CN106592415A - 一种混凝土梁复合材料人行道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土梁复合材料人行道,其为一种铁路和公路钢筋混凝土和预应力混凝土T形梁、板式梁的新型人行道,尤其涉及到一种主要构件均采用纤维增强复合材料、充分利用复合材料各组分材料优点的混凝土梁人行道。包括标准模块和梁端模块,所述梁端模块位于混凝土梁的两端,两端的梁端模块之间设有若干个标准模块,还可包括梁端避车台模块,所述梁端避车台模块取代梁端模块设于混凝土梁的一端。本发明可以降低桥梁的二期恒载,提高桥梁的承载能力,且可减少桥面附属设施的养护维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土梁复合材料人行道。
背景技术
钢筋混凝土或预应力混凝土T形梁、板式梁的人行道是安装在桥梁两侧,主要用于检修人员安全通行和紧急情况下通行的通道,此外,也是电力和信号线缆的支撑结构,是桥梁最重要的附属设施之一。其中,T形梁指横截面形式为T形的梁,两侧挑出部分称为翼缘,其中间部分称为梁肋(或腹板)。
人行道主要承受竖向载荷,同时要求不能参与桥梁主体的工作,各种工况的竖向载荷通过步行板传递给人行道支架,或者直接作用在人行道支架上,再通过人行道支架传递给桥梁主体。现有的铁路和公路钢筋混凝土、预应力混凝土T形梁、板式梁的人行道支架采用钢结构或钢筋混凝土结构,通过螺栓与梁内预埋件连接。栏杆立柱为钢结构或钢筋混凝土结构,通过螺栓或焊接与人行道支架连接。扶手为钢结构或钢筋混凝土结构,直接穿过栏杆立柱。步行板采用预制钢筋混凝土板或橡塑板,直接搁置在相邻两人行道支架上。所有钢结构都是在工厂内制造、涂装后到现场安装。现有人行道存在以下缺点:(1)现有铁路和公路钢筋混凝土、预应力混凝土T形梁、板式梁人行道结构质量偏大,增加桥梁的二期恒载,降低了桥梁的承载能力;(2)现有人行道所用钢结构容易腐蚀,需要定期涂装,且现有人行道钢筋混凝土结构保护层容易剥离、露筋、甚至断裂,需要定期维修和更换,也就是说其耐久性不好;(3)现有人行道构件数量较多,现场安装工作量较大,施工周期较长,增加了人工成本;(4)现有人行道步行板直接搁置在支架上,容易被强风掀翻;(5)现有人行道非工厂制作,质量难以保证。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种铁路和公路钢筋混凝土和预应力混凝土T形梁、板式梁的新型人行道,尤其涉及到一种主要构件均采用纤维增强复合材料制作,并且充分利用纤维增强复合材料各组分材料优点的混凝土梁人行道。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种混凝土梁复合材料人行道,包括标准模块和梁端模块,所述梁端模块位于混凝土梁的两端,两端的梁端模块之间设有若干个标准模块。
进一步的,还包括梁端避车台模块,所述梁端避车台模块取代梁端模块设于混凝土梁的一端。
进一步的,还包括伸缩模块,所述伸缩模块处于相邻两片混凝土梁之间;所述伸缩模块一端固定在混凝土梁的梁端模块上,另一端搭在相邻混凝土梁的梁端避车台模块上或所述伸缩模块一端固定在混凝土梁的梁端模块上,另一端搭在相邻混凝土梁的梁端模块上。
进一步的,所述梁端模块或标准模块包括:
第一支架组件,包括第一水平支架和第一支架立柱,所述第一水平支架固定在预埋在混凝土梁挡砟墙外侧的T形钢板上,所述第一支架立柱固定在第一水平支架上;
第一步行板,其水平铺设在相邻两个第一水平支架之间,且所述第一步行板位于所述第一支架立柱内侧;
上扶手和下扶手,其分别横向穿过相邻两个第一支架立柱;
第一防侧倾圆管,其横向穿过相邻两个第一水平支架,且位于所述第一支架立柱外侧。
进一步的,相邻两个上扶手之间通过上扶手内套管连接,相邻两个下扶手之间通过下扶手内套管连接,相邻两个第一防侧倾圆管之间通过第一防侧倾内套管连接。
