專(zhuān)利名稱(chēng)：具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于橋梁建筑技術(shù)特別是長(zhǎng)跨度和超長(zhǎng)跨度的橋梁領(lǐng)域，具體 的涉及一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、抗壓強(qiáng)度高，且能夠根據(jù)承重的變化合理調(diào)整拱起 度的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁。
背景技術(shù)：
隨著鐵路、道路和橋梁建設(shè)的發(fā)展，橋梁向更大跨度的柔性結(jié)構(gòu)發(fā)展中， 以滿足相應(yīng)建設(shè)的需要，大跨度的橋梁首要解決的是在氣動(dòng)及行車(chē)動(dòng)力響應(yīng)下 結(jié)構(gòu)的安全及穩(wěn)定問(wèn)題以及在高速行車(chē)條件下的人身安全及舒適度的要求。由 于承重和穩(wěn)定安全的需要，目前主要采用鋼筋混凝土作為大跨度和超大跨度橋 梁的承重主體結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，但隨著時(shí)間的推移，其腐蝕、劣 化問(wèn)題不斷發(fā)生，以鋼材銹蝕最為常見(jiàn)，這不僅影響工程結(jié)構(gòu)的正常使用和壽 命，還在很大程度上產(chǎn)生工程安全和事故隱患。
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)是近年來(lái)在土木工程中應(yīng)用日益廣泛的一種新型 的結(jié)構(gòu)材料。它具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕等顯著優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)、 圍護(hù)防腐等方面得到了很好的應(yīng)用。隨著FRP材料的優(yōu)越性能逐漸為工程界所 認(rèn)可，國(guó)外許多工程開(kāi)始將它應(yīng)用于新建的橋梁中，甚至是大跨度橋梁中。從 上世紀(jì)70年代開(kāi)始，F(xiàn)RP材料就開(kāi)始在橋梁工程中嘗試應(yīng)用。英國(guó)、美國(guó)和以 色列最先應(yīng)用這種新型材料作為建筑結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)中的主要構(gòu)件，當(dāng)時(shí)大多 采用的是GFRP (玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，即玻璃鋼)。
目前的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在橋梁建設(shè)的應(yīng)用中，均采用橫向排列的箱式碳 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為主體，通過(guò)多個(gè)箱式主體的排列形成橋體，其雖然具有 質(zhì)量輕，強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但還是存在如下問(wèn)題首先是其承重性能無(wú)法與鋼構(gòu) 混凝土相比，在很多橋梁建設(shè)中受限，其次是該材料的局部位置的抗沖擊強(qiáng)度 低于鋼筋混凝土，容易因?yàn)榧?xì)小部位的強(qiáng)沖擊力而發(fā)生形變和破壞，最后是延 展性能較差，三維方向的剛度尚不能滿足長(zhǎng)跨度橋梁建設(shè)的需要。本案發(fā)明人曾經(jīng)發(fā)明了一種具有中空腹結(jié)構(gòu)、抗拉抗彎和彈性模量較高， 自身重量輕的中空型梁以及采用中空型梁的橋梁主體，該中空型梁可以作為橋 梁的承重主體，明顯提高橋梁的抗壓能力并較低施工難度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn) 整個(gè)橋梁主體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度雖然非常高，但是在某些情況下無(wú)法滿足長(zhǎng)跨度或具 有特殊承重要求的橋梁需要。