專利名稱：封閉橋梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于形成通道來(lái)運(yùn)輸材料，用于行人和腳踏車交通和用于個(gè)人等的封 閉超輕橋梁。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有服務(wù)橋梁、管狀橋梁和輸送機(jī)橋梁包括具有框架構(gòu)造的橋面和壁、底板和頂 板，它們覆蓋承載結(jié)構(gòu)。管路、入口橋面、纜線和類似物位于橋梁內(nèi)且需要支架結(jié)構(gòu)，利用支 架結(jié)構(gòu)將它們從橋梁的框架結(jié)構(gòu)懸置。因此，橋梁的承載結(jié)構(gòu)必須承載覆蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)以及 其支架結(jié)構(gòu)的整個(gè)重量和操作元件使得橋梁的支架結(jié)構(gòu)必須堅(jiān)固且重載。而重載結(jié)構(gòu)需要 在地面或建筑物上以較短間隔支承。這些重載結(jié)構(gòu)建造起來(lái)較慢且昂貴，因?yàn)槠湫枰罅?材料和工作。橋梁截面通常為矩形。這種形狀導(dǎo)致較大抗風(fēng)表面和因此導(dǎo)致高風(fēng)力荷載。
在多雪環(huán)境中在橋梁頂板上聚集的雪導(dǎo)致增加的荷載。橋梁需要在地面或底板上較大的表 面積，因?yàn)橹剌d支承腿常常為寬的A形框架?？傊?，現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)非常重、龐大且昂貴且其 材料成本很高。在國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/FI2006/000218中做出消除上文所述橋梁的缺點(diǎn)的嘗試。所 公開結(jié)構(gòu)是有關(guān)于殼層結(jié)構(gòu)，其中橋梁由在彼此內(nèi)部的兩個(gè)或兩個(gè)以上管形成，這些管附 連到彼此。由于該構(gòu)造，降低了制造和材料成本且構(gòu)造起來(lái)更快。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意圖形成殼層結(jié)構(gòu)橋梁，其比先前的橋梁更堅(jiān)固且更可靠。本發(fā)明是基于位于殼層結(jié)構(gòu)內(nèi)的至少一個(gè)橫向桁架結(jié)構(gòu)。更具體而言，根據(jù)本發(fā)明的橋梁以獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分所述的內(nèi)容為特征。在從屬權(quán)利要求中更詳細(xì)地描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例。借助于本發(fā)明得到很多優(yōu)點(diǎn)。形成為殼和/或小室/殼層結(jié)構(gòu)的橋梁的最終強(qiáng)度通常由其縱向抗彎強(qiáng)度決定， 且因此可小于橋梁的結(jié)構(gòu)剛度，而橋梁的強(qiáng)度不是這樣。殼層結(jié)構(gòu)中材料厚度在原則上可 很小，但仍存在這樣的危險(xiǎn)由于荷載峰值或來(lái)自意外方向的荷載導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌。隨著支 承件的跨度增加，結(jié)構(gòu)剛度也會(huì)變?nèi)?，且即使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可能是足夠的，也可能會(huì)發(fā)生這種情 況，其不足的剛度和隨后發(fā)生的變形將需要例如增加材料厚度。由于由薄板制成的殼層結(jié) 構(gòu)所需的材料量隨著材料厚度增加而迅速地增加，這也將會(huì)導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)的成本和重量的迅 速增加。在根據(jù)本發(fā)明的解決方案中，該結(jié)構(gòu)由桁架結(jié)構(gòu)從內(nèi)部支撐，利用桁架結(jié)構(gòu)，與增 加材料厚度或以某種其它方式支承結(jié)構(gòu)相比，相對(duì)于重量和材料成本有利地增加了剛度和 抗縱向彎曲強(qiáng)度。在計(jì)算上證明能借助于桁架結(jié)構(gòu)顯著地增加了橋梁的剛度和抗縱向彎曲 強(qiáng)度。如已知的那樣，桁架結(jié)構(gòu)易于制造且可以許多不同方式附接到橋梁的殼和/或小
