CN101275384B - 中空型梁以及采用中空型梁的桥梁主体 - Google Patents

Abstract

中空型梁以及采用中空型梁的桥梁主体，采用纤维增强复合材料，其特征在于所述中空型梁的内部具有沿型梁长度方向延伸的中孔，所述中孔为由纵横筋板分隔而成的复数个。所述桥梁主体由沿桥梁主体方向纵向延伸设置的中空型梁组成，复数个中空型梁左右排列固定形成桥梁主体，所述桥梁主体的横截面为微拱形结构。该中空型梁的质轻、强度高，可以一次挤出成型，其长度可以达到数千米，能够满足各种跨度桥梁的需要。采用该中空型梁装配的桥梁主体的成型快，抗压强度和弹性模量极高，同时重量轻，耐腐蚀和氧化，不需要维护和防腐处理，更能保证桥梁的安全。

Description

中空型梁以及采用中空型梁的桥梁主体

技术领域

本发明属于桥梁建筑技术特别是过街天桥的承重主体，具体的涉及一种结构新颖、质量强强度高的中空型梁以及采用中空型梁的桥梁主体。

背景技术

随着城市化建设和道路交通压力的日益增大，越来越多的城市和地区选择建设在车辆通行流量较的道路上，修建过街天桥以缓解交通压力，避免行人与机动车之间的矛盾，提高交通安全度。另外各种造型的过街天桥也美化了城市建设，成为一个地方或区域性的标志。目前我国所建设和在建中的天桥均采用钢构架或者是钢筋混凝土结构的桥体，其施工期较长，制作和安装成本较高，使用寿命非常有限，这成为城市天桥建设的致命弱点，因此很多地方不得不采用成本较高，管理和维护较为困难的地下通道来代替过街天桥，而地下通道会给城市和道路管网的迁改带来较大的影响和缺陷。客观地讲，人行过街天桥的交通引导作用比地下通道强，施工工期相对较短，造价更低，能够在最短的时间内解决交通节点人车混行的矛盾，通过采用新型结构和材料的人行天桥，能够很好的解决目前天桥建设存在的诸多问题。

纤维增强复合材料(FRP)是近年来在土木工程中应用日益广泛的一种新型的结构材料。它具有高强、轻质、耐腐蚀等显著优点，已经在结构的加固补强、围护防腐等方面得到了很好的应用。随着FRP材料的优越性能逐渐为工程界所认可，国外许多工程开始将它应用于新建的桥梁中，甚至是大跨度桥梁中。从上世纪70年代开始，FRP材料就开始在桥梁工程中尝试应用。英国、美国和以色列最先应用这种新型材料作为建筑结构和桥梁结构中的主要构件，当时大多采用的是GFRP(玻璃纤维增强复合材料，即玻璃钢)。

由于纤维增强复合材料的质量轻，而人行天桥又不需要较大的承重，因此对斜拉桥塔的结构和强度要求不必太高，并且应当符合施工方便、结构牢固和重量轻的优点。但是目前所有的桥梁仅仅是将纤维增强复合材料作为桥梁的辅料，而桥梁的承重主体仍然采用钢结构或者混凝土结构，这在一定程度上增加了桥梁的自身重量，增加了制作成本，同时也提高了施工难度，使桥梁的造价和成本增高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有中空腹结构、抗拉抗弯和弹性模量较高，自身重量轻的中空型梁以及采用中空型梁的桥梁主体，该中空型梁可以作为桥梁的承重主体，明显提高桥梁的抗压能力并较低施工难度。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种中空型梁，采用纤维增强复合材料，其特征在于所述中空型梁的内部具有沿型梁长度方向延伸的中孔，所述中孔为由纵横筋板分隔而成的复数个。

具体的讲，所述中空型梁为具有沿型梁的长度方向设置有9个中孔的梁体结构，所述中孔行梁的内腔设置有两纵和两横向交叉分布的筋板，所述筋板和中空型梁的外壁形成9个方形中孔。

所述中空型梁一侧的外壁转角处设置凸部，另一侧外壁设置有与之配合的凹部，当两个中空型梁左右并列设置时，所述以中空型梁的凹部与另一中空型梁的凸部配合嵌装。

所述中空型梁的上、下外壁向一侧延伸，形成两个凸部，所述上、下外壁的另一侧向内凹陷，形成两个与所述凸部配合的凹部。

采用上述中空型梁的桥梁主体，其特征在于所述桥梁主体由沿桥梁主体方向纵向延伸设置的中空型梁组成，复数个中空型梁左右排列固定形成桥梁主体，所述桥梁主体的横截面为微拱形结构。

该桥梁主体所述中空型梁为具有沿型梁的长度方向设置有9个中孔的梁体结构，所述中孔行梁的内腔设置有两纵和两横向交叉分布的筋板，所述筋板和中空型梁的外壁形成9个方形中孔。