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種整體牢固和穩(wěn)定性較高，組裝配合緊密并具 有優(yōu)異承載強(qiáng)度的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，它不僅具有施工和安裝快捷，牢 固性和承重性能佳的特點(diǎn)，還能根據(jù)承重的不同合理的將對(duì)橋梁主體的壓力轉(zhuǎn) 換為拉緊索的張力，通過(guò)形變縮減實(shí)際承重對(duì)橋梁主體的壓力，其能夠適用于 各種長(zhǎng)跨度橋梁的施工安裝，其承重強(qiáng)度可以達(dá)到現(xiàn)有鋼混結(jié)構(gòu)的橋梁承重體。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下
一種具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，包括組成橋梁的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的單梁 體，其特征在于所述橋梁包括內(nèi)部具有沿梁體長(zhǎng)度方向延伸的中孔的復(fù)數(shù)個(gè)單 梁體并列組成的橋梁主體，橋梁主體的兩端拉緊設(shè)置有拉緊索，橋梁主體在拉 緊索的拉緊下中部呈向上突起的拱形結(jié)構(gòu)，所述連接橋梁主體的拉緊索的另一 端連接設(shè)置一活動(dòng)軸承組件，活動(dòng)軸承組件的上部連接一剛性支撐體，所述剛 性支撐體的上端與橋梁主體的下端面固定。
所述單梁體為具有沿單梁體長(zhǎng)度方向設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)中孔的多孔梁，單梁體 的內(nèi)腔設(shè)置有兩縱向和兩橫向交叉分布的筋板，所述筋板和單梁體的外壁間形 成所述復(fù)數(shù)個(gè)截面為方形結(jié)構(gòu)的中孔。
所述拉緊索包括分別連接橋梁主體兩端的兩拉緊索，所述兩拉緊索的另一 端分別連接活動(dòng)軸承組件的一活動(dòng)軸承，所述活動(dòng)軸承可以在活動(dòng)軸承組件內(nèi) 滑動(dòng)。
所述拉緊索分別連接設(shè)置橋梁主體兩端部的下方，所述拉緊索為復(fù)數(shù)根并 列設(shè)置的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料橋索。
所述每個(gè)單梁體的兩端均連接設(shè)置一或兩根拉緊索，所述橋梁主體的兩端 扣裝有封閉鋼板，所述封閉鋼板將單梁體的各中孔封閉成獨(dú)立的空間，封閉鋼 板與多孔梁的端部螺栓或鉚釘固定，拉緊索分別固定在各對(duì)應(yīng)單梁體中下方的 封閉鋼板上。，剛性支撐體的上端與橋梁主體的中部 底端面固定。
所述單梁體間并行排列并沿橋梁主體的長(zhǎng)度方向延伸，每個(gè)單梁體的一外
壁轉(zhuǎn)角處設(shè)置凸部，另一側(cè)外壁設(shè)置有與之配合的凹部，彼此相鄰的單梁體的 凹部與另一單梁體的凸部配合扣裝形成所述橋梁主體。
所述單梁體的上、下外壁向一側(cè)延伸，形成兩個(gè)凸部，所述上、下外壁的 另一側(cè)向內(nèi)凹陷，形成兩個(gè)與所述凸部配合的凹部。
所述橋梁主體的兩端扣裝封閉鋼板，所述封閉鋼板將單梁體的各中孔封閉 成獨(dú)立的空間，封閉鋼板與單梁體的端部螺栓或鉚釘固定，所述封閉鋼板的下 方設(shè)置有拉緊索固定件，復(fù)數(shù)根拉緊索拉緊設(shè)置在兩封閉鋼板間。
所述橋梁主體的兩端扣裝封閉鋼板，所述封閉鋼板將單梁體的各中孔封閉 成獨(dú)立的空間，封閉鋼板與單梁體的端部螺栓或鉚釘固定，所述封閉鋼板的側(cè) 端面設(shè)置有拉緊索固定件，復(fù)數(shù)根拉緊索的兩端分別連接各拉緊索固定件并從 所述橋梁主體的下方與活動(dòng)軸承組件連接。
