CN101473091A - 桥和用于制造桥的方法 - Google Patents

Abstract

桥由一根内部通管(2)和围绕所述内部通管(2)的外部通管(1)构成。所述内部通管(1)和所述外部通管(2)通过连接管道(3－13)彼此相联，所述连接管道被焊接到所述内部通管(2)的外表面上且被焊接到所述外部通管(1)的内表面上，从而使得所述内部通管(2)和所述外部通管(1)通过所述连接管道(3－13)彼此相连，由此使得形成了刚性的复合结构。所述通管和管道通过激光焊接方式彼此焊接在一起，优选通过连续接缝彼此焊接在一起。

Description

桥和用于制造桥的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造超轻钢桥从而形成尤其是用于使材料、电力线路和通信线路以及人员通过的通路的方法。

本发明涉及采用该方法制成的桥。

背景技术

当前，步行桥、管道桥和传输器桥均包括支承构架以及覆盖该构架的墙壁、底板和盖顶。管道、步行路径、缆线等被设置在该桥内部且需要进一步的支承结构以便用来将它们安装在桥的构架上。因此，构架必须支承覆盖结构和有效元件以及它们的支承结构的所有重量，由此该支承构架必须非常坚固且极重。较重的结构进一步需要支承件以便在跨距较短的情况下支承在地面或建筑结构上。由于工作需要大量的建造材料，因此这种较重结构的建筑速度缓慢且昂贵。桥的剖面通常是方形的，这是因为这种形状最易构建。这导致产生了较大的风表面且风会在桥上产生较重的载荷。在下雪的环境中，积聚在桥的平的盖顶上的雪会导致应力增加且在冬天可能需要进行除雪工作。由于使用了较重的支承架台，因此桥需要在地面或底面上占据较大的区域，所述支承架台通常使用A形构架。由于该支承件的存在而使得该区域无法有效地用来实现其它目的。总的来说，现有的桥结构极重、极大且非常昂贵，且材料成本较高。

发明内容

根据本发明，桥由一根内部通管和围绕所述内部通管的至少一根外部通管构成，所述内部通管和所述外部通管通过至少一根连接管道彼此相联，所述至少一根连接管道被焊接到所述内部通管的外表面上且被焊接到所述外部通管的内表面上，从而使得所述内部通管和所述外部通管通过所述连接管道彼此相连，由此使得形成了刚性的复合结构。

根据本发明的其它方面，所述通管和管道通过激光焊接方式彼此焊接，优选通过连续接缝彼此焊接。所述内部通管与所述外部通管之间的空间优选包括被焊接到所述内部通管和所述外部通管上的多个连接管道，从而使得形成了非常坚固的承力表层式结构。所述桥的材料优选是不锈钢或耐酸钢，由此使得所述桥对天气和环境应力具有耐受性。所述通管的剖面优选是椭圆形的。

根据本发明的一个实施例，所述桥通过使用连续接缝而被焊接在一起从而使得形成了具有液体不透特性和气密性的空间。

通过下面的详细描述并结合附图将易于理解本发明的其它目的和特征。然而，应该理解：该附图仅旨在实现说明的目的且并不被视为对本发明有所限制，应该结合所附权利要求书来限制本发明。

本发明的有益效果

本发明可用于输送液体、气体和固体材料或可被用作承担轻交通的步行桥梁。具有封闭的连续表面的桥有着清洁的外观。通过将薄壁的实用管道整合在桥的通管之间而使得形成了超轻但极为坚固的构造，所述薄壁的实用管道被用于输送液体、雾气或蒸汽或被用作颗粒固体物质的气动传输器。本发明的思路是将实用管道用作构造元件而不是通过独立的支承结构来承载所述实用管道的重量。桥的净重是格外适宜的，所述净重即为要被输送的材料重量与总重之比，所述总重即为桥的重量加上要被输送的材料的重量。刚度和硬度还使得能够在桥的支承件之间使用较长的跨距，这减少了桥在地面或底面上的所需占据区域以及所需的构建材料的量。宽跨距和超轻构造的结合使得在很大程度上节省了所使用的构建材料。

由于本发明的优选实施例天然地具有液体不透特性和气密性，因此该桥可漂在水上或处在水面下方。由于桥的内部被密封而不会受到污染，因此该桥还可易于被引导穿过脏污或危险的空间。该结构在不必进行任何进一步密封的情况下就可承受超压和欠压的情况。这对于在桥内部或外部密封灰尘、气体或类似物而言是有利的。该结构可进一步被用作管道隧道或处在地面下方的其它隧道工程，在所述地面下方的位置处，这种结构通常能够承载由泥土重量带来的载荷而不必采用任何进一步的支承结构。

