CN107386095A - 系杆拱浮桥及系杆拱浮桥架设方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种系杆拱浮桥及系杆拱浮桥架设方法，涉及土木工程技术领域。系杆拱浮桥包括浮体结构、吊装结构和拱端支座；所述吊装结构设置于所述浮体结构的上方，并能够对所述浮体结构进行吊装；所述吊装结构，包括至少两个拱主体、多个横撑、多个垂直吊杆和多个系杆；各个所述拱主体的两端分别与所述拱端支座固定连接；相邻两个所述拱主体之间通过多个所述横撑连接；多个所述垂直吊杆的顶部均与所述拱主体连接，底部均与所述浮体结构连接；所述系杆的杆身与安装在相对应的所述拱主体上的各个所述垂直吊杆连接，所述系杆的杆端与相对应的所述拱主体固定连接。本发明结构简单，方便拆装。

Description

系杆拱浮桥及系杆拱浮桥架设方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种系杆拱浮桥及系杆拱浮桥架设方法。

背景技术

国内现有的浮桥装备器材桥型结构单一，从建筑美学的角度讲，可观赏性比较差，加入系杆拱元素后，浮桥的观赏性大大增加，使得旅游景点或旅游度假区在吸引游客的能力上可大大增强，促进服务业发展的意义重大。

同时，国内现有的可快速架设与撤收、拆装式浮桥装备自重都比较大(每纵长米1100kg)，其他带固定桥脚的桥梁装备自重更大(每纵长米1200kg)，无法实施整桥或分段空投；同时，就浮桥主体结构而言，已有的浮桥装备虽然曾经应用过桁架与浮体的组合结构，但仍然存在桁架和浮体两种结构承载能力融合性发挥作用较差、自重较大的缺陷。上述问题使得在地震等灾变或其他应急条件下现有浮桥装备由陆路运送到架桥点架设浮桥带来了较大的困难。另外，国内目前可空投式浮桥装备器材的研制仍然是空白。随着轻质高强金属、聚乙烯塑料、玻璃钢复合材料及金属复合材料的飞速发展，大载重量浮桥装备的轻量化已成为可能，设计出能够与轻质新材料相匹配的装备结构形式，对于充分发挥新材料性能、实现结构性能最优化至关重要。

基于以上问题，提出一种可空运架设的系杆拱浮桥装备对于实现在灾变或其他应急条件下空运浮桥装备并架设浮桥，提高交通运输应急保障能力显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种系杆拱浮桥，很大程度上缓解了现有技术中的无法很好的解决系杆拱浮桥在长途运输中拆装不便的技术问题。

本发明提供的一种系杆拱浮桥，包括浮体结构、吊装结构和拱端支座；

所述吊装结构设置于所述浮体结构的上方，并能够对所述浮体结构进行吊装；

所述吊装结构，包括至少两个拱主体、多个横撑、多个垂直吊杆和多个系杆；各个所述拱主体的两端分别与所述拱端支座固定连接；相邻两个所述拱主体之间通过多个所述横撑连接；多个所述垂直吊杆的顶部均与所述拱主体连接，底部均与所述浮体结构连接；所述系杆的杆身与安装在相对应的所述拱主体上的各个所述垂直吊杆连接，所述系杆的杆端与相对应的所述拱主体固定连接。

作为进一步的技术方案，所述浮体结构包括多个浮箱单元，相邻的所述浮箱单元之间相互连接。

作为进一步的技术方案，所述浮箱单元包括单耳连接结构和双耳连接结构；

所述单耳连接结构和双耳连接结构沿竖直方向同轴设置在所述浮箱单元的侧面上，且所述单耳连接结构和双耳连接结构能够通过插销连接。

作为进一步的技术方案，所述的垂直吊杆与浮体结构之间能够通过第一连接组件连接；

所述第一连接组件包括上挡环、弹簧和下挡环；

所述垂直吊杆与所述下挡环之间连接，所述上挡环套设在所述垂直吊杆上，所述弹簧设置于所述上挡环与所述下挡环之间；所述上挡环位于所述双耳连接结构与所述单耳连接结构之间，且能够在所述双耳连接结构与所述单耳连接结构之间往复移动。

