專利名稱：竹節(jié)薄殼實心拱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬建筑工程和橋梁工程領域。
迄今為止，在該領域內(nèi)，從未見使用過，亦未見著任何文獻資料。其新穎性和創(chuàng)造性尚可從現(xiàn)行的高校試用教材(橋梁工程)(同濟大學三校合編，人民交通出版社出版，1982年4月第3次印刷)中得到明證，或者從交通部組織編寫的<公路橋涵設計手冊拱橋>上得到佐證，也可以通過<結(jié)構(gòu)力學>(高等學校試用教材，湖南大學西南交通大學長沙鐵道學院編，李廉錕主編，人民教育出版社出版，1981年版)查證，或者從結(jié)構(gòu)手冊上查證，也可以通過建筑結(jié)構(gòu)專利文獻(Q41、Q44、EO1和c)檢驗。
普通拱圈均采用耐壓不耐拉的脆性材料，例如石拱橋。利用拱圈石的高抗壓性能，已做到單跨120米左右。但這類橋梁都產(chǎn)生極大的推力，因而不僅要求有良好的地基和龐大的墩臺，而且跨度也受到嚴重限制，致使材料的耐壓能力亦不能充分發(fā)揮。一般說來，耐壓材料質(zhì)輕價廉，而耐拉材料質(zhì)重價昂。采用耐拉材料作拱圈，除經(jīng)濟上不允許外，更由于自重關系而使跨度受到制約。為了充分利用拱圈受力的優(yōu)點，同時改善拱圈受力的不利點，歷代力學工作者，尤其是橋梁工作者，從事過多方面的嘗試和努力，提出過各種組合，也取得過卓越成就，例如創(chuàng)造了予應力混凝土拱，桁架拱，各種系桿拱，鋼桁拱，雙曲拱等，使拱橋跨越能力提高到200米左右。
竹節(jié)薄殼實心拱基于發(fā)現(xiàn)固體受壓破壞時，具有液體受力性質(zhì)，即固體的抗壓能力與包裹其殼體的壁長抗拉能力相等。這意味著可以用殼體材料提高脆性材料的抗壓能力，并降低殼體容重。從而使跨度增大到上萬米。
本發(fā)明適用于中型以上橋梁，大型和超大型橋梁，大型廠房屋蓋，公共建筑，大規(guī)模的農(nóng)用溫室，甚至作為改造沙漠、改造月球氣候的城市屋頂，也可作大型水庫的攔水壩等。特別適用于大型橋梁標準化。
竹節(jié)薄殼實心拱由三部分組成(請見圖示)1.帶竹節(jié)薄殼的拱圈塊;2.拱圈塊連接裝置;3.帶底拱腳。
所謂竹節(jié)，是拱圈塊的接連口，也對薄殼起加固作用。竹節(jié)可以用螺栓連接(

圖1)，也可以用其他方法連接(圖2、3)。拱圈塊除園、長方和方形(附圖)外，也可以用其他形狀，但必須是外有耐拉材料包裹的薄殼內(nèi)填耐壓材料的實心。
拱圈塊連接裝置指螺栓或特制箍扣。
帶底拱腳指拱圈塊在拱腳部分能平放墩臺，同時使拱圈實心部分受壓可靠而焊接或其他方法連接的密封金屬板。
薄殼除承受壓力外，還必須承擔全部拉力。
總之，與現(xiàn)行拱圈比較有下列優(yōu)點1.跨度大由于結(jié)構(gòu)受力條件優(yōu)越，所以比現(xiàn)行最大拱圈跨度可以增加幾倍，甚至幾百倍。將成為所有橋梁結(jié)構(gòu)方式中可能達到的最大跨度。
2.適用范圍廣由于拱圈無外推力產(chǎn)生，整體性強，具有良好的抗地震能力，因而適宜作各類建筑的屋蓋，特別適宜于用作大型和超大型橋梁建筑。地震處同樣適用。
3.取材廣泛薄殼可以用各種金屬材料，如合金，鋼鐵，銅鋁等。也可以用抗拉的非金屬材料，如玻璃鋼或其他組合纖維編制品。心體部分可以是各種耐壓的混凝土或其他填實的高分子聚合物。
4.經(jīng)濟性由于材料抗拉、拉壓和抗扭等能力發(fā)揮得充分和恰當，施工簡便，又可減少墩臺圬工量，因此與同樣大跨度的現(xiàn)行橋梁相比，一般均能節(jié)省百分之二十以上的造價。
5.容易標準化和工業(yè)化由于結(jié)構(gòu)受力能力適應性強，容易標準化設計和工業(yè)化制作。這樣不僅能保證質(zhì)量，簡化安裝，而且可進行長途運輸，避免不必要的設廠制作。
權(quán)利要求
1.一般拱由受壓的拱圈塊和抗推的墩臺或拉索組成。其區(qū)別在于拱圈塊的薄殼或和帶底拱腳替代抗推墩臺或拉索。
2.根據(jù)權(quán)力1的特征，拱圈塊為帶薄殼的實心體。
3.根據(jù)權(quán)力1和2的特征，拱圈塊用薄殼竹節(jié)或其他箍扣來連接。
全文摘要
竹節(jié)薄殼實心拱由帶竹節(jié)薄殼的拱圈塊、拱圈塊連接裝置和帶底拱腳組成的新型拱結(jié)構(gòu)。薄殼既提高拱圈塊的耐壓又消除拱的拉力。
文檔編號E01D1/00GK1068381SQ9210145
公開日1993年1月27日 申請日期1992年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月2日
發(fā)明者謝錫范, 楊晴萱 申請人:謝錫范