进一步的,所述梁端避车台模块包括两个第二支架组件和一个第三支架组件,第二支架组件分布在梁端避车台模块的两侧,所述第三支架组件位于两个第二支架组件中间;
其中,每个第二支架组件均包括一个第二水平支架和两个第二支架立柱,第三支架组件包括一个第三水平支架和一个第三支架立柱,外侧的第二支架立柱和第三支架立柱位置相对应;所述第二水平支架和第三水平支架均固定于预埋在混凝土梁挡砟墙外侧的T形钢板上,所述两个第二支架立柱均固定在第二水平支架上,所述第三支架立柱固定在第三支架立柱上;
上扶手圆管和下扶手圆管依次穿于相邻的支架立柱之间围成避车台护栏;相邻的水平支架之间还横向穿有第二防侧倾圆管,所述第二防侧倾圆管位于第三支架立柱的内侧;
相邻的水平支架之间铺设有第二步行板,第二防侧倾圆管与第二步行板之间设有盖板组件,所述盖板组件底部设有爬梯。
进一步的,所述盖板组件包括:
盖板,所述盖板的一端为盖板圆管,所述盖板圆管的内径与第二防侧倾圆管的外径相匹配,且所述盖板通过盖板圆管穿过第二防侧倾圆管固定;
所述盖板的顶部设有提手,所述盖板通过连接锁连接第二步行板。
进一步的,所述盖板组件还包括挂钩,所述挂钩包括上下两个相对的圆弧,其中一个圆弧与下扶手圆管外径相匹配,另一个圆弧与所述提手相匹配。
进一步的,所述第一水平支架、第二水平支架和第三水平支架上均设有电缆槽托架,且所述第一水平支架、第二水平支架和第三水平支架分别通过高强螺栓和耐候钢板固定在T形钢板上,步行板均通过螺栓与预埋在水平支架内的螺套固定在水平支架上。
进一步的,所述第一支架组件、第二支架组件、第三支架组件、第一步行板、第二步行板、上扶手、下扶手、上扶手圆管、下扶手圆管、第一防侧倾圆管、第二防侧倾圆管、上扶手内套管、下扶手内套管、第二防侧倾内套管、盖板组件和爬梯均采用纤维增强复合材料制成。
本发明的有益效果为:
本发明所述混凝土梁复合材料人行道,包含铁路和公路钢筋混凝土、预应力混凝土T形梁、板式梁人行道,除紧固件外,其他构件均采用纤维增强复合材料制成。纤维增强复合材料具有轻质高强的特点,通过有限元分析,在满足混凝土梁人行道强度和刚度要求,且具有4倍以上安全系数条件下,产品质量轻。以32米标准铁路混凝土梁为例,双侧人行道每延米仅重约96kg,为原设计的15%,质量轻,现场施工劳动强度低,施工机具费用和人工成本低。同时,可以降低桥梁的二期恒载,提高桥梁的承载能力。
附图说明
图1为本发明所述混凝土梁复合材料人行道结构示意图;
图2为本发明所述标准模块正面示意图;
图3为本发明所述标准模块轴侧示意图;
图4为本发明所述标准模块侧面示意图;
图5为本发明所述标准模块局部放大示意图;
图6为本发明所述梁端避车台模块正视图;
图7为本发明所述梁端避车台模块侧视图;
图8为本发明所述梁端避车台模块局部放大示意图;
图9为本发明所述盖板组件侧视图;
图10为本发明所述盖板组件结构示意图;
图11为本发明所述连接锁结构示意图;
图12为本发明所述挂钩结构示意图;
图13为本发明所述伸缩模块结构示意图;
图14为本发明所述伸缩模块连接示意图;
图15a~图15b均为梁端模块结构示意图;
图16为标准模块结构示意图;
图17为梁端避车台模块结构示意图;
图18为梁端模块、伸缩模块和梁端避车台模块的安装布局示意图;
其中,1-梁端模块,2-标准模块,3-梁端避车台模块,4-伸缩模块,201-挡砟墙,202-耐候钢板,203-T形钢板,205-第一水平支架,206-第一防侧倾圆管,207-电缆槽托架,208-上扶手,209-下扶手,210-第一支架立柱,211-螺栓,212-第一步行板,213-上扶手内套管,214-下扶手内套管,215-第一防侧倾内套管,31-第二支架组件,32-第二步行板,33-爬梯,34-上扶手圆管,35-下扶手圆管,36-第二防侧倾圆管,37-第三支架组件,39-盖板组件,391-提手,392-开口销,393-螺母,394-平垫圈,395-盖板,396-连接锁,397-挂钩,41-伸缩盖板,42-平板,43-第三步行板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,一种混凝土梁复合材料人行道,包括标准模块2和梁端模块1,所述梁端模块1位于混凝土梁的两端,两端的梁端模块1之间设有若干个标准模块2。混凝土梁复合材料人行道伸缩缝处通过伸缩模块4进行过渡,所述伸缩模块4处于相邻两片混凝土梁之间,伸缩模块一端搭在梁端模块的步行板上,不进行固定,另一端用紧固件固定在相邻梁端模块的步行板上,以满足桥梁自由伸缩的要求。