根据该原理，可通过使用至少两根表层通管和邻接管道来构建该桥的支承支腿。这种结构是刚性且稳定的，由此使得可仅使用单个支腿来代替A形构架。与使用A形构架等的情况相比，这使得留出了大得多的占据区域处在自由状态以便用在桥的下方。由于桥结构和紧急出口、楼梯或甚至电梯可被置于支腿的内部通管内，因此所述支腿可被用来引导实用管道。这使得可更为高效地使用可用空间且所述支腿的结构比A形构架要简单得多。

根据本发明的一个适宜实施例，桥的剖面是椭圆形的。这使得可能改变所述内部通管与所述外部通管之间的距离，从而使得可将不同直径的管道置于通管之间。进一步地，就结构的刚度而言，这种剖面是非常有利的。由于桥的外部表层并不具有平的表面，因此其风阻较小且导致振动的湍流也被保持在较低的水平下。由于盖顶表面是弯曲且光滑的，因此雪不会积聚在桥上且无需进行除雪工作。这对于桥的维护成本而言是很重要的。较低的风载荷和雪载荷还降低了被引至支腿的应力且可将支腿制得更轻。由于光滑的且甚至外表面由耐气候的材料制成，因此可通过用水且可能用清洗剂冲洗该桥而以简单的方式保持桥的清洁性。如果需要，则可自动地清洗该桥。

可易于简单地通过在结构中加入所需管道系统而为该桥提供加热或冷却。可通过在桥的至少两根表层通管之间提供欠压而实现热隔离或可为该空间提供被散布在空间中的隔离泡沫或任何常规的隔离材料。必须注意的是：在通管内提供封闭空间的结构也已被用作隔热装置，甚至其中使用的钢材料也会导致通过传导而实现热传递。

附图说明

图1示出了根据本发明的桥，该桥为管道桥；

图2示出了根据本发明的第二桥，该桥为传输器桥；

图3示出了根据本发明的第三桥，该桥为步行桥；和

图4示出了根据本发明的桥支座的一个实施例。

具体实施方式

图1示出了管道桥，所述管道桥包括椭圆形外表层通管1和圆形内部通管2。外部通管1与内部通管2之间的距离因此在该椭圆形的尖端处比在所述椭圆形的侧部处更大。这使得可能将具有不同直径的管道置于内部通管与外部通管之间的空间中。在该管道桥的上部部分处设置了具有较大直径的被整合在其中的气体管道4，在所述上部部分中，内部通管与外部通管之间的距离最大。通管1与通管2之间的空间向着外部通管1的椭圆形的中点变得越来越小。同时被置于该空间中的管道的直径因此也会减小。在该实施例中，管道包括液体管道3、空气管道5、气动传送管线6、用于自动缆线的通道11、用于电缆线的通道12和用于去除冷凝水的管道9，且最后，所述管道还包括整合在其中的工艺管道17。进一步地，在内部通管与外部通管之间形成了为进行维护或为进/出门设置的空间13。内部通管2内部的空间被初级支承梁14分开，在所述初级支承梁上安装了绝热的热管15。在所述初级支承梁下方存在为多条独立的管道16设置的空间。

图1所示实施例中描述的管道仅举例说明了何种实用管道可被安装在该桥结构内。载荷承载结构主要包括内表层和外表层及其间的管道。这些管道和通管形成了承力表层结构，所述承力表层结构具有极高的硬度且与所使用的材料厚度相比可承载很高的载荷。表层通管1、2的厚度可优选为0.5-2mm，但甚至也可使用达4mm的厚度。建议选择这样的材料厚度，该材料厚度是易于作为标准厚度而从材料生产者那里得到的材料厚度。这有助于保持该结构的成本较低。桥内的实用管道必须根据其初始用途的需要而被制成一定尺寸。然而，当根据本发明的方式来设计桥时，其强度通常早就足以被用作桥的构造元件。当桥的元件如本文所述地进行组合时，该结构的组合强度远大于每个元件的硬度和强度的加合。

图2示出了内部通管1和外部通管2都具有椭圆形剖面的步行桥。因此，表层之间的距离在通管周围都是相同的。在该实例中，喷洒器管道9、具有进入内部通管2的内部空间内的轻孔的轻缆线管道、窗元件18、用于隧道的排污管道8以及自动缆线管道和电缆线管道被置于通管之间。在该椭圆形的尖端处，设置了用于引入空气的通道19和用于排出空气的通道20。形成这些通道19、20的管道的直径大于内部通管与外部通管之间的距离，由此使得它们到达内部通管内部且内部通管被附接到这些管道19、20上。在本实施例中，内部通管由两个板状金属部段制成，这两个部段一起作用而具有弯曲的凸起形状且被焊接在空气管道19、20上。在内部通管内部形成了步行桥21。

