一种折叠桥梁及其使用方法与流程

本发明属于交通桥梁技术领域，具体涉及一种折叠桥梁及其使用方法。

背景技术：

校园景观空间不仅是学校师生休闲、社交和学习的重要场所，更是一个学校校园文化的载体。随着教育理念的转变和师生需求的多样化，校园景观空间设计质量显得愈发重要，就当前校园规划的发展趋势来看，校园景观规划也越来越注重校内师生的人性化需求。此外，由于人工湖具有美化环境，调节小气候等诸多优点，校园景观空间往往规划一定面积的湖面空间。

校园景观空间属于驻留性空间，其道路设计通常将通达性置于次要地位，内部道路多狭窄曲折，增加步行时长的同时也降低了通行能力，而校园师生活动具有集体性和规律性的特点，上下课高峰期人流交通量相对较大，此时校园景观空间往往影响师生此类大规模集体性出行，造成交通拥堵，交通压力大；景观周围的道路往往为车行道，常出现人车混行情况，存有一定的安全隐患。

技术实现要素：

针对现有技术中的技术问题，本发明提供了一种折叠桥梁及其使用方法，能够提高校园景观空间的交通通行能力，当高峰期人流交通量相对较大时，能够避免造成交通拥堵，缓解交通压力；实现景观周围道路上行人和机动车分离通行，防止发生交通事故。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以解决：

一种折叠桥梁，包括至少两个桥梁单元，每个所述桥梁单元分别包括一个支撑台，所述支撑台上设置有若干支承墩，且每个所述支撑墩能够沿所述支撑台滑动；每个所述支撑墩的上端面设置有主梁，每个所述主梁上铰接有两个桥面板，且相邻两个支承墩之间的桥面板铰接，位于所述支撑台两端的两个支承墩上外侧的桥面板通过吊索连接在主塔上，所述主塔固定在所述支撑台上；

当相邻两个支承墩靠近时，相邻两桥面板折叠；当相邻两个支承墩远离时，相邻两桥面板展开；

当相邻两个桥梁单元的桥面板展开时，相邻两桥梁单元之间的桥面板对接。

进一步地，所述支撑台上开设有滑槽，每个所述支撑墩的下端均伸进所述滑槽内，且每个所述支撑墩的下端面均设置有与所述滑槽匹配的滑轮。

进一步地，所述支撑台的横截面呈扇形，所述滑槽沿扇形圆弧方向开设。

进一步地，所述主塔设置在扇形圆弧中点与扇形圆心的连线上。

进一步地，相邻两个支承墩之间的桥面板通过合页轴铰接。

进一步地，相邻两个支承墩之间均设置有用于驱动支承墩滑动的驱动装置。

进一步地，所述驱动装置为液压机，所述液压机固定在所述支撑台上；所述液压机的伸缩杆端与两个连接杆的一端铰接，其中一个连接杆的另一端与一个支承墩铰接，另一个连接杆的另一端与另一个支承墩铰接；

当液压机的伸缩杆伸出时，通过连接杆驱动相邻两个支承墩远离，相邻两桥面板展开；当液压机的伸缩杆缩回时，通过连接杆驱动相邻两个支承墩靠近，相邻两桥面板折叠。

进一步地，所述支撑台上还设置有台梯，所述台梯的底部与所述支撑台固定连接，顶部伸向桥面板。

进一步地，所述主梁为工字钢，支撑墩的上端面与工字钢的下端面固定连接，桥面板的一侧铰接在工字钢的上端面。

一种折叠桥梁的使用方法：需要使用时，控制驱动装置驱动相邻的支承墩互相远离，支承墩带动桥面板展开；使用完毕后，控制驱动装置驱动相邻的支承墩互相靠近，支承墩带动桥面板折叠。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明一种折叠桥梁，将至少两个桥梁单元安装在校园景观空间等驻留性空间场所，具体的，每个桥梁单元均包括一个支撑台，在支撑台上设置多个支承墩，且每个支撑墩均能够沿支撑台滑动，每个支撑墩的上端面均设置有主梁，每个主梁上均铰接有两个桥面板，且相邻两个支承墩之间的桥面板铰接，位于支撑台两端的两个支承墩上外侧的桥面板通过吊索连接在主塔上，主塔固定在支撑台上，吊索起到加固桥梁的作用。这样的结构设计，能够实现桥梁的折叠与展开：当高峰期人流交通量相对较大时，通过控制相邻的两个支撑墩相互远离，进而使得铰接在支撑墩上的主梁上的桥面板随着支撑墩的远离而展开，当相邻两个桥梁单元的桥面板展开时，相邻两桥梁单元之间的桥面板对接，能够供行人快速通过，能够避免造成交通拥堵，缓解交通压力，实现景观周围道路上行人和机动车分离通行，防止发生交通事故；在其余时间段，通过控制相邻的两个支撑墩相互靠近，进而使得铰接在支撑墩上的主梁上的桥面板随着支撑墩的远离而折叠，可利用桥面板折叠后的下部空间设计为具有遮蔽的休憩场所，即室外公园之中的建筑灰空间，并可根据需求设置配套的设施。可见，本发明折叠桥由多个小跨径的桥梁单元组合而成，可根据不同地点的跨径需求进行拼接，大大增加了该桥的通用度和实用性，本发明能够避免新建桥梁对校园原先景观的割裂感并有效解决通行问题，在上下课等特定时间段展开成桥跨越水面，满足交通需求，此时由于其通达功能的体现，景观的驻留性功能削弱；在人员较稀疏时段闭合时形成建筑小品，将桥梁融入景观，并利用折叠后所形成的的空间按各高校的需求提供相应的功能性，有效提高景观空间驻留性功能。

