專利名稱：快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及橋梁應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是指一種主要用于步道橋和應(yīng)急橋領(lǐng)域并可 以快速拼裝的輕質(zhì)復(fù)合材料桁架橋，具體地說(shuō)是一種快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋。
背景技術(shù)：
橋梁的發(fā)展歷史悠久，我們經(jīng)常見到的多是木橋、石橋、鋼筋混凝土橋和鋼結(jié)構(gòu) 橋，木橋一般用于步道橋，因?yàn)樗某休d能力低，整體性能差，而且耐久性不行，所以它跨度 和應(yīng)用范圍都受到限制；石橋的自身特點(diǎn)更是決定它的局限性；鋼筋混凝土橋和鋼結(jié)構(gòu)橋 多用于公路橋和鐵路橋，可以有較大跨度和承受較大荷載，有他們不可取代的優(yōu)越性，但也 有它們自身不可克服的缺陷，如鋼筋混凝土橋自重大，施工周期長(zhǎng)，耐腐蝕性差，橋梁維修 和防護(hù)困難等問題?，F(xiàn)在將正在大力發(fā)展的拉擠玻璃鋼材料與橋梁工程相結(jié)合，研制可用于災(zāi)害應(yīng)急 拉擠玻璃鋼材料成為應(yīng)急橋梁發(fā)展的方向。FRP (纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料)材料最突出的優(yōu)點(diǎn) 在于它有很高的比強(qiáng)度，即通常所說(shuō)的輕質(zhì)高強(qiáng)，因此采用FRP材料將會(huì)大大減輕結(jié)構(gòu)自 重。在橋梁工程中，使用FRP結(jié)構(gòu)或FRP組合結(jié)構(gòu)作為上部結(jié)構(gòu)可使橋梁的理論極限跨 度大大增加。另外，F(xiàn)RP材料的應(yīng)用還可以減小地震作用。FRP材料具有良好的耐腐蝕性， 可以在酸、堿、氯鹽和潮濕的環(huán)境中抵抗化學(xué)腐蝕，這是傳統(tǒng)材料難以相比的。目前在化工 建筑、地下結(jié)構(gòu)和水下特殊工程中，F(xiàn)RP材料耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)廣泛得到實(shí)際工程的證明。拉擠玻璃鋼型材特點(diǎn)具有1、耐腐蝕性能好，抗老化；2、高強(qiáng)、抗沖擊、輕質(zhì)；3、絕 緣性、透磁極佳；4、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)；5、防水性、阻燃性好；6、尺寸穩(wěn)定性好。建橋用FRP型 材主要使用拉擠成型FRP型材，如C型材、工字材、管材、棒材等；其增強(qiáng)纖維主要選用玻 璃纖維、碳纖維及芳綸或它們的混雜纖維；基體樹脂主要選用不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹 脂及環(huán)氧樹脂等。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前步道橋和公路橋等鋼橋和鋼筋混凝土橋梁的一些 不足，提供易于搬運(yùn)、可迅速準(zhǔn)確組裝、適用于災(zāi)害應(yīng)急的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架 橋。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是—種快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，包括立面桁架、橫梁和橋面板，所述的立面 桁架由上弦梁、下弦梁、豎腹梁和斜腹梁組成，上弦梁和下弦梁呈立面平行設(shè)置并分別與豎 腹梁的上下兩端固定相連，斜腹梁斜置于兩根相鄰的豎腹梁之間并且斜腹梁的上下兩端分 別與上弦梁和下弦梁固定相連；所述橫梁的兩端分別與兩片平行立面桁架中對(duì)應(yīng)側(cè)的豎腹 梁固定相連，橋面板設(shè)置于橫梁之上并與立面桁架和橫梁構(gòu)成桁架橋。所述橫梁設(shè)置在兩片平行立面桁架中的下弦梁上或者上弦梁上。所述的橫梁同時(shí)設(shè)置在兩片平行立面桁架中的上弦梁上和下弦梁上。[0010]所述的上弦梁和下弦梁由一組兩根呈并列設(shè)置的槽型截面拉擠玻璃型材構(gòu)成；所 述的橫梁由一組一根或兩根并列設(shè)置的槽型截面拉擠玻璃型材構(gòu)成。所述的橫梁位于桁架橋的兩端時(shí)由一根槽型截面拉擠玻璃型材構(gòu)成。所述的豎腹梁和斜腹梁為方形截面拉擠玻璃型材。