室/殼層結(jié)構(gòu)上。


在下文中，將參看附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖1示出殼層結(jié)構(gòu)橋梁的示意縱向截面圖。圖2示出圖1的橋梁的橫向截面圖。
具體實(shí)施例方式在下文中描述的結(jié)構(gòu)意圖結(jié)合在國(guó)際申請(qǐng)PCT/FI 2006/000218中所公開的封閉 橋梁使用。因此，在本文中將不再較詳細(xì)地描述橋梁本身和可選結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，而前述申請(qǐng)的 文本的相關(guān)部分結(jié)合在本說(shuō)明中。根據(jù)本發(fā)明的封閉橋梁包括內(nèi)管2和外管9，內(nèi)管2界定橋梁的內(nèi)部，而外管9形 成外殼。外管9和內(nèi)管2例如通過(guò)螺栓焊接彼此連接以形成兩層的殼層結(jié)構(gòu)。外管2和內(nèi) 管9的形狀可優(yōu)選地為附圖所示的橢圓形、圓形或某些其它希望的形狀。管道10位于在外 管9與內(nèi)管之間保留的空間中，管道10可用作電纜、通信電纜等的空間，或者作為水、蒸汽 或其它材料的輸送空間。這些管道10附接到內(nèi)管2的外表面且相應(yīng)地附接到外管9的內(nèi) 表面，且因此形成將外管9、內(nèi)管2系接成一體的殼、小室或套管結(jié)構(gòu)的支承件。此外，管道 借助于例如焊縫4彼此附接以進(jìn)一步增加結(jié)構(gòu)剛度。除了管道10之外，外管和內(nèi)管可利用 額外支承件(例如，套管結(jié)構(gòu)或在橋梁中形成分割平面的支承鋼6)彼此固定。此外，該結(jié) 構(gòu)由橋梁的中間隔板和制造模塊的端部隔板8支承。在此實(shí)例中，人行道11和輸送帶12 位于橋梁內(nèi)部。內(nèi)部空間可自由地用于各種結(jié)構(gòu)，且如果可需要，可以被加壓或者被充滿蒸 汽或甚至惰性氣體。在此實(shí)例中，橋梁由兩個(gè)模塊形成，其由水平延伸的分割平面13聯(lián)結(jié)，分割平面 13由套管結(jié)構(gòu)或支承鋼6加強(qiáng)。橋梁可包括(例如用于運(yùn)輸)兩個(gè)或兩個(gè)以上的模塊，它 們?cè)诎惭b地點(diǎn)通過(guò)分割平面13彼此附接。分割平面13在結(jié)構(gòu)上可為套管、小室、加固件或 某些其它類似結(jié)構(gòu)。模塊之間的接合可通過(guò)將它們焊接或栓接在一起或某種其它方式形 成。通過(guò)利用模塊形成橋梁，使之盡可能在工廠預(yù)制，從而使制造更有效且自動(dòng)化，且在安 裝地點(diǎn)對(duì)橋梁的實(shí)際組裝將是迅速的。由承載豎直荷載和水平荷載的分割平面13形成的 結(jié)構(gòu)6經(jīng)得住力矩應(yīng)力，且其作用是防止橋梁縱向彎曲。在此實(shí)例中，橋梁的一個(gè)單元包括 兩個(gè)模塊，即，上部成形件14和下部成形件15。每個(gè)成形件14、15的外管9部分和內(nèi)管2 部分利用隔板8彼此附接，隔板8可位于預(yù)制模塊端部和/或沿著模塊長(zhǎng)度的合適間隔處。 隔板8的作用在于將外管9和內(nèi)管2系接到彼此且加固該結(jié)構(gòu)。隔板可以是彎曲的，朝向 橋梁內(nèi)部伸展，從而在其所處的位置留有通道。通過(guò)使隔板構(gòu)造在這些位置成為壁或門，隔 板構(gòu)造也可用于在所希望的位置封閉橋梁截面。此外，可使用端部隔板8來(lái)將橋梁?jiǎn)卧?合在一起?？赏ㄟ^(guò)例如焊接、栓接、鉚接或某些其它已知方式做出接合。上部成形件14和 下部成形件15可包括一或多個(gè)管、套管或小室，其通過(guò)焊接或栓接或某些其它方式接合在 一起。該結(jié)構(gòu)將承載豎直和水平荷載并經(jīng)得住力矩應(yīng)變。以此方式形成的模塊是獨(dú)立剛性 結(jié)構(gòu)且因此易于在安裝期間運(yùn)輸和搬運(yùn)。在工廠條件下，也易于在模塊中制作濕氣屏障或 絕熱層，在此情況下，其位于模塊的外管9外表面中。可通過(guò)澆注、噴涂、軋制、包裹或以某種其它合適方式附接(例如，通過(guò)膠合)來(lái)制作絕熱層和濕氣隔離層。
