[0029] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0030] 实施例一
[0031] 本实施例提供一种技术方案：一种自平衡可拆卸桁架桥梁结构，包括多组支架、多个桁架单元、桥面、多组拉索组件，多个所述桁架单元依次可拆卸连接，所述支架与所述拉索组件的数量相同，多组所述支架对称设置在最外侧的两个所述桁架单元上，所述桥面包括铺设在各所述桁架单元底部的多块钢板，拉索组件的一端与最外侧桁架单元的上端连接，另一端沿着所述支架设置与最外侧桁架单元的下端连接。
[0032] 在本实施例中，所述桁架单元包括多根槽钢、多根钢柱、四个交叉腹杆，多根所述钢柱形成方形框架，所述槽钢分别设置在所述方形框架四角，四个所述交叉腹杆分别设置在所述方形框架四周。
[0033] 在本实施例中，位于外侧的两个相邻所述桁架单元的槽钢之间可拆卸连接。
[0034] 在本实施例中，位于中间的两个所述桁架单元中的任一侧槽钢上设置有C型钢，所述C型钢与该侧槽钢一体成型，与该侧对应的另一侧槽钢与所述C型钢可拆卸连接。
[0035] 在本实施例中，每组所述支架均包括上斜拉支架、底部直拉支架、延伸杆，所述延伸杆由最外侧桁架单元的外侧槽钢下端向外延伸，所述上斜拉支架的一端与最外侧桁架单元的外侧槽钢上端转动连接，另一端与所述延伸杆外端转动连接，所述底部直拉支架的一端与最外侧桁架单元的底部转动连接，另一端与所述延伸杆外端转动连接。
[0036] 在本实施例中，所述上斜拉支架包括一个三联管、两个转动部、三根直管，所述三联管包括三个连接在一起的连接管，三个连接管分别通过三根直管分别与最外侧桁架单元的外侧槽钢上端转动连接、与延伸杆内端连接、与延伸杆外端转动连接；所述底部直拉支架包括一个三联管、两个转动部、三根直管，所述三联管通过三根直管分别与最外侧桁架单元的下端转动连接、与最外侧桁架单元的外侧槽钢下端连接、与延伸杆外端转动连接。
[0037] 在本实施例中，所述转动部包括设置在所述槽钢上的凹槽、设置在所述直管上的插孔，所述凹槽上贯穿设置有与所述插孔相匹配的贯穿孔，所述凹槽与所述直管通过穿过贯穿孔及插孔的插接件实现铰接。
[0038] 在本实施例中，所述拉索组件为钢绞线，所述钢绞线依次穿过两个所述三联管，两端分别与最外侧桁架单元的上端、下端连接。
[0039] 实施例二
[0040] 本实施例提供了一种自平衡可拆卸桁架桥梁结构，具体内容如：
[0041] 1、桥梁基本属性：
[0042] (1)桥梁跨径及桥宽
[0043] 单元：钢桥设计有6个桁架单元，长度分别为5m、4.5m、4m、4.5m、5m；
[0044] 全桥共40m长，钢桥长30m，两端桥墩各5m；
[0045] 桥面全宽7m，分两车道，每车道宽3.5m。
[0046] (2)桥梁主体结构
[0047] 桥梁主体结构包括多个装配式桁架单元1、四组支架3、桥面2与四组拉索组件。桥梁整体结构如图1所示。
[0048] (3)桥梁材料设计
[0049] 各单元采用Q420钢材，钢材具体物理特性如下表：
[0050] 表1物理特性表
[0051]
[0052] 2、桥梁基本框架
[0053] (1)如图2所示，为装配式桁架单元的结构示意图。主体包括槽钢11、钢柱13两个部分，四面使用交叉腹杆12支撑桁架结构，交叉腹杆12设置在桁架结构的上下、两侧四个面上，槽钢11、钢柱13、交叉腹杆12的结构示意图如图3所示。
[0054] 交叉腹杆12的种类有两种，第一种为设置在桁架结构底面的底面交叉腹杆、设置在桁架结构顶部的顶部交叉腹杆，第二种为设置在桁架结构两侧面的侧面交叉腹杆。
[0055] 需要说明的是，在一个装配式桁架单元中，槽钢11的数量为四组，两两对称设置由钢柱13形成的框架前后端，用于与相邻装配式桁架单元中的槽钢11或支架3连接。
[0056] (2)如图4所示，为桥面的局部结构示意图。框架内桥面分别根据框架大小铺设各19、17、15块钢板，钢板结构如图5所示。
[0057] 在本实施例中，装配式桁架内桥面使用了如图5所示的7.5m×0.05m的钢板。