该桥梁主体所述中空型梁一侧的外壁转角处设置凸部，另一侧外壁设置有与之配合的凹部，当两个中空型梁左右并列设置时，所述以中空型梁的凹部与另一中空型梁的凸部配合嵌装。

所述中空型梁单排并列设置，中空型梁间通过钢索固定。

所述中空型梁间设置固定钢索，所述固定钢索横向穿过各中空型梁设置或者所述固定钢索横向绕设在中空型梁外壁将各中空型梁固定在一起。

该中空型梁可以采用一次性挤出工艺成型，长度可以自由选择，实现长跨度桥梁建设的需要。截面具有九个矩形腔体的中空型梁的抗拉强度和抗弯强度较高，并抢中空型梁的重量较轻，由于单根中空型梁的截面宽度较小，为保证使用时多个中空型梁单排设置后的配合连接性能，在中空型梁的左右两侧可分别设置相互配合的两个凸部和两个凹部，这样多个中空型梁可以横向排列形成一个宽度满足需要的承重平面。

该桥梁主体即为桥梁的承重主体，它改变了以往纤维增强复合材料的型材不能作为承重主体的看法，通过将多个中空型梁左右排列后固定在一起，形成具有上承重面的桥梁主体，通过钢索将多个中空型梁左右排列固定在一起，并使其断面上形成一个微拱形性，该拱形的弧度约为3-5度，其有着极高的抗压能力，使桥梁主体有着优于钢构或混凝土主梁的性能。

本发明的有益效果在于，该中空型梁的质轻、强度高，可以一次挤出成型，其长度可以达到数千米，能够满足各种跨度桥梁的需要。采用该中空型梁装配的桥梁主体的成型快，抗压强度和弹性模量极高，同时重量轻，耐腐蚀和氧化，不需要维护和防腐处理，更能保证桥梁的安全。

附图说明

图1是本发明的中空型梁的截面结构示意图；

图2是本发明桥梁主体的一实施例的截面结构示意图；

图3是本发明桥梁主体的另一实施例的截面结构示意图。

具体实施方式

实施例1如图1所示，该中空型梁为采用纤维增强复合材料一次挤出成型工艺制备，其长度可以达到3千米。中空型梁为具有沿型梁的长度方向设置有9个矩形中孔的梁体结构，中孔行梁的内腔设置有两纵和两横向交叉分布的筋板7，筋板和中空型梁的外壁3形成9个方形中孔6。中空型梁一侧的外壁转角处设置凸部5，中空型梁的上、下外壁向一侧延伸，形成两个凸部，另一侧外壁设置有与之配合的凹部4，上、下外壁的另一侧向内凹陷，形成两个与所述凸部配合的凹部。当两个中空型梁左右并列设置时，以中空型梁的凹部与另一中空型梁的凸部配合嵌装。

实施例2如图2所示，该桥梁主体是由多个由沿桥梁主体方向纵向延伸设置的中空型梁1组成，多个个中空型梁左右排列固定形成桥梁主体，桥梁主体的横截面为微拱形结构，其中部的中空型梁与最外部的中空型梁的高度差d大约是20cm左右，该拱形结构具有极高的抗压强度，可以达到150吨左右。多个中空型梁单排并列设置，中空型梁间通过横向穿过各中空型梁的钢索2固定在一起。

实施例3如图2所示，该桥梁主体是由多个由沿桥梁主体方向纵向延伸设置的中空型梁1组成，多个个中空型梁左右排列固定形成桥梁主体，桥梁主体的横截面为微拱形结构，其中部的中空型梁与最外部的中空型梁的高度差d大约是20cm左右，该拱形结构具有极高的抗压强度，可以达到150吨左右。多个中空型梁单排并列设置，中空型梁间通过横向绕设在中空型梁外壁的钢索8固定在一起。

该中空型梁可以采用高透光度的纤维增强复合材料制作，其整体更加美观，有利于城市的总体规划建设，该桥梁主体的重量较强，总价更加便宜，能够在较短的时间内完成桥梁的建设，并且适应多种气候特点，耐潮、耐酸碱腐蚀、耐氧化等等。不用像钢桥一样做防腐处理，不用人工的维护，省事，节省维护费用，使整个桥梁更加稳定安全，利于拉索的承拉和固定。

Claims (4)

1.一种中空型梁，采用纤维增强复合材料，其特征在于所述中空型梁的内部具有沿型梁长度方向延伸的中孔，所述中孔为由纵横筋板分隔而成的复数个；

所述中空型梁为具有沿型梁的长度方向设置有9个中孔的梁体结构，所述中空型梁的内腔设置有两纵和两横向交叉分布的筋板，所述筋板和中空型梁的外壁形成9个方形中孔；

所述中空型梁一侧的外壁转角处设置凸部，另一侧外壁设置有与之配合的凹部，当两个中空型梁左右并列设置时，所述中空型梁的凹部与另一中空型梁的凸部配合嵌装；

所述中空型梁的桥梁主体，其特征在于所述桥梁主体由沿桥梁主体方向纵向延伸设置的中空型梁组成，复数个中空型梁左右排列固定形成桥梁主体，所述桥梁主体的横截面为微拱形结构。

2.根据权利要求1所述的中空型梁，其特征在于所述中空型梁的上、下外壁向一侧延伸，形成两个凸部，所述上、下外壁的另一侧向内凹陷，形成两个与所述凸部配合的凹部。

3.根据权利要求1所述的桥梁主体，其特征在于所述中空型梁单排并列设置，中空型梁间通过钢索固定。

4.根据权利要求3所述的桥梁主体，其特征在于所述中空型梁间设置固定钢索，所述固定钢索横向穿过各中空型梁设置或者所述固定钢索横向绕设在中空型梁外壁将各中空型梁固定在一起。

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