CN102839600B - 一种木石组合桥的钢结构连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种木石组合桥的钢结构连接装置，该连接装置包括套帽（1）、下半圆弧形钢板条（2）、挡板（3）、上半圆弧形钢板条（4）、螺栓孔（5）、第一端板（61）和第二端板（62）；其中，套帽（1）套扣在桥墩上；下半圆弧形钢板条（2）焊接在套帽（1）顶部中央，在下半圆弧形钢板条（2）上方布置有上半圆弧形钢板条（4），在上半圆弧形钢板条（4）和下半圆弧形钢板条（2）的两个端部沿径向朝远离圆点的方向分别设有第一端板（61）和第二端板（62）。本发明可以将石砌桥墩和圆木纵梁牢固地连接在一起，并可以保证纵向圆木伸缩变形的需要。

Description

一种木石组合桥的钢结构连接装置

技术领域

本发明涉及一种木石组合桥的钢结构连接装置，尤其适用于在我国新农村建设中为了方便农村交通尤其是江南水乡搭建的小跨度简易桥梁，起到在所选桥址处对石砌桥墩和圆木纵梁进行迅速拼接的作用。

背景技术

桥梁的发展大致可以分为古代、近代和现代三个时期。

在原古时代，人们跨越水道和峡谷，都是利用自然倒下的树木，自然形成的石梁和石拱，溪涧突出的石块，谷岸生长的藤萝等。古代桥梁一般都是用木材和石材建造的。据考证，我国早在秦代就出现了多跨梁式木桥，如在渭水上建立的渭桥，之后还建了很多悬臂木桥、伸臂木桥等。此外我国在东汉期间便出现石拱桥，如出土的东汉画像砖，刻有拱桥图形。现在尚存的赵州桥（又名安济桥）在世界桥梁史上都是一座伟大的里程碑。可见，木桥和石桥在我国有着悠久的历史，承载着我们中华民族上下五千年的浩荡文化。

近代，铁的出现，为桥梁提供了新的建造材料。在桥梁新理论的推动下，出现了铁桥。到了现代，随着桥梁理论的进一步完善与新型材料的进一步发展，出现了钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥和钢桥。即便如此，在此期间，仍然有很多木桥石桥问世，尤其是在我国的江南，有些地方甚至有着“五步一桥”的美名。

江南地区是我国传统的农耕文化区，农村发展经历了较长的历史，形成了多重的地域文化和空间景观特色。江南地区又是目前我国经济最发达的地区之一，工业化和城市化的推进给城乡发展带来了深远的影响。在农村兴起的多次建设热潮中，非农化的农民个体追求类似城市的生活方式，追求与城市、城镇的快速便捷联系，加上乡村建设管理的缺位，导致乡村交通体系和乡村景观正在逐步丧失农村原来的地域特色和文化特色。其中的一个具体表现就是，乡土桥梁年久失修、遗存量少、修建技术缺乏。江南地区的乡土桥梁，特别是很多有遗产保护价值的古桥，是江南水乡的特有人文景观。然而由于年久失修、长期超载等原因，许多乡间古桥出现了表面脱落，结构损坏，甚至坍塌的情况。且新建的乡村小桥又太过于城市化、现代化。因此我们有必要对此现象给予高度重视，立即采取行动来保护我们正在流逝的地域文化。

在我国的江南地区有着丰富的森林资源和石料资源，我们可以充分利用这样一个资源优势，就地取材建造一些能够继承我们中华民族地域文化并能够发挥空间景观特色的桥梁。石材有着很好的抗压力学性能，是作为桥墩的首选；圆木也有着不错的抗弯力学性能，是作为纵梁的好选择。此时我们就需要一个既简单又实用的连接装置，将石砌桥墩和圆木纵梁牢固的连接在一起。这样我们就可以在江南的乡村搭建起一座座既经济又实用的桥梁，更重要的是很好地保护了我们中华民族珍贵的地域文化。

为了达到将石砌桥墩和圆木纵梁牢固连接的目的，我们采用钢制套帽套扣在桥墩上，在套帽上焊接带径向端板（端板上有螺栓孔）的半圆弧形钢板条，将圆木纵梁放入半圆弧形钢板条中，再将另一半带径向端板的半圆弧形钢板条通过螺栓与焊接在套帽上的钢板条固定在一起。在套帽沿梁纵向设置挡板以防止圆木的纵向移动，但是挡板与半圆弧形钢板条之间的距离应该稍微大于圆木伸出长度以作为其伸缩缝。这样便建好一根纵梁，根据需要可以建造若干纵梁，接着完成横梁架设以及桥面铺装等之后，一座经济适用且符合乡村地域文化的桥梁就建好了。

