[发明专利]通过圆盘节点连接的空间网架轻钢步行桥及其施工方法

说明书

本发明公开了通过圆盘节点连接的空间网架轻钢步行桥及其施工方法，包括步道结构和扶手结构；所述扶手结构设置在步道结构的上部两侧，所述步道结构由多个网架结构排列而成；所述网架结构是由十二根杆件组成的立方体或长方体结构，在八个顶点处分别连接一根斜杆，八根斜杆在网架结构中心处连接；所述杆件之间、杆件与斜杆之间以及斜杆之间都通过圆盘节点连接。本发明采用空间网架结构，提高了竖向、侧向的双向整体刚度，解决了扶手结构受压面外失稳的问题，使杆件受力均匀，并且通过圆盘节点连接杆件，有效提高节点的强度。本发明涉及桥梁建筑技术领域。

技术领域

本发明涉及桥梁建筑技术领域，特别涉及通过圆盘节点连接的空间网架轻钢步行桥及其施工方法。

背景技术

现代城市建设伴随着必不可少的交通设施，对于人群密集的都市通常采用人行天桥、地下通道等实现道路两侧的连通，便于行人出行。相比与道路设施一起建成的地下通道，人行天桥的设置更加灵活和便捷。

传统人行天桥如混凝土桥和钢箱梁桥技术成熟，但施工工期久，单位造价高，建成后即为永久设施，维修更换代价高。近些年来，我国出现了以铝合金桥为代表的新型人行桥，此类桥梁存在以下问题：(1)铝合金弹性模量仅为钢材1/3，同时价格昂贵，为保证结构刚度，铝合金构件壁厚通常达到数公分之厚，这有悖结构向更加简洁方向发展的趋势。(2)铝合金结构构件连接技术不如钢结构纯熟，造成施工成本的提升，同时连接可靠性不如钢结构。

冷弯薄壁型钢是一种薄壁钢材，厚度通常为数毫米，由于质轻的特性称为轻钢，轻钢结构的经济成本不高于传统热轧钢结构。此外，在施工中大部分采用螺栓连接，避免焊接造成的质量可变性。但轻钢结构广泛应用于低层住宅领域，对于其构件刚度不及传统钢结构的认知阻碍了轻钢在于人行桥领域的应用。

对于目前屈指可数的轻钢人行桥结构，存在以下不足：(1)跨度有限，轻钢构件线刚度弱于传统钢结构构件，但轻钢构件同时具有布置灵活和安装便捷的优势，暂无从结构自身进行优化的案例。(2)目前少有的轻钢人行桥中多通过多支撑提高结构的竖向刚度，但这无法改善结构侧向刚度，容易造成侧向舒适性不足的问题。(3)钢结构易发生失稳，对于构件尤其是易受侧向荷载的扶手结构的失稳问题缺乏考虑。(4)节点的连接强度较弱，沿桥长度方向容易出现刚度分布不均匀，材料利用不均匀的现象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种通过圆盘节点连接的空间网架轻钢步行桥，该步行桥具有较高的双向整体刚度和节点强度。

本发明的另一个目的在于提供了一种通过圆盘节点连接的空间网架轻钢步行桥的施工方法。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：通过圆盘节点连接的空间网架轻钢步行桥，包括步道结构和扶手结构；所述扶手结构设置在步道结构的上部两侧，所述步道结构由多个网架结构排列而成；

所述网架结构是由十二根杆件组成的立方体或长方体结构，在八个顶点处分别连接一根斜杆，八根斜杆在网架结构中心处连接；所述杆件之间、杆件与斜杆之间以及斜杆之间都通过圆盘节点连接。

进一步地，网架结构是由四根横杆、四根纵杆以及四根竖杆组成的立方体或长方体；位于扶手结构侧的横杆与纵杆、竖杆、斜杆的连接采用三向1/4圆盘节点；远离扶手结构侧的横杆与纵杆、竖杆、斜杆的连接采用三向半圆盘节点；斜杆之间的连接采用双向交叉圆盘节点。

进一步地，三向1/4圆盘节点共设有四个夹槽。可实现7跟杆件的连接。

进一步地，三向半圆盘节点共设有六个夹槽。可实现11跟杆件的连接。

进一步地，双向交叉圆盘节点共设有五个夹槽。可实现9跟杆件的连接。

进一步地，所述圆盘节点采用圆盘切割或焊接而成。由圆盘切割或焊接而成的圆盘节点强度高于杆件，节点连接强度更高。