該具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁所使用的單梁體可采用一次性擠出工藝成型生 產(chǎn)，長(zhǎng)度可以自由選擇，滿足數(shù)千米長(zhǎng)跨度橋梁建設(shè)的需要。該單梁體的截面 可具有九個(gè)矩形腔體，單梁體的外壁和內(nèi)部的兩縱向和兩橫向交叉分布的筋板， 能夠有效地減輕橋梁主體的重量，并提高其承重強(qiáng)度。為保證使用時(shí)多個(gè)單梁 體單排并列設(shè)置形成該橋梁主體后的配合連接性能，在單梁體的左右兩側(cè)可分 別設(shè)置相互配合的兩個(gè)凸部和兩個(gè)凹部，這樣多個(gè)單梁體就可以橫向依次排列 扣接形成一個(gè)寬度滿足需要的承重面。橋梁主體的兩端采用拉緊索進(jìn)行拉緊使 橋梁主體成拱形結(jié)構(gòu)，其承重程度會(huì)較大幅度的增加，同時(shí)又不會(huì)破壞單梁體 和其組成的橋梁主體的結(jié)構(gòu)完整性，使橋梁主體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性能大幅度提高。 而拉緊索又通過(guò)與活動(dòng)軸承組件的連接和活動(dòng)組件與剛性支撐體的連接實(shí)現(xiàn)橋 梁主體的形變力向拉緊索的張力轉(zhuǎn)換的目的。當(dāng)橋梁主體受承重力的變化而發(fā) 生形變時(shí)，該形變通過(guò)剛性支撐體和活動(dòng)軸承組件傳遞給拉緊索，使拉緊索在 受橋梁主體受巨大承重物下壓時(shí)張緊，在承重物小時(shí)候，橋梁主體恢復(fù)原有狀 態(tài)，其由通過(guò)剛性支撐體帶動(dòng)活動(dòng)軸承組件運(yùn)動(dòng)，從而使拉緊索通過(guò)活動(dòng)軸承 實(shí)現(xiàn)移動(dòng)調(diào)節(jié)。該形變和受力轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)使該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的橋梁主體兼具了鋼筋混凝土橋梁所具有的抗拉伸形變的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)更大跨度和較大承重力 的橋梁建設(shè)的需要。
為提高橋梁主體中單梁體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可以在橋梁主體的兩端扣 裝封閉鋼板，兩個(gè)封閉鋼板通過(guò)其扣合外緣與橋梁主體的兩端進(jìn)行螺栓固定， 從而將多個(gè)單梁體合并固定在一起，提高其整合強(qiáng)度。拉緊索可以直接固定在 橋梁主體下方的兩端，也可以通過(guò)在橋梁主體兩端設(shè)置牢固的拉緊索固定件， 實(shí)現(xiàn)拉緊索對(duì)整個(gè)橋梁主體的均衡拉緊作用力。拉索的個(gè)數(shù)可以根據(jù)橋梁主體 的寬度和其采用的單梁體的個(gè)數(shù)確定，可以在每個(gè)單梁體間設(shè)置一組或兩組拉 緊索，也可以在整個(gè)橋梁主體間分布設(shè)置多組拉緊索，但以滿足合理和穩(wěn)定的 拉緊作用力為前提。
本實(shí)用新型的有益效果在于，該具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁的整體牢固和穩(wěn) 定性較高，組裝配合緊密并具有優(yōu)異承載強(qiáng)度，它不僅具有施工和安裝快捷， 牢固性和承重性能佳的特點(diǎn)，還能根據(jù)承重的不同合理的將對(duì)橋梁主體的壓力 轉(zhuǎn)換為拉緊索的張力，通過(guò)形變縮減實(shí)際承重對(duì)橋梁主體的壓力，其能夠適用 于各種長(zhǎng)跨度橋梁的施工安裝，其承重強(qiáng)度可以達(dá)到現(xiàn)有鋼混結(jié)構(gòu)的橋梁承重 體。


圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中橋梁主體的組成結(jié)構(gòu)示意圖3是圖1的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2和圖3所示，該具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁包括組成橋梁的纖維 增強(qiáng)復(fù)合材料的單梁體11，該橋梁還包括內(nèi)部具有沿梁體長(zhǎng)度方向延伸的中孔 的8個(gè)單梁體并列組成的橋梁主體10，單梁體11為具有沿單梁體長(zhǎng)度方向設(shè)置 有9個(gè)中孔的多孔梁，單梁體的內(nèi)腔設(shè)置有兩縱向和兩橫向交叉分布的筋板116， 筋板和單梁體的外壁間形成9個(gè)截面為方形結(jié)構(gòu)的中孔115。單梁體間并行排列 并沿橋梁主體的長(zhǎng)度方向延伸，每個(gè)單梁體的上、下外壁向一側(cè)延伸，形成兩 個(gè)凸部111、 112，上、下外壁的另一側(cè)向內(nèi)凹陷，形成兩個(gè)與凸部配合的凹部 113和114。彼此相鄰的單梁體的凹部與另一單梁體的凸部配合扣裝形成橋梁主
7體。
橋梁主體的兩端拉緊設(shè)置有拉緊索31、 32，橋梁主體10在拉緊索的拉緊下 中部呈向上突起的拱形結(jié)構(gòu)，連接橋梁主體的拉緊索31和32的另一端連接設(shè) 置一活動(dòng)軸承組件，活動(dòng)軸承組件的上部連接一剛性支撐體50，該剛性支撐體 可選用鋼構(gòu)架，剛性支撐體50的上端與橋梁主體10的下端面固定。
拉緊索分別連接設(shè)置橋梁主體兩端部的下方，該拉緊索為復(fù)數(shù)根并列設(shè)置 的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料橋索。每個(gè)單梁體的兩端均連接設(shè)置一或兩根拉緊索，橋 梁主體的兩端扣裝有封閉鋼板21、 22，封閉鋼板將單梁體的各中孔封閉成獨(dú)立 的空間，封閉鋼板與多孔梁的端部螺栓23固定，拉緊索分別固定在各對(duì)應(yīng)單梁 體中下方的封閉鋼板上?；顒?dòng)軸承組件設(shè)置在橋梁主體下方中部位置，活動(dòng)軸 承組件包括兩活動(dòng)軸承41、 42和活動(dòng)軸承支撐體40，兩活動(dòng)軸承與連接橋梁主 體兩端的拉索連接，活動(dòng)軸承支撐體40與剛性支撐體50固定，剛性支撐體50 的上端與橋梁主體10的中部底端面固定。
在橋梁上存在較大承重物時(shí)，其橋梁主體受重力影響而發(fā)生形變，該形變 通過(guò)剛性支撐體向活動(dòng)軸承組件施加壓力，在該壓力下活動(dòng)軸承組件下壓產(chǎn)生 橫向拉緊左右拉緊索的拉伸力，從而使該垂直的承重壓力轉(zhuǎn)化為水平方向的拉 伸力，提高了橋梁的承重性能和良好的調(diào)節(jié)性能。在該承重物通過(guò)橋梁之后， 橋梁主體恢復(fù)其原有拱起度，并通過(guò)剛性支撐體帶動(dòng)活動(dòng)軸承組件復(fù)位，通過(guò) 活動(dòng)軸承可以實(shí)現(xiàn)拉緊索的原有拉緊角度不受影響。
權(quán)利要求1.一種具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，包括組成橋梁的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的單梁體，其特征在于所述橋梁包括內(nèi)部具有沿梁體長(zhǎng)度方向延伸的中孔的復(fù)數(shù)個(gè)單梁體并列組成的橋梁主體，橋梁主體的兩端拉緊設(shè)置有拉緊索，橋梁主體在拉緊索的拉緊下中部呈向上突起的拱形結(jié)構(gòu)，所述連接橋梁主體的拉緊索的另一端連接設(shè)置一活動(dòng)軸承組件，活動(dòng)軸承組件的上部連接一剛性支撐體，所述剛性支撐體的上端與橋梁主體的下端面固定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，其特征在于所述單梁 體為具有沿單梁體長(zhǎng)度方向設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)中孔的多孔梁，單梁體的內(nèi)腔設(shè)置有兩縱向和兩橫向交叉分布的筋板，所述筋板和單梁體的外壁間形成所述復(fù)數(shù)個(gè) 截面為方形結(jié)構(gòu)的中孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，其特征在于所述拉緊 索包括分別連接橋梁主體兩端的兩拉緊索，所述兩拉緊索的另一端分別連接活 動(dòng)軸承組件的一活動(dòng)軸承，所述活動(dòng)軸承可以在活動(dòng)軸承組件內(nèi)滑動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，其特征在于所述拉緊索分別連接設(shè)置橋梁主體兩端部的下方，所述拉緊索為復(fù)數(shù)根并列設(shè)置的纖維 增強(qiáng)復(fù)合材料橋索。