桁架結(jié)構(gòu)1位于橋梁內(nèi)部，以增加其剛度和縱向抗彎曲強(qiáng)度。在該實(shí)例的情況下，桁架結(jié)構(gòu)ι位于橋梁的豎直軸線上且由豎直支承件16和傾斜支承件17形成。傾斜支承件 從豎直支承件16的上端延伸到下端以形成桁架結(jié)構(gòu)，并因此形成三角形桁架。這種桁架堅(jiān) 固且較輕。除了豎直桁架外，可以使用水平桁架或傾斜桁架，同時(shí)支承桁架可從中心或水平 線拉到側(cè)部。豎直桁架結(jié)構(gòu)1通過(guò)焊接、栓接或某些其它類似方式在內(nèi)管2的位置5附接到上 部成形件14和下部成形件15，或者附接到下部成形件中相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，其可為管、套管、小 室、制成其它形狀的加固件或某些其它類似支承結(jié)構(gòu)。在圖1和圖2的示例中，桁架的豎直 支承件16和傾斜支承件的端部位于端部隔板和中間隔板中，使得它們提供強(qiáng)支承。豎直桁 架結(jié)構(gòu)在豎直方向加固該封閉橋梁。桁架結(jié)構(gòu)的作用是防止橋梁縱向彎曲。豎直桁架結(jié)構(gòu) 將橋梁分成不同通道且可將桁架結(jié)構(gòu)例如用作隔離分隔壁的框架結(jié)構(gòu)或者用作裝置安裝 的支承結(jié)構(gòu)，同時(shí)此外還可存在若干豎直桁架結(jié)構(gòu)。豎直桁架結(jié)構(gòu)通過(guò)焊接或栓接或某種其它類似方式相應(yīng)地附接到成形件側(cè)部，其 中附連位置可為管、套管、小室或制成某種其它形狀的加固件或者某些其它類似的支承結(jié) 構(gòu)。水平桁架結(jié)構(gòu)在橫向加固該封閉橋梁。水平桁架結(jié)構(gòu)可處于不同高度且同時(shí)可支承分 隔面、人行道或設(shè)備擱板，它們可存在多個(gè)。水平桁架結(jié)構(gòu)的作用在于防止橋梁縱向彎曲且相對(duì)于所用材料重量顯著地增加 結(jié)構(gòu)剛度。因此，橋梁具有良好的荷載比。如上文所述，該一個(gè)或多個(gè)桁架結(jié)構(gòu)可以是水平的、豎直的或傾斜于這些平面設(shè) 置。一或多個(gè)桁架也可位于該結(jié)構(gòu)中心線側(cè)部，在此情況下，其將形成橋梁內(nèi)部截面中的弦 桿，該弦桿從內(nèi)管表面上的一點(diǎn)延伸到相對(duì)表面上的一點(diǎn)。除了在該實(shí)例中所述的簡(jiǎn)單三 角形結(jié)構(gòu)外，桁架可被制成多三角結(jié)構(gòu)，或者其可包括多邊形或甚至曲線。桁架由彼此附接 的桿形成且承受拉伸和壓縮荷載，這些桿可具有不同輪廓。還可設(shè)想到桁架由纜線或類似 物形成，其例如通過(guò)結(jié)套且然后預(yù)張緊而附接到橋梁上。但是，纜線狀元件僅能承受拉伸荷 載，當(dāng)評(píng)定作用于結(jié)構(gòu)上的應(yīng)變時(shí)和當(dāng)設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)時(shí)必須將這點(diǎn)考慮在內(nèi)。桿、纜線或類似 物在其端部彼此附接，形成節(jié)點(diǎn)，或者它們可為單個(gè)一體件，其中通過(guò)使要加荷載的元件彎 曲而形成節(jié)點(diǎn)。橋梁的截面可以多種方式變化，桁架結(jié)構(gòu)適應(yīng)即時(shí)所用的橋梁截面。橋梁可包括 在其端部附接在一起的多個(gè)橋梁?jiǎn)卧?。管、小室、套管、桿或類似結(jié)構(gòu)的端部之間的接合可 以適合于所用橋梁應(yīng)用的方式形成，換言之，通過(guò)焊接、凸緣接合、栓接、螺紋件、適配器、延 伸部或聯(lián)接件形成。這些接合元件可整體形成于端部隔板中。