所述的橋面板為FRP復(fù)合板、泡沫夾芯FRP復(fù)合板或鋼板。所述的橫梁兩端的伸出部通過(guò)外側(cè)支撐梁與豎腹梁相連；所述外側(cè)支撐梁的一 端與橫梁一端的伸出部固定相連，外側(cè)支撐梁的另一端與豎腹梁之間通過(guò)外節(jié)點(diǎn)板固定相 連。所述的外側(cè)支撐梁為方形截面拉擠玻璃型材；所述的外節(jié)點(diǎn)板為FRP復(fù)合板。所述的橫梁、上弦梁、下弦梁、豎腹梁、斜腹梁、外側(cè)支撐梁和外節(jié)點(diǎn)板之間采用機(jī) 械連接。本實(shí)用新型的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋與現(xiàn)有的步道橋和公路橋相比，有 以下顯著優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型將拉擠玻璃鋼材料應(yīng)用于整座桁架橋，使之形成橋梁的骨架，它質(zhì)量 輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕，可消除混凝土具有的開裂，鋼筋銹蝕等問題，節(jié)約了維護(hù)費(fèi)用；同時(shí)具 有良好的抗疲勞、抗震和耐久性，使用壽命長(zhǎng)，可用作長(zhǎng)期橋梁使用。本實(shí)用新型以!Μ長(zhǎng)度為一個(gè)單元段，每個(gè)單元段由兩片立面桁架、橫梁和橋面板 組成；可在工廠中進(jìn)行模塊化生產(chǎn)，運(yùn)輸?shù)跹b方便，可大大減少建橋現(xiàn)場(chǎng)組裝的時(shí)間，降 低建造成本。本實(shí)用新型由于采用分段式拼裝的橋梁形式，使其具有靈活性和可設(shè)計(jì)性，便于 在災(zāi)害等不利場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)快速的運(yùn)輸和拼裝，大大減少建橋現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)間和施工難度，在應(yīng) 急救災(zāi)中具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
圖1是本實(shí)用新型桁架橋的:3m桁架單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型桁架橋的立面桁架拼裝示意圖；圖3是本實(shí)用新型桁架橋的:3m桁架單元拼裝示意圖；圖4是本實(shí)用新型桁架橋6m長(zhǎng)度的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型桁架橋6m長(zhǎng)度的拼裝示意圖；圖6是本實(shí)用新型桁架橋作為上承式車載橋梁結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖7是本實(shí)用新型桁架橋作為上承式車載橋梁結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖8是本實(shí)用新型桁架橋作為下承式人行橋的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1 一立面桁架；2—橫梁；3—橋面板；4一上弦梁；5—下弦梁；6—豎腹梁； 7—斜腹梁；8—外側(cè)支撐梁；9一外節(jié)點(diǎn)板；10—段節(jié)點(diǎn)板；11 一螺栓；12—螺栓孔；13—斜 支撐梁。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1-8所示一種快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，包括立面桁架1、橫梁2和4橋面板3，其中立面桁架1由上弦梁4、下弦梁5、豎腹梁6和斜腹梁7組成，上弦梁4和下弦 梁5呈立面平行設(shè)置并分別與豎腹梁6的上下兩端固定相連，斜腹梁7斜置于兩根相鄰的 豎腹梁6之間并且斜腹梁7的上下兩端分別與上弦梁4和下弦梁5固定相連；橫梁2的兩 端分別與兩片平行立面桁架1中對(duì)應(yīng)側(cè)的豎腹梁6固定相連，橋面板3設(shè)置于橫梁2之上 并與立面桁架1和橫梁2構(gòu)成復(fù)合材料桁架橋單元。其中橫梁2可以設(shè)置在兩片平行立面 桁架1中的下弦梁5上或者上弦梁4上，也可以同時(shí)設(shè)置在兩片平行立面桁架1中的上弦 梁4上和下弦梁5上。