进一步地，在支撑台上开设有滑槽，每个支撑墩的下端均伸进滑槽内，且每个支撑墩的下端面均设置有与滑槽匹配的滑轮，通过滑轮滑槽配合实现支撑墩的滑动，能够有效减少桥梁在展开与折叠时支撑墩与支撑台之间的摩阻力，实现桥梁支撑墩的顺利滑移，提高桥梁的使用寿命。

进一步地，支撑台的横截面呈扇形，滑槽沿扇形圆弧方向开设，可使得折叠桥梁的主梁沿着较小半径完成开闭过程，并减少折叠桥梁在人群密集区或公园的占地面积，从而使桥梁的开闭对于周边环境的影响降低至最小程度。

进一步地，主塔设置在扇形圆弧中点与扇形圆心的连线上，在主梁开闭过程中，斜拉索与主梁始终保持在同一平面内，其受力状态不随着梁的运动而产生较大改变，从而保证传力的稳定性和整体结构的可靠度，并且此位置可进一步减少折叠桥的占地面积，并可与桥墩共用基础，全桥整体性更强。

进一步地，相邻两个支承墩之间的桥面板通过合页轴铰接，结构简单，安装方便，易于施工。

进一步地，驱动装置为液压机，液压机固定在支撑台上，当液压机的伸缩杆伸出时，通过连接杆驱动相邻两个支承墩远离，相邻两桥面板展开；当液压机的伸缩杆缩回时，通过连接杆驱动相邻两个支承墩靠近，相邻两桥面板折叠，便于控制实现桥梁的展开与折叠。

进一步地，在支撑台上设置有台梯，台梯的底部与支撑台固定连接，顶部伸向桥面板，方便行人通过台体登上桥面板。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明折叠后桥面结构主视图；

图2是本发明展开后桥面结构主视图；

图3是本发明展开全桥结构主视图；

图4是本发明展开全桥结构俯视图；

图5是本发明展开全桥结构左视图；

图6是本发明折叠全桥结构主视图。

图7是本发明折叠全桥结构俯视图；

图8是本发明折叠全桥结构左视图；

图9是折叠动力系统展开状态主视图；

图10是折叠动力系统展开状态俯视图；

图11是折叠动力系统闭合状态主视图；

图12是折叠动力系统闭合状态俯视图。

图中：1-主梁；2-支承墩；3-桥面板；4-合页轴；5-吊索；6-主塔；7-支承台；8-滑槽；9-台梯；10-驱动装置；11-连接杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

作为本发明的某一优选实施方式，本发明一种折叠桥梁，包括至少两个桥梁单元，如图3至图8所示，每个桥梁单元分别包括一个支撑台7，支撑台7上均设置有若干支承墩2，且每个支撑墩2均能够沿支撑台7滑动，优选的，支撑台7的横截面呈角度为90°的扇形。支撑墩2沿支撑台7滑动的具体结构设计如图4和图7所示，在支撑台7上开设有滑槽8，滑槽8沿扇形圆弧方向开设，每个支撑墩2的下端均伸进滑槽8内，且每个支撑墩2的下端面均设置有与滑槽8匹配的滑轮。

如图3至图8所示，每个支撑墩2的上端面均固定连接有主梁1，每个主梁1上均铰接有两个桥面板3，且相邻两个支承墩2之间的桥面板3铰接，具体的，主梁1为工字钢，支撑墩2的上端面与工字钢的下端面固定连接，桥面板3的一侧铰接在工字钢的上端面；相邻两个支承墩2之间的桥面板3通过合页轴4铰接，合页轴4类似于连接门框与门扇的合页那样的铰接件。在支撑台7上固定安装有一个主塔6，位于支撑台7两端的两个支承墩2上外侧的桥面板3通过吊索5连接在主塔6上。优选的，如图4和图7所示，主塔6设置在扇形圆弧中点与扇形圆心的连线上。在支撑台7上还设置有台梯9，台梯9的底部与支撑台7固定连接，顶部伸向桥面板3，当桥面展开时，行人通过台梯9登上桥面。

在相邻两个支承墩2之间均设置有用于驱动支承墩2滑动的驱动装置10，具体的，如图9至图12所示，驱动装置10为液压机，液压机固定在支撑台7上，液压机的伸缩杆端与两个连接杆11的一端铰接，其中一个连接杆11的另一端与一个支承墩2铰接，另一个连接杆11的另一端与另一个支承墩2铰接。