此外，为了防止该连接装置锈蚀，在设计时选用防锈蚀性能良好的不锈钢作为装置制作材料。这样就可以大大提高该连接装置在室外不良条件下的使用寿命。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种木石组合桥的钢结构连接装置，该连接装置可应用于江南地区新农村小跨度简易桥梁的建设。它不仅能够快速牢固地将石砌桥墩和圆木纵梁连接在一起，同时还具有可安装/拆卸功能以及防锈蚀功能。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种木石组合桥的钢结构连接装置，该连接装置包括套帽、下半圆弧形钢板条、挡板、上半圆弧形钢板条、螺栓孔、第一端板和第二端板；

其中，套帽套扣在桥墩上；下半圆弧形钢板条焊接在套帽顶部中央，在下半圆弧形钢板条上方布置有上半圆弧形钢板条，在上半圆弧形钢板条和下半圆弧形钢板条的两个端部沿径向朝远离圆心的方向分别设有第一端板和第二端板，上半圆弧形钢板条和下半圆弧形钢板条通过第一端板和第二端板连接，第一端板和第二端板上分别设有螺栓孔；

挡板焊接在套帽上表面边缘，用来防止圆木纵梁的纵桥向移动。

优选的，套帽形状为矩形，套帽为不锈钢板，厚度为2～3mm。

优选的，下半圆弧形钢板条和上半圆弧形钢板条的曲率半径是套帽长度的0.5倍；第一端板和第二端板的长度是套帽长度的0.1倍，第一端板和第二端板宽度均为10cm，第一端板和第二端板厚度均为2～3mm。

有益效果：通过对该连接装置设置半圆弧形钢板条和梁纵向挡板，使得该连接装置可以将石砌桥墩和圆木纵梁牢固地连接在一起，并可以保证纵向圆木伸缩变形的需要。同时该新型钢结构连接装置还具有防腐防锈、可安装/拆卸等功能，使其能够更好地适应各类自然环境。随着我国新农村建设步伐的推进尤其是针对江南地区便民桥梁的建设，该木石组合桥新型钢结构连接装置必定会带来诸多便利，因此具有广泛的工程应用前景。

附图说明

图1是本发明整体构造俯视图；

图2是本发明整体构造正视图；

图3是本发明整体构造侧视图；

图4是连接装置中带径向第二端板（带螺栓孔）上半圆弧形钢板条俯视图；

图5是连接装置中带径向第二端板（带螺栓孔）上半圆弧形钢板条正视图；

图6是连接装置中带径向第二端板（带螺栓孔）上半圆弧形钢板条侧视图。

图中有：套帽1、下半圆弧形钢板条2、挡板3、上半圆弧形钢板条4、螺栓孔5、第一端板61和第二端板62。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

为了达到将石砌桥墩和圆木纵梁牢固连接的目的，采用钢制套帽套扣在桥墩上，在套帽上焊接带径向端板（端板上有螺栓孔）的半圆弧形钢板条，将圆木纵梁放入半圆弧形钢板条中，再将另一半带径向端板的半圆弧形钢板条通过螺栓与焊接在套帽上的钢板条固定在一起。在套帽上表面边缘焊接挡板以防止圆木的纵向移动，并且挡板与半圆弧形钢板条之间的距离应该稍微大于圆木伸出长度以作为其伸缩缝。这样便建好一根纵梁，根据需要可以建造若干纵梁，具体由桥面宽度和圆木大小来确定。

两个半圆弧形钢板条采用螺栓连接，以保证连接装置的可安装/拆卸功能，便于圆木纵梁和连接装置的更换与维修。

连接装置所有部分均采用不锈钢材料制成，其表面涂有防腐涂料，以防止锈蚀现象发生，从而大大提高该连接装置在室外不良条件下的使用寿命。

在圆木纵梁搭建好之后，接着就可以完成横梁架设。可根据实际需要选择木质或者其它材质横梁，通过铆钉或者栓钉与圆木纵梁刚性连接。

在横梁上架设与乡土气息较为协调的栏杆、照明设施、排水设施以及桥面铺装等之后，整桥建设完毕。

本发明涉及一种木石组合桥的新型钢结构连接装置，它是由矩形钢制套帽、焊接在套帽顶部中央的下半圆弧形钢板条、焊接在套帽顶部边缘处的挡板、上半圆弧形钢板条、端板和螺栓孔六部分组成。其中，矩形钢制套帽套扣在矩形石砌桥墩上，两个用螺栓连接的上、下半圆弧形钢板条用来夹持圆木纵梁并防止其横向移动，挡板用来防止圆木纵梁的纵向位移过大，并保证其在温度等荷载作用下能在一定的范围内自由伸缩。该连接装置的所有构件均采用不锈钢材制成，并且进行防腐处理，结实耐用。另外，该连接装置还具有可安装/拆卸的功能，便于安装。随着我国新农村建设的大力推广，以及人们对我国历史悠久的地域文化越来越重视，该木石组合桥新型钢结构连接装置必将具有广泛的工程应用前景。