[0058] (3)如图6所示，两端支架上的深色线条表示桥梁的拉索组件，使用直径80mm的高强钢绞线。拉索组件的一端与最外侧桁架单元的上端连接，另一端沿着所述支架3设置并与最外侧桁架单元的下端连接。
[0059] 本实施例桥梁的结构创新之处在于桥梁自身能达到自平衡状态。在拉索组件里，采用了直径为80mm的高强钢绞线。具体连接方式如图7箭头部分所示。拉索组件的设置，使两侧预装在支架内部的高强钢绞线从桁架上弦杆到下弦杆，沿着杆件形成了自上而下的拉力；同时由于桥梁的自重，如图8箭头所示为桥梁的自重受力部分，使桥梁上部受压、下部受拉，桥梁杆件内部高强钢绞线产生的拉力与桥梁自身产生的重力形成了平衡状态，如图9所示。
[0060] (4)桁架单元与支架连接处，最外侧桁架单元1的外侧槽钢11突出端中空，用螺钉螺母将槽钢11与直管33固定铰接(即转动部32)；三根直管33使用图节点结构2所示结构通过高强刚绞线连接，如图10所示。
[0061] 每组支架3均包括上斜拉支架、底部直拉支架、延伸杆34，所述上斜拉支架包括三联管31、两个转动部32、三根直管33、两个所述延伸杆34由最外侧桁架单元1的外侧槽钢11下端向外延伸，所述三联管31包括三个连接在一起的连接管，三个连接管分别通过三根直管33与最外侧桁架单元1的外侧槽钢11上端转动连接、与延伸杆34内端连接、与延伸杆34外端转动连接；所述底部直拉支架包括两组三联管31、多个转动部32、多根直管33，所述三联管31通过三根直管33分别与最外侧桁架单元1的内侧槽钢11下端转动连接、与最外侧桁架单元1的外侧槽钢11下端连接、与延伸杆34外端转动连接。
[0062] 钢绞线穿入三联管31的钢管内部，连接两端的构件，形成拉索，其中，三联管31具体结构如图11a所示，转动部32的具体结构如图11b所示。
[0063] (5)同时在桁架连接点实现了创新，桁架单元1与支架3的连接处，槽钢11突出端中空，用螺钉螺母将槽钢11与直管33固定铰接，实现桥梁可拆卸；外侧桁架单元11的连接处，槽钢11与槽钢11通过螺钉螺母连接，如图12a所示；中间两个桁架单元11的连接处，螺钉螺母将槽钢与C型钢榫卯连接，这种连接设计，实现了桥梁的可拆卸，如图12b所示。
[0064] 本实施例对上述设计思路进行了验证及优化，具体内容如下：
[0065] 1、MIDAS模型建立
[0066] 本实施例的设计模型结构上共有266个单元，85个节点；边界条件中有12个支撑和20个弹性连接。模型如图13所示。
[0067] 本实施例设计赋予桥梁每平方米4吨的荷载，各桥面板单元的尺寸为5mx5m、4.5mx4.5m、4mx4m，最小板单元也可承受64吨的重量。经了解，装甲车的重量在20～30吨左右，在战备时完全可以快速建立本桥梁来使得装甲车通行。经软件分析，可见变形以主桥结构纵向竖向弯曲为主，如表2所示。
[0068] 分析对照变形图例可知，位移峰23.84m。根据桥梁的使用挠度值，该钢架桥挠度许用值为：40000x1/1000＝40mm，初步符合设计要求。根据以上分析验证，建立的基本钢架桥符合设计要求，但仍有优化处理的空间。
[0069] 2、优化设计
[0070] 在本实施例的设计和探索过程中，对槽钢11、钢柱13、底面交叉腹杆、侧面交叉腹杆和拉索的截面尺寸都进行了探索设计和优化。通过表2与表3中数据对比可以看到，初始模型的位移峰值为76.83mm，现在的位移峰值23.84mm,优化后位移峰值减少了68.97％。在未来，将在桁架单元深化设计、构件参数再优化和连接设计再优化等方面进行持续优化，不断改善桥梁设计。
[0071] 表2优化前部分节点位移数据表
[0072]
[0073]
[0074] 表3优化后部分节点位移数据表
[0075] 节点 荷载 DX(mm) DY(mm) DZ(mm) RX(rad]) RY(rad]) RZ(rad])61 1 ‑0.000796 0.00043 ‑23.841486 ‑0.000194 0.000001 0
19 1 ‑0.0007971 0.000493 ‑23.841132 ‑0.000194 0.000001 0
80 1 0.000979 0.493882 ‑23.787384 ‑0.000158 0.000002 0