在本實(shí)用新型中，上弦梁4和下弦梁5由一組兩根呈并列設(shè)置的槽 型截面拉擠玻璃型材構(gòu)成；橫梁2由一組一根或兩根并列設(shè)置的槽型截面拉擠玻璃型材構(gòu) 成，橫梁2位于桁架橋的兩端時(shí)由一根槽型截面拉擠玻璃型材構(gòu)成，位于桁架橋的其他部 位時(shí)橫梁2由兩根一組的槽型截面拉擠玻璃型材構(gòu)成；豎腹梁6和斜腹梁7采用方形截面 拉擠玻璃型材；橋面板3采用FRP復(fù)合板、泡沫夾芯FRP復(fù)合板或鋼板。其中橫梁2、上弦 梁4、下弦梁5、豎腹梁6和斜腹梁7之間皆采用機(jī)械連接。實(shí)施例1由圖1-5所示，本實(shí)用新型的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋由立面桁架1、橫梁 2和橋面板3組成，由圖2可知，上弦梁4、下弦梁5、豎腹梁6和斜腹梁7通過(guò)螺栓固定組 成立面桁架1，首先上弦梁4和下弦梁5呈立面平行設(shè)置并分別與豎腹梁6的上下兩端固 定相連，斜腹梁7斜置于兩根相鄰的豎腹梁6之間并且斜腹梁7的上下兩端分別與上弦梁 4和下弦梁5固定相連；同時(shí)為了增強(qiáng)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在豎腹梁6的外側(cè)通過(guò)外節(jié) 點(diǎn)板9與外側(cè)支撐梁8固定相連。由圖3可知，由圖2所示的兩片相互對(duì)稱的立面桁架1 與橫梁2拼裝，將橫梁2安裝在下弦梁5的上面，使外側(cè)支撐梁8上的螺栓11與橫梁2端 部上的螺栓孔12對(duì)應(yīng)固定相連，豎腹梁6上的螺栓11與橫梁2上的螺栓孔12對(duì)應(yīng)固定相 連，立面桁架1與橫梁2組裝成桁架橋的構(gòu)架；接著在橫梁2上面鋪上橋面板3則形成圖 1所示的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋單元，為了便于運(yùn)送安裝，本實(shí)用新型圖1所示的 快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋采用以: !為單元的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度單位，在實(shí)際使用中，也可根 據(jù)實(shí)際需要采用其他長(zhǎng)度作為單元結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度單位。其中外側(cè)支撐梁8為方形截面拉擠玻 璃型材，外節(jié)點(diǎn)板9為FRP復(fù)合板，構(gòu)件之間的連接采用機(jī)械連接方式。因?yàn)樵趯?shí)際使用中，!Μ長(zhǎng)的桁架橋不能完全滿足需要，因此本實(shí)用新型的桁架橋 還可以組裝成任意長(zhǎng)度的橋梁。如圖5所示，兩段: 長(zhǎng)的桁架橋單元通過(guò)段節(jié)點(diǎn)板10經(jīng) 螺栓固定相連，形成圖4所示的6m長(zhǎng)度的桁架橋梁，并依次類推，可根據(jù)實(shí)際需要，拼裝成 9m、lan、15m、18m等不同長(zhǎng)度的橋梁。實(shí)施例2由圖6-7所示，當(dāng)本實(shí)用新型的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋需要承擔(dān)車輛荷 載時(shí)，可用一種稍短一些的橫梁2代替實(shí)施例1中所示兩端皆超出立面桁架1寬度一部分 的橫梁2，去掉實(shí)施例1中桁架橋單元上所設(shè)置的外側(cè)支撐梁8和外節(jié)點(diǎn)板9，并在上弦梁4 的上面使豎腹梁6上的螺栓11與橫梁2上的螺栓孔12對(duì)應(yīng)固定相連，形成箱型桁架橋單 元。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要在圖6所示的箱型桁架橋單元的箱形上表面上鋪設(shè)橋面板 3，并沿橫向拼連形成圖7所示的上承式車載橋梁。本上承式車載橋梁的長(zhǎng)度和寬度可以按 照實(shí)際需要進(jìn)行組裝。實(shí)施例3[0038]由圖8所示，當(dāng)某些地方只需人行橋作為常用橋梁或者應(yīng)急橋梁時(shí)，可用圖6所示 的箱形桁架橋單元為基礎(chǔ)，在桁架橋單元上表面的橫梁2之間增加斜支撐梁13，使其形成 封閉的箱形結(jié)構(gòu)，并將橋面板3鋪設(shè)于桁架橋單元下表面的橫梁2上，形成下承式人行橋， 并可在封閉箱形頂面鋪設(shè)雨篷形成圖8所示的下承式人行橋，下承式人行橋的長(zhǎng)度可以按 照實(shí)際需要進(jìn)行組裝。另外，也可采用圖1所示的桁架橋單元，在圖1所示的桁架橋單元的 上弦梁4的上面增設(shè)橫梁2和斜支撐梁13，上弦梁4上面的橫梁2應(yīng)比下弦梁5上面的橫 梁2稍短，并在形成的封閉型桁架橋單元的上面鋪設(shè)雨篷構(gòu)成另一種下承式人行橋，人行 橋的長(zhǎng)度可以按照實(shí)際需要進(jìn)行組裝。