阅读说明：本技术 连杆内接式抗压拱形结构 (Connecting rod internal connection type compression-resistant arch structure ) 是由 张发林 于 2018-05-29 设计创作，主要内容包括：一种连杆内接式抗压拱形结构,涉及一种桥梁、水坝、隧道、涵道、真空管道、潜水器、水下探测器、舰、船、圆桶形、圆环形、球形以及建筑物的梁、立柱等的拱形结构。其结构主要由拱圈和连杆组成,连杆依顺序交叉连接于拱形结构拱圈的内圈,连杆除端点外其余部位与拱圈内圈之间均没有固定的连接,连杆由两端向中间收缩时释放的均匀内应力较现有拱形结构更有利于平衡拱形结构的拱圈因外力和自身重量引起的张力和变形,即同等截面积和跨度条件下拱圈能承受更大的甚至数倍以上于未采用连杆的拱形结构的抗压承受力等有益效果。(A connecting rod internal connection type compression-resistant arch structure relates to an arch structure of a bridge, a dam, a tunnel, a culvert, a vacuum pipeline, a submersible, an underwater detector, a ship, a barrel, a ring, a sphere, a beam of a building, an upright post and the like. The structure of the arch ring mainly comprises an arch ring and connecting rods, wherein the connecting rods are sequentially and crossly connected with the inner ring of the arch structure, the other parts of the connecting rods except end points are not fixedly connected with the inner ring of the arch ring, and the uniform internal stress released when the connecting rods shrink from two ends to the middle is more favorable for balancing the tension and deformation of the arch ring of the arch structure caused by external force and self weight than the existing arch structure, namely the arch ring can bear larger compression bearing force even more than several times than the arch structure without the connecting rods under the condition of the same section area and span.)

连杆内接式抗压拱形结构

技术领域

本发明涉及一种桥梁、水坝、隧道、涵道、真空管道、潜水器、水下探测器、潜艇、舰船、圆桶形、圆环形、球形以及建筑物的梁、立柱等的拱形结构。

背景技术

拱形结构的历史较悠久，早在古代就广泛用于桥梁、水坝、涵道和建筑物的梁等，其运用了拱圈的抗压承受力较直梁更均匀的原理，但现有的拱形结构在某些特定的较大的外力作用环境条件下距离客观的需求还有较大的差距。

发明内容

为了克服现有拱形结构拱圈的内外圈受力不够均匀，在承受较大外力作用条件下容易变形拉裂，本发明提供一种连杆内接式抗压拱形结构，该结构能使拱形结构在外力作用下整体内应力分布更均匀。

本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是：一种连杆内接式抗压拱形结构，包括拱圈和连杆，拱圈为任何形式的拱圈，连杆的两端水平连接于拱圈的内圈，连杆与连杆之间互相平行，为了防止连杆因重力弯曲变形，连杆系有系杆，系杆的一端垂直连接于拱圈的内圈，另一端与过渡段圆环的上部连接，连杆水平置于圆环内环的底部，连杆为水平放置于圆环内环的底部而不与圆环连接在一起，圆环内环直径适当大于连杆的直径，使连杆与圆环内环的上顶面有一定的间隙，以防止拱圈受外力作用时外力通过系杆传递给连杆。

优选的，上述连杆内接式抗压拱形结构，连杆依顺序交叉连接于拱圈的内圈，相邻连杆之间为交叉状态，连杆相交不相接，相交方法为一连杆穿过相邻连杆中部的圆环，圆环内径大于连杆直径，圆环内环与连杆之间留有一定的间隙，或相邻连杆为双连杆，双连杆为平行排列，上一连杆呈交叉状态置于双连杆的中间。

进一步的，上述连杆内接式抗压拱形结构，拱圈内圈每一连杆两端点间的内圈段(图7拱圈AB段)接入两组及两组以上的连杆。

进一步的，上述连杆内接式抗压拱形结构，连杆的外部安装有一防护盖。

上述连杆内接式抗压拱形结构，连杆除端点外其余部位与拱圈内圈之间均没有固定的连接，连杆的内应力分布不受拱圈外力的影响。

上述连杆内接式抗压拱形结构的拱圈在外力作用下，拱圈两端向外运动受力部位内凹变形时，连杆由两端向中间产生收缩力并以均匀的内应力平衡拱圈向外的张力和内凹变形。

进一步的，上述连杆内接式抗压拱形结构，所述连杆有一端是通过紧固件与拱圈内圈连接的。紧固件由两个倒梯形组成，紧固件的一端有连杆孔，另一端与拱圈内圈连接，连杆的末端有螺纹和插销孔，安装时连杆穿过紧固件的连杆孔，用螺母紧固连杆，插销加固，其后用焊接的方法把连杆、螺母和插销三者二次加固，紧固件使连杆的内应力得以更充分利用。