在铁路桥梁中,本发明所述人行道还包括梁端避车台模块3。伸缩模块4一端固定在混凝土梁的梁端模块1的步行板上,另一端搭在相邻混凝土梁的梁端避车台模块3的步行板上,满足桥梁自由伸缩的要求。
如图2~图5所示,所述梁端模块1或标准模块2包括:
第一支架组件,包括第一水平支架205和第一支架立柱210,所述第一水平支架205通过高强螺栓和耐候钢板202固定于预埋在混凝土梁挡砟墙201外侧的T形钢板203上,所述第一支架立柱210固定在第一水平支架205上。所述第一水平支架205上均设有电缆槽托架。
第一步行板212,其通过螺栓与预埋在第一水平支架内的螺套水平铺设固定在相邻两个第一水平支架205之间,且所述第一步行板212均位于所述第一支架立柱210内侧。
第一支架立柱210和第一水平支架205上均开有孔,上扶手208和下扶手209分别横向穿过相邻两个第一支架立柱210相对应的开孔。第一防侧倾圆管206横向穿过相邻两个第一水平支架205相对应的开孔,且所述第一防侧倾圆管206位于所述第一支架立柱210外侧。在第一支架组件的开孔处内壁涂抹结构胶用于固定扶手和防侧倾圆管,同时在第一支架立柱210上分别使用不锈钢自攻螺钉将扶手与第一支架立柱210固定。相邻两个上扶手208之间通过上扶手内套管213连接,相邻两个下扶手209之间通过下扶手内套管214连接,相邻两个第一防侧倾圆管206之间通过第一防侧倾内套管215连接。所述扶手内套管一端穿于扶手及第一支架立柱内,并配合胶粘和铆钉固定,另一端穿于相邻扶手内,并留出一定的温度伸缩活动量。所述防侧倾内套管一端穿插于防侧倾圆管内,并配合胶粘和铆钉固定,另一端以同样的方式固定于相邻防侧倾圆管内。
参考图15a~15b和图16,梁端模块1和标准模块的区别仅在于相邻两第一水平支架的间距不同。
参考如图6~图8,所述梁端避车台模块3包括两个第二支架组件31和一个第三支架组件37,第二支架组件31分布在梁端避车台模块3的两侧,所述第三支架组件37位于两个第二支架组件31中间;
其中,每个第二支架组件31均包括一个第二水平支架和两个第二支架立柱,第三支架组件37包括一个第三水平支架和一个第三支架立柱,外侧的第二支架立柱和第三支架立柱位置相对应;所述第二水平支架和第三水平支架均通过高强螺栓和耐候钢板固定于预埋在混凝土梁挡砟墙外侧的T形钢板上,所述两个第二支架立柱均固定在第二水平支架上,所述第三支架立柱固定在第三支架立柱上;
上扶手圆管34和下扶手圆管35依次穿过相邻的支架立柱上的通孔围成避车台护栏。上扶手圆管34和下扶手圆管35的一端与支架立柱采用铆钉及胶粘连接,另一端留一定的伸缩量。第二水平支架与外侧第二支架立柱连接的拐角处或第三水平支架与第三支架立柱连接的拐角处均设有圆孔,所述圆孔内径与第二防侧倾圆管36外径相匹配,所述第二防侧倾圆管36依次穿过相邻支架组件的圆孔,与第二支架组件31通过铆钉连接。且所述第二防侧倾圆管36位于第三支架立柱的内侧。
相邻的水平支架之间铺设有第二步行板32,第二步行板32通过螺栓与预埋在水平支架内的螺套固定在水平支架上。第二防侧倾圆管36与第二步行板32之间设有盖板组件39,所述盖板组件39底部设有爬梯33,所述爬梯33连接第二支架组件31和第三支架组件37,且爬梯33为复合材料结构。
