以逾越的障碍。 2,结构应力的局限。 "虹梁"原型结构中，作为主要承重构件的纵梁是直梁，随着纵梁细长比与结构跨 径同步增大，纵梁挠曲力距就越大，削弱了拱形折线体原型结构的承载力，难以满足现代交 通、建筑的需求。 鉴于"虹梁"原型结构的两大局限性，虽然桥梁学界肯定了木拱"虹梁"在我国桥 梁科技史上的独创性，但自新中国建国初期（注3)从《清明上河图》被发掘至今六十年来， 除某些旅游景区、影视拍摄基地作为景点仿建外，这项独特的结构技术未能得到现代应用。
技术实现思路
创造虹梁拱结构 一，破解"虹梁"原型结构折线体的固有形制。 1，调控结构折线体夹角。 由图4~A可知，因纵、横梁的"相贯'遂使上弦纵梁与下弦纵梁轴线之间形成夹 角Q，交点位于相邻两横梁轴心连线之中部的E点。图中，F为横梁圆心点，C是F点与纵梁 轴线的垂点，ZFEC为Q/2。由于多段跨节夹角的积累，形成了具有一定拱度的折线体结构。 夹角公式（一）【主权项】1.虹梁拱结构，依"虹梁"原型结构，通过变革直梁形纵梁为曲梁形拱肋和创造集纵、 横构件功能于同一肋体的两项功能性构造，以三种组合模式，使跨节相向交错的拱肋交叉 搭架、相互承托合龙成拱，其特征是：在肋臂"档面"底部设置功能性构造"肋肩"，相向跨节 以"肋肩组合";在肋臂"端面"顶部设置功能性构造"端肩"，相向跨节以"端肩组合";以"肋 肩""端肩"双重功能性构造于一身的单臂体或双臂体肋臂与不设功能性构造的拱肋"双肩 组合"，促成相向跨节之"端面"与"档面"齐面顶抵合龙成拱。【专利摘要】虹梁拱结构，脱胎于宋画一座我国独创，具有优异特性的“虹梁”原型结构。通过解析结构机理和调控结构折线体模式，破解结构应力和跨径的两大局限性。融合现代建材和构件形制，实施两项基本变革：一是变直梁形纵梁为曲梁形拱肋的构件形态性变革，二是集纵、横构件功能性构造于一体的构件功能性变革，创造“肋肩”和“端肩”两项功能性构造以及“肋肩组合”、“端肩组合”、“双肩组合”三种组合模式，创设自行对接工艺和运用“相向吊装对接合龙”、“单向牵引自行对接合龙”、“转轮顶升自行对接合龙”三项意向性实施方式，促成相向跨节交叉搭架、相互承托准确合龙成拱。优化现有拱结构建筑工艺，具有加速施工进度，提升作业安全性的功效。【IPC分类】E01D19-00, E01D4-00【公开号】CN204417986【申请号】CN201420747893【专利技术人】杜连生 【申请人】杜连生【公开日】2015年6月24日【申请日】2014年12月3日本文档来自技高网...
【技术保护点】
虹梁拱结构，依“虹梁”原型结构，通过变革直梁形纵梁为曲梁形拱肋和创造集纵、横构件功能于同一肋体的两项功能性构造，以三种组合模式，使跨节相向交错的拱肋交叉搭架、相互承托合龙成拱，其特征是：在肋臂“档面”底部设置功能性构造“肋肩”，相向跨节以“肋肩组合”；在肋臂“端面”顶部设置功能性构造“端肩”，相向跨节以“端肩组合”；以“肋肩”“端肩”双重功能性构造于一身的单臂体或双臂体肋臂与不设功能性构造的拱肋“双肩组合”，促成相向跨节之“端面”与“档面”齐面顶抵合龙成拱。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜连生，
申请(专利权)人：杜连生，
类型：新型
国别省市：上海;31
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