作为进一步的技术方案，所述浮箱单元内部设有加强骨架，所述加强骨架与所述单耳连接结构和双耳连接结构均连接。

作为进一步的技术方案，还包括跳板，位于所述浮体结构长度方向两端的浮箱单元均与跳板连接。

作为进一步的技术方案，所述拱主体、垂直吊杆和横撑三者之间通过第二连接组件进行连接；

所述第二连接组件包括两个对称设置的卡套，两个所述卡套的顶部和底部分别通过紧固件连接；

所述拱主体设置于两个所述卡套之间；

所述垂直吊杆的顶端容置于两个所述卡套底部的空隙中，并通过该处的所述紧固件穿插固定；

其中一个所述卡套的侧面设有用于安装所述横撑的预留孔。

作为进一步的技术方案，所述系杆分段连接而成，各段所述系杆与所述垂直吊杆之间通过第三连接组件进行连接；

所述第三连接组件采用三向套筒，所述三向套筒包括套筒主体和位于所述套筒主体两侧的套筒分支，所述套筒主体用于套接所述垂直吊杆，所述套筒分支用于套接所述垂直吊杆两侧的各段所述系杆。

作为进一步的技术方案，所述拱端支座包括底座以及安装在底座上的支承座，所述拱主体伸入所述支承座内部并固定，所述底座固定在地面上。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种系杆拱浮桥，采用了吊装结构和浮体结构组合运用的技术，充分发挥了吊装结构和浮体结构这两种结构的受力性能的优势，实现了吊装结构的刚性和浮体结构的柔性这两种结构承载性能的有效融合，提高了系杆拱浮桥的承载能力。

其中需要着重指出的是，系杆拱浮桥具有结构简单、建造速度快、观赏性强、施工场地要求低、施工时间短的优点，吊装结构和浮体结构的各自安装方式以及连接关系，均能够方便安装，可空运架设的系杆拱浮桥具有结构简单、架设速度快、使用方便、作业场地要求低，以及在陆路运输条件不具备的情况下也可以快速运送到位并正常使用的特点。

本发明的第二目的在于提供一种系杆拱浮桥架设方法，很大程度上缓解了无法很好的解决系杆拱浮桥在长途运输中拆装不便的技术问题。

本发明提供一种系杆拱浮桥架设方法，包括以下步骤：

S001：在将浮体结构和吊装结构整体或分段空投至预定水域前，先将多个浮箱单元在平整场地通过插销拼接形成浮体结构，再将吊装结构平放到浮体结构表面一起空运；

S002：利用直升机把浮体结构和吊装结构整体吊运至施放地点：将浮体结构投放至指定水域后，首先在浮体结构两侧设置锚定结构，然后在浮体结构四个角上向两岸沿与浮体成30°方向拉出系留钢索，进行张纲固定；

S003：完成浮体结构的铺设便可进行拱主体的架设，通过第二连接组件将横撑、垂直吊杆和拱主体连接，再将系杆通过第三连接组件安装在垂直吊杆的两侧，最后，将第一连接组件安装于垂直吊杆底部；

S004：在系杆拱浮桥安装到位后，为保证吊装结构能够协调工作以及系杆拱浮桥受风荷载时的侧向稳定，对拱主体的两侧和中央也进行张纲固定。

本发明的有益效果为：

该系杆拱浮桥架设方法与上述系杆拱浮桥所具有的优势相同，此外，通过对拱主体、横撑、垂直吊杆、系杆以及浮体结构的安装与拆卸，能够实现快速拆卸，方便空运。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供一种系杆拱浮桥的整体结构示意图；