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，包括立面桁架(1)、橫梁(2 )和橋面板(3 )，其 特征在于所述的立面桁架(1)由上弦梁(4)、下弦梁(5)、豎腹梁(6)和斜腹梁(7)組成，上弦 梁(4)和下弦梁(5)呈立面平行設(shè)置并分別與豎腹梁(6)的上下兩端固定相連，斜腹梁(7) 斜置于兩根相鄰的豎腹梁(6)之間并且斜腹梁(7)的上下兩端分別與上弦梁(4)和下弦梁 (5)固定相連；所述橫梁(2)的兩端分別與兩片平行立面桁架(1)中對(duì)應(yīng)側(cè)的豎腹梁(6)固 定相連，橋面板(3 )設(shè)置于橫梁(2 )之上并與立面桁架(1)和橫梁(2 )構(gòu)成桁架橋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，其特征在于所述橫梁(2) 設(shè)置在兩片平行立面桁架(1)中的下弦梁(5)上或者上弦梁(4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，其特征在于所述的橫梁 (2)同時(shí)設(shè)置在兩片平行立面桁架(1)中的上弦梁(4)上和下弦梁(5)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，其特征在于所述的上弦梁 (4)和下弦梁(5)由一組兩根呈并列設(shè)置的槽型截面拉擠玻璃型材構(gòu)成；所述的橫梁(2)由 一組一根或兩根并列設(shè)置的槽型截面拉擠玻璃型材構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，其特征在于所述的橫梁(2)位于桁架橋的兩端時(shí)由一根槽型截面拉擠玻璃型材構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，其特征在于所述的豎腹梁 (6 )和斜腹梁(7 )為方形截面拉擠玻璃型材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，其特征在于所述的橋面板(3)為FRP復(fù)合板、泡沫夾芯FRP復(fù)合板或鋼板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，其特征在于所述的橫梁 (2 )兩端的伸出部通過(guò)外側(cè)支撐梁(8 )與豎腹梁(6 )相連；所述外側(cè)支撐梁(8 )的一端與橫 梁(2) —端的伸出部固定相連，外側(cè)支撐梁(8)的另一端與豎腹梁(6)之間通過(guò)外節(jié)點(diǎn)板 (9)固定相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，其特征在于所述的外側(cè)支 撐梁(8)為方形截面拉擠玻璃型材；所述的外節(jié)點(diǎn)板(9)為FRP復(fù)合板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，其特征在于所述的橫梁 (2)、上弦梁(4)、下弦梁(5)、豎腹梁(6)、斜腹梁(7)、外側(cè)支撐梁(8)和外節(jié)點(diǎn)板(9)之間 采用機(jī)械連接。
專利摘要一種快速拼裝分段式復(fù)合材料桁架橋，包括立面桁架(1)、橫梁(2)和橋面板(3)，立面桁架(1)由上弦梁(4)、下弦梁(5)、豎腹梁(6)和斜腹梁(7)組成，上弦梁(4)和下弦梁(5)呈立面平行設(shè)置并分別與豎腹梁(6)的上下兩端固定相連，斜腹梁(7)斜置于兩根相鄰的豎腹梁(6)之間并且斜腹梁(7)的上下兩端分別與上弦梁(4)和下弦梁(5)固定相連；橫梁(2)的兩端分別與兩片平行立面桁架(1)中對(duì)應(yīng)側(cè)的豎腹梁(6)固定相連，橋面板(3)設(shè)置于橫梁(2)上構(gòu)成桁架橋單元。本實(shí)用新型將拉擠玻璃鋼應(yīng)用于整座桁架橋并采用分段式的靈活設(shè)計(jì)，使其質(zhì)輕、抗震、耐腐蝕且運(yùn)輸組裝方便快捷，在應(yīng)急救災(zāi)中應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號(hào)E01D19/12GK201826251SQ201020579978
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者劉偉慶, 徐以揚(yáng), 方海, 陸偉東 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)