如图9和图10所示，当液压机的伸缩杆伸出时，伸缩杆通过连接杆11驱动相邻两个支承墩2远离，相邻两桥面板3展开形成桥面，供行人通行。如图11和图12所示，当液压机的伸缩杆缩回时，伸缩杆通过连接杆11驱动相邻两个支承墩2靠近，相邻两桥面板3折叠。

结合图2和图10所示，本发明的桥梁在需要使用时，通过控制驱动装置10的伸缩杆伸出，进而驱动相邻的支承墩2沿滑槽8滑动远离，支承墩2的远离能够带动桥面板3展开形成桥面，相邻的两个桥梁单元之间的桥面板3在展开后能够完全对接，形成横跨水面的桥梁。

结合图1和图12所示，在使用完毕后，通过控制驱动装置10的伸缩杆缩回，进而驱动相邻的支承墩2沿滑槽8滑动靠近，支承墩2的靠近能够带动桥面板3折叠，且相邻两支承墩2之间通过合页轴4铰接的两桥面板3向上折叠。

在本发明的某一优选具体实施例中：

主梁1采用钢主梁作为悬臂梁支撑桥面板3，最边上的两条钢主梁用钢索悬吊至主塔6的顶部。本实施例包括四个桥梁单元，每个桥梁单元包括九块桥面板3，桥面板3在钢主梁处可向上折叠，在合页轴4处可向下折叠。桥的展开与折叠采用电动液压杆作为动力装置，动力装置安装在支撑台7上，型号为ytz1000-/110电液推杆以适用往复推拉直线运动，可提供1000kgf推力及750kgf拉力，满足结构受力要求。

本实施例中的桥面板3长度不同，在最长梁处采用斜拉索辅助受力，其余各梁为单悬臂梁，单桥长15m，四各桥梁单元的桥面板3展开组合拼接后的长度为62m。桥面板3的材料为钢板，厚度为20mm。

主塔6高6m，主体受力构件截面形状为圆柱，采用钢管混凝土材料，索塔采用c50微膨胀混凝土，通过钢管对核心混凝土施加环向预应力，外部造型为螺旋上升式几何体拼接造型，通过薄钢板遮蔽于圆柱之外，不参与受力。

拉索直径为45mm，采用1860钢绞线制成，弹模为1.95x10⁸kn/m2，泊松比0.3，线膨胀系数1.2x10^-51/[c]，重78.5kn/m³，阻尼比0.02。拉索布置于最长梁外侧，不会对桥面净空产生影响，故对行人通行不会有负面作用。

主梁1采用工字型钢梁，在截面变化处肋板进行加厚处理以满足较大弯矩的受力要求。

桥梁安装的基础采用钻孔灌注桩，共有2x2＝4根桩，桩长14m，桩径0.8m，桩中心距纵桥向2.5m，横桥向为2.5m。支撑台7厚2m，顺桥向宽4.5m，横桥向宽4.5m。

本实施例斜拉悬臂组合体系桥是由高强度钢索(拉索)、主塔和主梁构成的组合体系。利用由塔柱引出的斜向拉索悬吊外侧最长主梁，拉索提供多点弹性支承，使主梁弯矩、挠度显著减小，提升桥梁跨越能力。同时建筑高度小，主梁轻巧，既能充分满足桥下净空需要，又有利于桥型美观，受力合理，斜索拉力的水平分力为主梁提供预抛高，可提高主梁的抗变形能力。

本实施例的施工方法如下：

1.钢桩基础施工：

测量定位放线→桩机安装→桩机移动就位→吊桩→插桩→锤击下沉→接桩→锤击至设计深度→内切钢桩→精割→戴帽

2.桥梁主体施工：

动力装置设置→钢管混凝土塔柱施工→临时支架搭设→钢桁架运输→悬臂梁吊装→桥面板拼装(包括参数化板壳拼装)→临时支架拆除。

当然，本发明也可应用于城市建设中，由于其构件标准化、结构整体化，加之其特殊构造所带来的较小的展开路径和占地，使其可以优异的隐藏于城市建筑中，从而可以较好的解决在城市中由于人行天桥的高度较低，影响公路交通运输的限高、驾驶员视线阻挡等情况的产生。

具体的，城市建设中，设计首先需要解决就是功能组织和交通规划。基于可折叠桥的结构特性，在大数据时代下，其至少兼具业态及交通两种的功能属性能够大大降低城市功能组织与交通规划的复杂性，能够有效协调两者之间存在的潜在矛盾，实现城市空间的多功能复合应用(如不同时段错峰出行的应用等)，提高城市效率，有利于韧性城市的发展。

在其未来商业化运营推广中，对于规模庞大，业态众多的商业综合体，业态布局和动线规划更加复杂，更为重要。因此功能复合、弹性灵活的可折叠桥在城市商业综合体等类似职能区域周边更具有十足的开发潜力。不仅如此，可折叠桥工作原理本身的特殊性便可使之成为城市中一道独一无二的风景线，其必定对商业综合体(或类似职能区域)商用等功能起到莫大的促进作用，并在商业综合体的功能辐射下，蕴含十分巨大的商业价值。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。