图2为本发明提供的浮体结构的连接示意图；

图3为本发明提供的浮箱单元的结构透视图；

图4为本发明提供的垂直吊杆示意图；

图5为本发明提供的第二连接组件的结构示意图；

图6为本发明提供的第一连接组件的结构示意图；

图7为本发明提供的第一连接组件的安装的主视图；

图8为本发明提供的拱端支座的结构示意图；

图9为本发明提供的第三连接组件的结构示意图。

图标：1-第二连接组件；11－卡套；12－紧固件；2－拱主体；3－横撑；4－系杆；5－垂直吊杆；51－预留孔；52－内螺纹结构；6－浮体结构；61－浮箱单元；63－单耳连接结构；64－双耳连接结构；65－插销；66－加强骨架；67－耳板孔；7－第一连接组件；71－上挡环；72－弹簧；73－下挡环；8－跳板；9－拱端支座；91-底座；92-支承座；10-第三连接组件；101-套筒主体；102-套筒分支。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1-图9所示，本实施例提供的一种系杆拱浮桥，包括浮体结构6、吊装结构和拱端支座9；吊装结构设置于浮体结构6的上方，并能够对浮体结构6进行吊装；吊装结构，包括至少两个拱主体2、多个系杆4、多个垂直吊杆5和多个横撑3；各个拱主体2的两端分别与拱端支座9固定连接；相邻两个拱主体2之间通过多个横撑3连接；多个垂直吊杆5的顶部均与拱主体2连接，底部均与浮体结构6连接；系杆4的杆身与安装在相对应的拱主体2上的各个垂直吊杆5连接，系杆4的杆端与相对应的拱主体2固定连接。

本实施例采用了吊装结构和浮体结构6组合运用的技术，充分发挥了吊装结构和浮体结构6这两种结构的受力性能的优势，实现了吊装结构的刚性和浮体结构6的柔性这两种结构承载性能的有效融合，提高了系杆拱浮桥的承载能力。

其中需要着重指出的是，系杆拱浮桥具有结构简单、建造速度快、观赏性强、施工场地要求低、施工时间短的优点，吊装结构和浮体结构6的各自安装方式以及连接关系，均能够方便安装，可空运架设的系杆拱浮桥具有结构简单、架设速度快、使用方便、作业场地要求低，以及在陆路运输条件不具备的情况下也可以快速运送到位并正常使用的特点。

本实施例的可选方案中，在浮体结构6与拱主体2中部设置斜向固定索，进行斜张钢固定，能够保证浮桥整体侧向稳定。

本实施例的可选方案中，浮体结构6包括多个浮箱单元61，相邻的浮箱单元61之间相互连接。

本实施例的可选方案中，浮箱单元61包括单耳连接结构63和双耳连接结构64；单耳连接结构63和双耳连接结构64沿竖直方向同轴设置在浮箱单元61的侧面，且单耳连接结构63和双耳连接结构64能够通过插销65连接，插销65贯穿单耳连接结构63和双耳连接结构64的耳板孔67内。该耳板孔67内设有贯穿的导向槽和非贯穿的固定槽，将插销65先沿导向槽插入耳板孔67内，旋转九十度后插销65上的档块能够卡入固定槽内，防止插销65晃动。

具体地，浮箱单元61采用聚乙烯塑料或金属制成。

本实施例的可选方案中，垂直吊杆5与浮体结构6之间能够通过第一连接组件7连接；第一连接组件7包括上挡环71、弹簧72和下挡环73；垂直吊杆5与下挡环73之间连接，上挡环71套设在垂直吊杆5上，弹簧72设置于上挡环71与下挡环73之间；上挡环71位于双耳连接结构64与单耳连接结构63之间，且能够在双耳连接结构64与单耳连接结构63之间往复移动。

具体地，垂直吊杆5底部的内螺纹结构52与下挡环73的外螺纹结构通过螺纹连接。

使用时，在较小的荷载通行时，浮体结构6的变位在预留间隙范围以内，主要由浮体结构6的浮力承受荷载作用力；而当荷载过大或荷载偏心时，浮体结构6变位达到预留间隙的尺寸后，双耳连接结构64或单耳连接结构63接触上挡环71，弹簧72开始工作，这时浮体结构6仍然会在荷载作用下逐渐增加垂直变位，而垂直吊杆5和拱主体2的受力随着弹簧72的压缩也逐渐增加，直至弹簧72完全压缩后垂直吊杆5和拱主体2的受力才达到最大状态。第一连接组件7充分利用了浮体结构6的承载能力，通过合理的设计预留垂直间隙大小，能够有效降低垂直吊杆5和拱主体2的受力，从而减小垂直吊杆5和拱主体2的尺度，减轻系杆拱浮桥整体的重量，满足空运的要求。