權(quán)利要求
一種封閉橋梁，其包括至少一個(gè)外管(9)，其形成所述橋梁的外表面；裝配到所述外管(9)內(nèi)的至少一個(gè)內(nèi)管(2)，其形成所述橋梁的內(nèi)部空間；以及至少一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)(1)，其裝配于所述內(nèi)管(2)內(nèi)且附接到橋梁結(jié)構(gòu)，其由形成至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的元件形成，所述桁架結(jié)構(gòu)形成至少一個(gè)弦桿，所述弦桿從所述內(nèi)管的內(nèi)表面上的一點(diǎn)到所述內(nèi)表面的相對(duì)側(cè)地橫過(guò)所述內(nèi)管，其特征在于，所述桁架(1)是由承受拉伸和壓縮荷載的桿狀元件組裝而成的剛性桁架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁，其特征在于，所述桁架(1)由僅承受拉伸荷載的元件形成。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的橋梁，其特征在于，所述桁架附接到所述內(nèi)管 (2)上。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的橋梁，其特征在于至少一個(gè)隔板(8)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的橋梁，其特征在于，所述橋梁由至少兩個(gè)模塊形 成，所述至少兩個(gè)模塊由分割平面(6)彼此間隔開，可使用分割平面(6)來(lái)組裝模塊結(jié)構(gòu)以 形成橋梁?jiǎn)卧?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的橋梁，其特征在于，所述橋梁?jiǎn)卧ǘ瞬扛舭?8)， 其中存在用于將所述橋梁?jiǎn)卧舜私雍系脑?br> 7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的橋梁，其特征在于，至少一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)(1)是豎直的。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的橋梁，其特征在于至少一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)(1)是水平的。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的橋梁，其特征在于，至少一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)(1)形成 分割所述橋梁內(nèi)部的壁或底板的框架。
全文摘要
封閉橋梁包括至少一個(gè)外管(9)和裝配于該外管(9)內(nèi)的至少一個(gè)內(nèi)管(2)，外管形成該橋梁的外表面且內(nèi)管形成該橋梁的內(nèi)部空間。附接到該橋梁結(jié)構(gòu)上的桁架結(jié)構(gòu)(1)裝配于內(nèi)管(2)內(nèi)且由形成至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)且承受拉伸載荷的元件形成，該桁架結(jié)構(gòu)形成從內(nèi)管內(nèi)表面上的一點(diǎn)到其相對(duì)側(cè)地橫過(guò)內(nèi)管的至少一個(gè)弦桿。
文檔編號(hào)E01D18/00GK101802311SQ200880108165
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者恩西奧·米蒂倫 申請(qǐng)人:恩西奧·米蒂倫