图3所示的传输器桥同样使用了椭圆形外部通管1与圆形内部通管2的组合。最大的管道，即除灰管道22和加热管道23，在桥的侧部上延伸，其中在表层通管之间存在最大距离。除此以外，为桥设置的排污管道8、喷洒器管道9、轻缆线管道10和用于自动缆线的安装管道11和用于电缆线的安装管道12在表层通管1与表层通管2之间延伸。内部通管内的空间被分隔壁24分开，在所述分隔壁的一侧上设置的是步行桥且在第二侧上设置的是皮带传输器。本实施例中的传输器或本发明的任何其它实施例的传输器可以是任何所需类型的传输器，例如皮带传输器、链条传输器、刮板传输器、气动传输器或传输器轨道。

由于在工业中使用的桥和在别处使用的桥在许多情况下是相当长的，因此长度会根据温度产生较大程度的变化。为了补偿这种变化，可使用风箱结构。通常使用的已公知的风箱型结构也可与本发明一起使用。交叉处或分叉处可具有T型、X型或任何其它类型的结构。形成交叉点的一种可能方式是使用球形交叉元件，所述球形交叉元件可被制成与本发明相似的承力表层结构。由于该桥通常由具有有限长度的部段制成，因此这些部段必须被联接在一起。这可通过风箱结构或通过被附接到桥部段的端部上的联接凸缘来实现。

图4示出了可用于支承根据本发明的桥的支腿的一个实施例。基本上来说，该支腿在结构上与桥部段相似，其仅被定位在直立位置处。图1所示的支腿包括圆形内部通管2与椭圆形外部通管1的组合。被置于支腿内而介于内部通管与外部通管之间的实用管道主要包括与桥中使用的管道相同的管道。管道的数量和类型自然取决于桥和支腿的使用领域。实用管道包括用于自动缆线的管道11和用于电缆线的管道12、排污管道8、用于洒水器的管道9和用于进一步灭火的水管28、用于加热空气的管道27、用于除灰的管道22和支腿轴30的通风装置29。支腿轴由内部通管2的内部空间形成且可设有阶梯或电梯以便进入和离开该桥，所述阶梯或电梯由支腿支承。如果需要，则还可通过薄板状加固器26来进一步加固该支腿。

外部通管和内部通管优选使用椭圆形剖面和圆形剖面。基本上来说，这些通管可被制成角形剖面，如四边形、五边形、六边形或类似形状。然而，角边缘在这些形状中形成了承力点且直的平表面比弯曲表面更易于出现褶皱。因此，这些形状并不一定对于相同的材料厚度提供与连续弯曲形状如椭圆形和圆形形状一样的强度。这些形式还在更大程度上受到风载荷和雪载荷的影响。一个优选实施例可能是形成部分椭圆形和部分圆形的剖面，例如从而使得该通管的上部部分是椭圆式弯曲的且下部部分是圆形的。

该桥或支腿以如下方式被制成：

首先，形成内部通管1。这可通过使平板金属弯曲成所需曲率且通过将边缘焊接在一起而实现。由于在稍后的制造阶段利用了激光焊接，因此在该步骤中也使用激光焊接是合理的。然而，如果需要，则本文中还可使用任何其它焊接方法。在桥结构中，椭圆形通管的直径或尺寸可相当大，由此使得可建议将通管制成多个部段，所述多个部段被焊接在一起。在第二制造阶段中，通过激光焊接将实用管道焊接到内部通管的外表面上。在本文中使用的是激光焊接，原因在于当实施穿透其中一块板的焊接时，这种焊接方式能够在金属板之间形成接缝。此处从内部通管的内部实施焊接。在激光焊接中，优选使用连续接缝。这还提供了具有液密性和气密性的接缝由此使得整个结构变成密封式结构。当所需数量的实用管道被焊接在内部通管上时，第二(外部)管道1可由一块或多块金属板制成且被焊接在实用管道上。从外部通管的表层外部将外部通管焊接到实用管道上。此外，在本文中，使用了激光焊接以及连续接缝。如果出于某种原因需要的话，还可使用不连续的接缝，但在激光焊接中，这不会在能量或材料方面带来任何节省。外部通管也优选由多个部段制成，所述多个部段可在实用管道上一个接一个地排列且当这些部段就位时则通过焊接对边缘进行密封。当然，下面这种方式也是非常可能的，即，独立地制造外部通管并且使通管沿纵向在实用管道上通过。如果内部通管的尺寸较小，则其可由易于制造的钢管制成，所述易于制造的钢管具有足够大的直径。这种通管通常是焊接的通管，由此使得在这种情况下也在内部通管上形成了至少一条接缝。