本实施例的可选方案中，浮箱单元61内部设有加强骨架66，加强骨架66与单耳连接结构63和双耳连接结构64均连接。其中，加强骨架66横纵交叉设置，且每个所述加强骨架66两端分别与浮箱单元61的两个相对侧面的单耳连接结构63或双耳连接结构64连接，起到对浮箱单元61加固的作用。

本实施例的可选方案中，还包括跳板8，位于浮体结构6长度方向两端的浮箱单元61均与跳板8连接。

本实施例的可选方案中，拱主体2、垂直吊杆5和横撑3三者之间通过第二连接组件1进行连接；第二连接组件1包括两个对称设置的卡套11，两个卡套11的顶部和底部分别通过紧固件12连接；拱主体2设置于两个卡套11之间；垂直吊杆5的顶端容置于两个卡套11底部的空隙中，垂直吊杆5上设置有预留孔51，并通过紧固件12固定；其中一个卡套11的侧面设有用于安装横撑3的预留孔51。

本实施例的可选方案中，系杆4分段连接而成，各段系杆4与垂直吊杆5之间通过第三连接组件10进行连接；第三连接组件10采用三向套筒，三向套筒包括套筒主体101和位于套筒主体101两侧的套筒分支102，套筒主体101用于套接垂直吊杆5且通过垂直吊杆5上的预留孔51固定，套筒分支102用于套接垂直吊杆5两侧的各段系杆4。

本实施例的可选方案中，拱端支座9包括底座91以及安装在底座91上的支承座92，拱主体2伸入支承座92内部并固定，底座91固定在地面上。底座91与河流两岸陆地之间可采用钢板桩进行固定。

需要指出的是，浮箱单元61的尺寸、浮箱单元61的组合形式、各系杆与拱主体2的截面尺寸、拱主体2轴线的线型、垂直吊杆5的间距、第一连接组件7的预留间隙大小等均可根据实际通载需求来进行设置。

本实施例的系杆拱浮桥，如果采用轻质高强的纤维增强复合材料或轻质金属材料制作，具有结构简单、重量轻、通载大、架设速度快、使用方便、作业场地要求低的特点，可以用直升机吊运、大型运输机空运等方式快速运送到位并正常使用，既可以军用，也可以民用。在地震等灾变或者其他浮桥装备无法由陆路运送到架桥点的情况下，可通过使用直升机吊运、大型运输机空运等方式空运该浮桥装备至架桥点，采用在受损桥梁上游和下游利用该浮桥装备架设浮桥的办法，解决人员和轻型车辆的应急通行问题，具有广阔的推广应用前景。如果以民用为主，可以采用金属或钢筋混凝土材料制作，这时的系杆拱浮桥具有施工周期短、架设方便快速、作业场地要求低、可观赏性强的特点，可以在旅游风景区大量建造，以降低建设成本，提高景区交通保障能力，增加景区特色，也具有广阔的推广应用前景。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例提供的一种系杆拱浮桥架设方法，包括以下步骤：

S001：在将浮体结构6和吊装结构整体或分段空投至预定水域前，先将多个浮箱单元61在平整场地通过插销65拼接形成浮体结构6，再将吊装结构放置在浮体结构6的表面一起进行空运；

S002：利用直升机把浮体结构6和吊装结构整体吊运至施放地点：将浮体结构6投放至指定水域后，首先在浮体结构6两侧设置锚定结构，然后在浮体结构6四个角上向两岸沿与浮体成30°方向拉出系留钢索，进行张纲固定；

S003：完成浮体结构6的铺设便可进行拱主体2的架设，通过第二连接组件1将系杆43、垂直吊杆5和拱主体2连接，再将系杆通过第三连接组件10安装在垂直吊杆5的两侧，最后将第一连接组件7安装于垂直吊杆5底部；

S004：在系杆拱浮桥安装到位后，为保证吊装结构能够协调工作以及系杆拱浮桥受风荷载时的侧向稳定，对拱主体2的两侧和中央也进行张纲固定。

该系杆拱浮桥架设方法与上述系杆拱浮桥所具有的优势相同，此外，通过对拱主体2、系杆43、垂直吊杆5、系杆以及浮体结构6的安装与拆卸，能够实现快速拆卸，方便空运。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种系杆拱浮桥，其特征在于，包括浮体结构、吊装结构和拱端支座；