如图9、图10所示,所述盖板组件39包括:盖板395,所述盖板395的一端为盖板圆管,所述盖板圆管的内径与第二防侧倾圆管36的外径相匹配,且所述盖板395通过盖板圆管穿过第二防侧倾圆管36固定;所述盖板395的顶部设有提手391,所述盖板395通过连接锁396连接第二步行板32。所述提手391的外径与盖板395上两个孔相匹配,提手391穿过圆孔,然后在提手391两端加入平垫圈394和螺母393,最后用开口销392固定。如图12所示,所述盖板组件39还包括挂钩397,所述挂钩397包括上下两个相对的圆弧,其中一个圆弧与下扶手圆管35外径相匹配,另一个圆弧与所述提手391相匹配。
所述第二水平支架和第三水平支架上均设有电缆槽托架。
如图13、14所示,所述伸缩模块4处于相邻两片混凝土梁之间,其由第三步行板43、平板42、和伸缩盖板41组成。所述伸缩盖板41设于平板42的顶部,且伸缩盖板41两端的折角与平板通过螺栓或铆钉固定连接。所述伸缩盖板41与平板42上下形成空腔,且均采用铝制材料。所述伸缩模块4中的相邻第三步行板43横向连接处留有间隙,第三步行板43的纵向连接通过相邻的第三步行板43的相应端均放置于伸缩模块4的空腔内,且其中一个第三步行板43通过紧固件与空腔紧固连接,另一个第三步行板43仅搭接在空腔内,不紧固。
所述第一支架组件采用SMC或XMC复合材料整体模压而成;
所述第一步行板212和第二步行板32为纤维增强复合材料通过拉挤、模压或真空灌注成型工艺而制成的板式结构;
所述上扶手208、下扶手209、第一防侧倾圆管206、上扶手内套管213、下扶手内套管214和第一防侧倾内套管215为纤维增强聚氨酯复合材料通过拉挤或模压或真空灌注成型工艺制成的管状结构;
所述第二支架组件31和第三支架组件37为纤维增强复合材料通过模压或真空灌注或手糊制备而成;
所述盖板组件39包括为纤维增强复合材料通过拉挤或模压或真空灌注或手糊制备而成;
所述上扶手圆管34、下扶手圆管35和第二防侧倾圆管36为纤维增强复合材料通过拉挤工艺或缠绕制备而成。
综上,混凝土梁复合材料人行道至少有标准模块2、梁端模块1两个模块组成,实际实施中可以由梁端模块1、标准模块2、梁端避车台模块3以及伸缩缝模块4四个基础模块形成新的组合。将所述混凝土梁复合材料人行道一侧的模块组合安装后,水平旋转180°后安装于人行道的另一侧。
本发明所述混凝土梁复合材料人行道具有以下优点:
(1)质量轻,桥梁二期恒载小,可提高桥梁的承载能力;
(2)构件数量少,运输、安装、维护便捷;
(3)耐腐蚀,可应用于海边等腐蚀性强的环境,基本免维护,运营管理成本低;
(4)结构简单、可靠、质量风险小。
(5)复合材料生产过程中能耗小、有毒物质排放少,具有节能、环境友好的特点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,包括标准模块(2)和梁端模块(1),所述梁端模块(1)位于混凝土梁的两端,两端的梁端模块(1)之间设有若干个标准模块(2)。
2.根据权利要求1所述的混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,还包括梁端避车台模块(3),所述梁端避车台模块(3)取代梁端模块(1)设于混凝土梁的一端。
3.根据权利要求2所述的混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,还包括伸缩模块(4),所述伸缩模块(4)处于相邻两片混凝土梁之间;所述伸缩模块(4)一端固定在混凝土梁的梁端模块(1)上,另一端搭在相邻混凝土梁的梁端避车台模块(3)上或所述伸缩模块(4)一端固定在混凝土梁的梁端模块(1)上,另一端搭在相邻混凝土梁的梁端模块(1)上。
4.根据权利要求1所述的混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,所述梁端模块(1)或标准模块(2)包括:
第一支架组件,包括第一水平支架(205)和第一支架立柱(210),所述第一水平支架(205)固定于预埋在混凝土梁挡砟墙(201)外侧的T形钢板(203)上,所述第一支架立柱(210)固定在第一水平支架(205)上;