32 1 0.000984 0.493915 ‑23.786936 ‑0.000158 0.000002 0
69 1 ‑0.37452 0 ‑23.402002 0 0 0
25 1 0.374357 0 23.394015 0 0 0
79 1 ‑0.992127 0.532963 ‑22.718635 ‑0.000117 ‑0.004571 ‑0.000007
31 1 0.993529 0.534663 ‑22.70288 ‑0.000115 0.0045731 0.000007
16 1 0.00012 0.026286 ‑22.447531 ‑0.000128 ‑0.000001 0
59 1 0.000122 0.026236 ‑22.447261 ‑0.000128 ‑0.000001 0
29 1 ‑0.000929 0.363594 ‑22.398411 ‑0.000147 ‑0.000001 0
78 1 ‑0.000934 0.363548 ‑22.39813 ‑0.000147 ‑0.000001 0
57 1 0.056587 0.01056 ‑22.210014 ‑0.000148 ‑0.001708 0.00005
18 1 ‑0.058039 0.009809 ‑22.195324 ‑0.000144 0.001713 ‑0.000051
22 1 0.278075 0 ‑22.050288 0 0 0
67 1 ‑0.27877 0 ‑22.044912 0 0 0
56 1 0.483539 ‑0.01381 ‑21.78306 ‑0.000148 ‑0.001708 0.00005
14 1 ‑0.486391 ‑0.0134971 ‑21.766972 ‑0.000144 0.001713 ‑0.000051
77 1 ‑2.13497 0.560525 ‑21.575796 ‑0.000117 ‑0.004571 ‑0.000007
37 1 2.136667 0.561763 ‑21.559746 ‑0.000115 0.004573 0.000007
28 1 1.045523 0.290285 ‑21.163551 ‑0.000152 0.003247 ‑0.000022
74 1 0.046971 0.288644 ‑21.153255 ‑0.000153 ‑0.003248 0.000022
15 1 ‑0.091249 0.036307 ‑21.053837 ‑0.000095 0.0015541 0.000038
58 1 0.091382 0.037036 ‑21.043706 ‑0.000098 ‑0.001557 ‑0.000039
11 1 ‑0.479818 0.003001 ‑20.665267 ‑0.000095 0.001554 0.000038
54 1 0.4806 0.002836 ‑20.654487 ‑0.000098 ‑0.001557 ‑0.000039
34 1 1.857213 0.333905 ‑20.351866 ‑0.000152 0.003247 ‑0.000022
73 1 858928 0.332498 ‑20.341303 ‑0.000153 ‑0.003248 0.000022[0076] 综上所述，上述实施例的自平衡可拆卸桁架桥梁结构，整体型式和尺寸趋于统一化和标准化，可以进行工业化的预制生产，在一定程度上大大缩短施工周期；结构模块单一，可以拆分为单独构架，满足快速搭建和拆卸，拼接速度快；采用模块化设计，可以根据需要增加减少，实现了跨度自由；结合了桁架结构和自锚式悬索结构的受力特点，形成自平衡体系，不需要支架和大型机械，工程质量容易控制，占用场地少，不受季节影响；同时器材储备大、适合人工拼装架设、适应跨度多样、便于通用车辆运输，具有架设方便、撤收速度快的优点，值得被推广使用。
[0077] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