制造的基本特征是通过激光焊接方式将通管焊接到实用管道上，所述激光焊接首先从内部通管的内部实施且其次从外部通管的外部实施。接缝优选是连续的。

上述构造实例和对制造过程的描述仅对具有两根通管或表层芯的元件做出了说明。但使用三根、四根或甚至更多根的共轴通管来制造多芯桥结构也是非常可能的。例如，可添加第三根通管以便在桥上形成绝热装置，其中该绝热装置位于中间通管与外部通管之间。

因此，尽管已经在图中示出且用文字描述并指出了本发明的优选实施例中所应用的本发明的基本的新颖特征，但应该理解：所属领域技术人员可在不偏离本发明的精神的情况下对形式和细节做出各种省略和替代。例如，显然地，实现了大体上相同的结果的这些元件和/或方法步骤的所有组合都旨在处于本发明的范围内。本发明还完全估计和预想到了将一个所述实施例中的元件替换成另一所述实施例中的元件的情况。还应该理解：附图并不一定是按比例绘制的而在本质上仅是概念性的。因此，本发明仅旨在受到所附权利要求书的范围的限制。

Claims (13)

1、用于制造桥的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供具有第一剖面和该剖面的第一尺寸的第一通管(2)，

-提供至少一根实用管道(3-13)，以及

-提供具有比所述第一剖面和尺寸更大的剖面和尺寸的第二通管(1)，

其特征在于

-通过激光器从所述第一通管(2)的内部沿纵向将所述至少一根实用管道(3-13)焊接在所述第一通管(2)的外表面上，且

-通过激光器从所述第二通管(1)的外部将所述第二通管(1)焊接在所述至少一根实用管道(3-13)上。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过使用连续接缝实施所述焊接。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过由板材金属的至少一个部段进行加工并且将板材的边缘焊接在一起形成通管的这种方式而形成所述通管(1、2)中的至少一根通管。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由板材金属的多个部段形成至少一根通管。

5、根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，制成具有连续弯曲剖面如椭圆形或圆形剖面的至少一根通管。

6、根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，制成具有椭圆形剖面的至少一根通管和具有圆形剖面的至少一根通管。

7、一种具有基本上封闭的结构的桥，所述桥包括：

-具有第一剖面和剖面尺寸的内部通管(2)，

-具有第二剖面和尺寸并且围绕着所述内部通管的至少一根外部通管(1)，和

-至少一根实用管道(3-13)，

-所述通管(1、2)中的至少一根通管由板材金属形成且包括将所述板材金属的至少两个边缘联接在一起的接缝，

其特征在于

-所述内部通管(1)和所述外部通管(2)通过所述至少一根实用管道彼此相联，所述至少一根实用管道被焊接到所述内部通管的外表面上且被焊接到所述外部通管的内表面上，从而使得所述内部通管和所述外部通管通过所述实用管道彼此相连，由此使得形成了刚性的复合结构。

8、根据权利要求7所述的桥，其特征在于，通过从所述内部通管(2)的内部进行激光焊接而将所述至少一根实用管道(3-13)焊接到所述内部通管(2)的外表面上，且通过从所述外部通管(1)的外部进行激光焊接而将所述至少一根实用管道(3-13)焊接在所述外部通管(1)的内表面上。

9、根据权利要求7或8所述的桥，其特征在于，所述通管中的至少一根通管具有连续弯曲剖面如椭圆形或圆形剖面。

10、根据权利要求7-9中任一项所述的桥，其特征在于，所述通管(1)中的至少一根通管具有椭圆形剖面且所述通管(2)中的一根通管具有圆形剖面，且具有不同直径的至少两根实用管道(4、3)被置于所述通管(1)与所述通管(2)之间的空间中。

11、根据权利要求7-9中任一项所述的桥，其特征在于，至少所述通管由不锈钢或耐酸钢制成。

12、根据权利要求7-9中任一项所述的桥，其特征在于，所述通管中的至少一根通管由板材金属的多个部段制成。

13、根据权利要求7-9中任一项所述的桥，其特征在于，至少一个支座(图4)具有与所述桥相似的结构且包括至少一根内部通管和一根外部通管，所述内部通管和外部通管通过至少一根实用管道被联接在一起。

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