所述吊装结构设置于所述浮体结构的上方，并能够对所述浮体结构进行吊装；

所述吊装结构，包括至少两个拱主体、多个横撑、多个垂直吊杆和多个系杆；各个所述拱主体的两端分别与所述拱端支座固定连接；相邻两个所述拱主体之间通过多个所述横撑连接；多个所述垂直吊杆的顶部均与所述拱主体连接，底部均与所述浮体结构连接；所述系杆的杆身与安装在相对应的所述拱主体上的各个所述垂直吊杆连接，所述系杆的杆端与相对应的所述拱主体固定连接。

2.根据权利要求1所述的系杆拱浮桥，其特征在于，所述浮体结构包括多个浮箱单元，相邻的所述浮箱单元之间相互连接。

3.根据权利要求2所述的系杆拱浮桥，其特征在于，所述浮箱单元包括单耳连接结构和双耳连接结构；

所述单耳连接结构和双耳连接结构沿竖直方向同轴设置在所述浮箱单元的侧面上，且所述单耳连接结构和双耳连接结构能够通过插销连接。

4.根据权利要求3所述的系杆拱浮桥，其特征在于，所述的垂直吊杆与浮体结构之间能够通过第一连接组件连接；

所述第一连接组件包括上挡环、弹簧和下挡环；

所述垂直吊杆与所述下挡环之间连接，所述上挡环套设在所述垂直吊杆上，所述弹簧设置于所述上挡环与所述下挡环之间；所述上挡环位于所述双耳连接结构与所述单耳连接结构之间，且能够在所述双耳连接结构与所述单耳连接结构之间往复移动。

5.根据权利要求3所述的系杆拱浮桥，其特征在于，所述浮箱单元内部设有加强骨架，所述加强骨架与所述单耳连接结构和双耳连接结构均连接。

6.根据权利要求2所述的系杆拱浮桥，其特征在于，还包括跳板，位于所述浮体结构长度方向两端的浮箱单元均与跳板连接。

7.根据权利要求1所述的系杆拱浮桥，其特征在于，所述拱主体、垂直吊杆和横撑三者之间通过第二连接组件进行连接；

所述第二连接组件包括两个对称设置的卡套，两个所述卡套的顶部和底部分别通过紧固件连接；

所述拱主体设置于两个所述卡套之间；

所述垂直吊杆的顶端容置于两个所述卡套底部的空隙中，并通过该处的所述紧固件穿插固定；

其中一个所述卡套的侧面设有用于安装所述横撑的预留孔。

8.根据权利要求1所述的系杆拱浮桥，其特征在于，所述系杆分段连接而成，各段所述系杆与所述垂直吊杆之间通过第三连接组件进行连接；

所述第三连接组件采用三向套筒，所述三向套筒包括套筒主体和位于所述套筒主体两侧的套筒分支，所述套筒主体用于套接所述垂直吊杆，所述套筒分支用于套接所述垂直吊杆两侧的各段所述系杆。

9.根据权利要求1所述的系杆拱浮桥，其特征在于，所述拱端支座包括底座以及安装在底座上的支承座，所述拱主体伸入所述支承座内部并固定，所述底座固定在地面上。

10.一种系杆拱浮桥架设方法，其特征在于，包括以下步骤：

S001：在将浮体结构和吊装结构整体或分段空投至预定水域前，先将多个浮箱单元在平整场地通过插销拼接形成浮体结构，再将吊装结构平放到浮体结构表面一起空运；

S002：利用直升机把浮体结构和吊装结构整体吊运至施放地点：将浮体结构投放至指定水域后，首先在浮体结构两侧设置锚定结构，然后在浮体结构四个角上向两岸沿与浮体成30°方向拉出系留钢索，进行张纲固定；

S003：完成浮体结构的铺设便可进行拱主体的架设，通过第二连接组件将横撑、垂直吊杆和拱主体连接，再将系杆通过第三连接组件安装在垂直吊杆的两侧，最后将第一连接组件安装于垂直吊杆底部；

S004：在系杆拱浮桥安装到位后，为保证吊装结构能够协调工作以及系杆拱浮桥受风荷载时的侧向稳定，对拱主体的两侧和中央也进行张纲固定。