参见图1-3，本发明提供的木石组合桥的钢结构连接装置，该连接装置包括套帽1、下半圆弧形钢板条2、挡板3、上半圆弧形钢板条4、螺栓孔5、第一端板61和第二端板62。

其中，套帽1套扣在桥墩上；下半圆弧形钢板条2焊接在套帽1顶部中央，在下半圆弧形钢板条2上方布置有上半圆弧形钢板条4，在上半圆弧形钢板条4和下半圆弧形钢板条2的两个端部沿径向朝远离圆心的方向分别设有第一端板61和第二端板62，上半圆弧形钢板条4和下半圆弧形钢板条2通过第一端板61和第二端板62连接，第一端板61和第二端板62上分别设有螺栓孔5。

挡板3焊接在套帽1上表面边缘，用来防止圆木纵梁的纵桥向移动。

套帽1形状为矩形，套帽1为不锈钢板，厚度为2～3mm。

下半圆弧形钢板条2和上半圆弧形钢板条4的曲率半径是套帽1长度的0.5倍；第一端板61和第二端板62的长度是套帽1长度的0.1倍，第一端板61和第二端板62宽度均为10cm，第一端板61和第二端板62厚度均为2～3mm。

详述如下。

本连接装置中的钢制套帽1形状为矩形，其长边长度为a，短边长度为b，高度为c（其中a、b、c根据实际工程需要确定，以m为单位，下同），套帽不锈钢板的厚度为2～3mm。下半圆弧形钢板条2和上半圆弧形钢板条4的曲率半径均为0.5a，端板长度为0.1a，钢板条宽度为10cm，厚度为2～3mm。详见图4、5、6。连接两个半圆弧形钢板条的螺栓为剪切型螺栓，连接时需要注意的是该螺栓的拧紧力矩不宜过大，要保证圆木纵梁在正常使用情况下不会随意发生纵向位移,同时还要保证圆木在温度等荷载下可以发生纵向平移。

现场安装过程中，首先要保证石砌桥墩顶部水平平整，然后将钢制套帽1套扣在桥墩墩顶，再检查钢制套帽1的水平度以保证其水平。然后将圆木纵梁放入下半圆弧形钢板条2中，将上半圆弧形钢板条4扣上，固定螺栓。检查圆木纵梁固定牢固后，开始架设横梁，横梁可以很好地防止圆木纵梁横向移动。接着进行桥面铺装以及其他附属设施的安装。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (3)

1.一种木石组合桥的钢结构连接装置，其特征在于：该连接装置包括套帽（1）、下半圆弧形钢板条（2）、挡板（3）、上半圆弧形钢板条（4）、螺栓孔（5）、第一端板（61）和第二端板（62）；

其中，套帽（1）套扣在桥墩上；下半圆弧形钢板条（2）焊接在套帽（1）顶部中央，在下半圆弧形钢板条（2）上方布置有上半圆弧形钢板条（4），在上半圆弧形钢板条（4）和下半圆弧形钢板条（2）的两个端部沿径向朝远离圆心的方向分别设有第一端板（61）和第二端板（62），上半圆弧形钢板条（4）和下半圆弧形钢板条（2）通过第一端板（61）和第二端板（62）连接，第一端板（61）和第二端板（62）上分别设有螺栓孔（5）；

挡板（3）焊接在套帽（1）上表面边缘，用来防止圆木纵梁的纵桥向移动。

2.根据权利要求1所述的木石组合桥的钢结构连接装置，其特征在于：套帽（1）顶面形状为矩形，套帽（1）为不锈钢板，厚度为2～3mm。

3.根据权利要求1所述的木石组合桥的钢结构连接装置，其特征在于：下半圆弧形钢板条（2）和上半圆弧形钢板条（4）的曲率半径是套帽（1）长度的0.5倍；第一端板（61）和第二端板（62）的长度是套帽（1）长度的0.1倍，第一端板（61）和第二端板（62）宽度均为10cm，第一端板（61）和第二端板（62）厚度均为2～3mm。

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