第一步行板(212),其水平铺设在相邻两个第一水平支架(205)之间,且所述第一步行板(212)位于所述第一支架立柱(210)内侧;
上扶手(208)和下扶手(209),其分别横向穿过相邻两个第一支架立柱(210);
第一防侧倾圆管(206),其横向穿过相邻两个第一水平支架(205),且位于所第一述支架立柱(210)外侧。
5.根据权利要求4所述的混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,相邻两个上扶手(208)之间通过上扶手内套管(213)连接,相邻两个下扶手(209)之间通过下扶手内套管(214)连接,相邻两个第一防侧倾圆管(206)之间通过第一防侧倾内套管(215)连接。
6.根据权利要求2所述的混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,所述梁端避车台模块(3)包括两个第二支架组件(31)和一个第三支架组件(37),第二支架组件(31)分布在梁端避车台模块(3)的两侧,所述第三支架组件(37)位于两个第二支架组件(31)中间;
其中,每个第二支架组件(31)均包括一个第二水平支架和两个第二支架立柱,第三支架组件(37)包括一个第三水平支架和一个第三支架立柱,外侧的第二支架立柱和第三支架立柱位置相对应;所述第二水平支架和第三水平支架均固定于预埋在混凝土梁挡砟墙外侧的T形钢板上,所述两个第二支架立柱均固定在第二水平支架上,所述第三支架立柱固定在第三支架立柱上;
上扶手圆管(34)和下扶手圆管(35)依次穿于相邻的支架立柱之间围成避车台护栏;相邻的水平支架之间还横向穿有第二防侧倾圆管(36),所述第二防侧倾圆管(36)位于第三支架立柱的内侧;
相邻的水平支架之间铺设有第二步行板(32),第二防侧倾圆管(36)与第二步行板(32)之间设有盖板组件(39),所述盖板组件(39)底部设有爬梯(33)。
7.根据权利要求6所述的混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,所述盖板组件(39)包括:
盖板(395),所述盖板(395)的一端为盖板圆管,所述盖板圆管的内径与第二防侧倾圆管(36)的外径相匹配,且所述盖板(395)通过盖板圆管穿过第二防侧倾圆管(36)固定;
所述盖板(395)的顶部设有提手(391),所述盖板(395)通过连接锁(396)连接第二步行板(32)。
8.根据权利要求7所述的混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,所述盖板组件(39)还包括挂钩(397),所述挂钩(397)包括上下两个相对的圆弧,其中一个圆弧与下扶手圆管(35)外径相匹配,另一个圆弧与所述提手(391)相匹配。
9.根据权利要求4或6所述的混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,所述第一水平支架(205)、第二水平支架和第三水平支架上均设有电缆槽托架,且所述第一水平支架(205)、第二水平支架和第三水平支架分别通过高强螺栓和耐候钢板(202)固定在T形钢板上,步行板均通过螺栓与预埋在水平支架内的螺套固定在水平支架上。
10.根据权利要求4或6所述的混凝土梁复合材料人行道,其特征在于,
所述第一支架组件、第二支架组件(31)、第三支架组件(37)、第一步行板(212)、第二步行板(32)、上扶手(208)、下扶手(209)、上扶手圆管(34)、下扶手圆管(35)、第一防侧倾圆管(206)、第二防侧倾圆管(36)、上扶手内套管(213)、下扶手内套管(214)、第二防侧倾内套管(215)、盖板组件(39)和爬梯(33)均采用纤维增强复合材料制成。
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