本发明的有益效果是，本发明采用的连杆内接式抗压拱形结构充分发挥了拱形结构受力部位连杆内应力均匀分布的特点，在同等的拱形结构整体截面积(包括连杆截面积)和跨度条件下，连杆内接式抗压拱形结构具有更大的甚至数倍以上于未采用连杆的拱形结构的抗压承受力，同理，在同等的跨度和外力作用条件下，连杆内接式抗压拱形结构较未采用连杆的拱形结构具有与之对应的更小的整体截面积(包括连杆截面积)，即更少的材料代价，以及同等的整体截面积(包括连杆截面积)和外力作用条件下，连杆内接式抗压拱形结构较未采用连杆的拱形结构具有与之对应的更大的跨度。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明连杆内接式抗压拱形结构第1个实施例的局部结构示意图。

图2是第2个实施例的局部结构示意图。

图3是第2个实施例的系杆和连杆交汇位置A-A线剖面的剖视图。

图4是连杆内接式抗压拱形结构拱圈紧固件结构示意图。

图5是第3个实施例连杆11和连杆12交叉连接于拱圈内圈的局部结构示意图。

图6是第4个实施例连杆11和连杆14(双连杆)交叉连接于拱圈的局部结构示意图。

图7是第5个实施例连杆11、连杆15和连杆16交叉连接于拱圈的局部结构示意图。

图8是连杆交叉连接交汇位置的结构示意图。

图9是两侧内拱形拱形结构连杆垂直连接于立柱的拱圈结构示意图。

图10是四方内拱形拱形结构连杆垂直连接于立柱的拱圈结构示意图。

图11是两侧内拱形拱形结构连杆交叉连接于立柱的拱圈结构示意图。

图12是四方内拱形拱形结构连杆交叉连接于立柱的拱圈结构示意图。

图13是两侧内拱形拱形结构连杆连接于立柱的拱圈的另一种结构示意图。

图中1.拱圈，2～3.连杆，4.系杆，5.圆环，6.紧固件，7.连杆孔，8.插销孔，9.螺母，10.插销，11～12.连杆，13.防护盖，14.连杆，15～16.连杆，17.圆环，18～20.连杆。

具体实施方式

在图1所示实施例是连杆内接式抗压拱形结构的局部结构图，在实施例中连杆(2)和连杆(3)的两端分别水平连接于拱形结构拱圈的内圈，连杆(2)与连杆(3)互相平行。

在图2所示的另一个实施例中，原理同第一个实施例，不同的是，连杆(2)和连杆(3)系有系杆(4)，系杆(4)的一端垂直连接于拱圈的内圈(1)，另一端与过渡段圆环(5)的上部连接，连杆水平置于圆环内环(5)的底部，连杆(2)或连杆(3)为水平放置于圆环内环(5)的底部而不与圆环(5)连接在一起，圆环内环(5)直径适当大于连杆(2)和连杆(3)的直径，使连杆(2)和连杆(3)与圆环内环(5)的上顶面有一定的间隙。

图4为紧固件(6)结构示意图，图4中连杆(2)穿过连杆孔(7)，螺母(9)紧固连杆(2)，再用插销(10)铆入插销孔(8)加固，紧固件(6)适用于实施例1～5跨度较大的拱形结构的方案之一。

在图5所示的第3个实施例原理同第一个实施例，不同的是，连杆(11)和连杆(12)交叉连接于拱圈内圈(1)，交叉连接有利于减小连杆的跨度。

在图6所示的第4个实施例原理同第3个实施例，不同的是，连杆(12)为双连杆，双连杆(12)为平行排列，上一连杆(11)呈交叉状态置于双连杆(12)的中间。

在图7所示的第5个实施例原理同第3个实施例，不同的是，拱圈内圈(1)每一连杆两端点间的内圈段(拱圈AB段)接入两组及两组以上的连杆(15)和连杆(16)，拱圈内圈(1)的多点受力约束，更有利于抵抗拱圈(1)受外力作用时内凹变形。

在图9所示的第6个实施例是两侧内拱形拱形结构，连杆(18)垂直连接于立柱的拱圈(1)，当立柱拱圈(1)受力变形时，对侧连接拱圈的连杆(18)以均匀的内应力由两端向中间收缩而防止拱圈(1)变形。

在图10所示的第7个实施例是四方内拱形拱形结构，原理同第6个实施例。

在图11所示的第8个实施例是两侧内拱形拱形结构，连杆(19)依顺序交叉连接于立柱的拱圈(1)，原理同第6个实施例。

在图12所示的第9个实施例是四方内拱形拱形结构，连杆(19)依顺序交叉连接于立柱的拱圈(1)，原理同第6个实施例。

在图13所示的第10个实施例是两侧内拱形拱形结构的另一实施例，连杆(20)依顺序交叉连接于立柱的拱圈(1)，原理同第6个实施例。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以根据本技术的基本原理或在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合，但这并不脱离本发明权利要求的保护范围。