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，其特征在于所述每個(gè) 單梁體的兩端均連接設(shè)置一或兩根拉緊索，所述橋梁主體的兩端扣裝有封閉鋼 板，所述封閉鋼板將單梁體的各中孔封閉成獨(dú)立的空間，封閉鋼板與多孔梁的 端部螺栓或鉚釘固定，拉緊索分別固定在各對(duì)應(yīng)單梁體中下方的封閉鋼板上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，其特征在于所述活動(dòng)軸承組件設(shè)置在橋梁主體下方中部位置，所述活動(dòng)軸承組件包括兩活動(dòng)軸承和 活動(dòng)軸承支撐體，所述兩活動(dòng)軸承與連接橋梁主體兩端的拉索連接，活動(dòng)軸承 支撐體與剛性支撐體固定，剛性支撐體的上端與橋梁主體的中部底端面固定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，其特征在于所述單梁 體間并行排列并沿橋梁主體的長(zhǎng)度方向延伸，每個(gè)單梁體的一外壁轉(zhuǎn)角處設(shè)置 凸部，另一側(cè)外壁設(shè)置有與之配合的凹部，彼此相鄰的單梁體的凹部與另一單 梁體的凸部配合扣裝形成所述橋梁主體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，其特征在于所述單梁 體的上、下外壁向一側(cè)延伸，形成兩個(gè)凸部，所述上、下外壁的另一側(cè)向內(nèi)凹 陷，形成兩個(gè)與所述凸部配合的凹部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，其特征在于所述橋梁 主體的兩端扣裝封閉鋼板，所述封閉鋼板將單梁體的各中孔封閉成獨(dú)立的空間， 封閉鋼板與單梁體的端部螺栓或鉚釘固定，所述封閉鋼板的下方設(shè)置有拉緊索 固定件，復(fù)數(shù)根拉緊索拉緊設(shè)置在兩封閉鋼板間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，其特征在于所述橋 梁主體的兩端扣裝封閉鋼板，所述封閉鋼板將單梁體的各中孔封閉成獨(dú)立的空 間，封閉鋼板與單梁體的端部螺栓或鉚釘固定，所述封閉鋼板的側(cè)端面設(shè)置有 拉緊索固定件，復(fù)數(shù)根拉緊索的兩端分別連接各拉緊索固定件并從所述橋梁主 體的下方與活動(dòng)軸承組件連接。
專(zhuān)利摘要具有承重形變結(jié)構(gòu)的橋梁，包括組成橋梁的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的單梁體，所述橋梁包括內(nèi)部具有沿梁體長(zhǎng)度方向延伸的中孔的復(fù)數(shù)個(gè)單梁體并列組成的橋梁主體，橋梁主體的兩端拉緊設(shè)置有拉緊索，橋梁主體在拉緊索的拉緊下中部呈向上突起的拱形結(jié)構(gòu)，所述連接橋梁主體的拉緊索的另一端連接設(shè)置一活動(dòng)軸承組件，活動(dòng)軸承組件的上部連接一剛性支撐體，所述剛性支撐體的上端與橋梁主體的下端面固定。該橋梁的整體牢固和穩(wěn)定性較高，組裝配合緊密并具有優(yōu)異承載強(qiáng)度，不僅具有施工和安裝快捷，牢固性和承重性能佳的特點(diǎn)，還能根據(jù)承重的不同合理的將對(duì)橋梁主體的壓力轉(zhuǎn)換為拉緊索的張力，其能夠適用于各種長(zhǎng)跨度橋梁的施工安裝。
文檔編號(hào)E01D19/00GK201367552SQ20082018024
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
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