CN109577161B - 一种装配式多功能桥梁及其装配方法 - Google Patents

一种装配式多功能桥梁及其装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种建造工期短、投入成本小、实用性高、具有防洪排涝和抗旱功能的装配式多功能桥梁，包括桥面、桥墩、基座和蓄水池，桥墩分别与两侧河岸以及基座无缝固定连接，桥墩为立柱，包括立柱开口、立柱壁和位于立柱壁内部的滤水层、空腔层和实体层，基座为实心柱，蓄水池由立柱的外壁和实心柱的顶端面以及两侧河岸构成；一种基于装配式多功能桥梁的装配方法，包括如下步骤：S1、预制桥面、立柱以及实心柱；S2、建造地基承台；S3、埋入立柱和实心柱；S4、浇灌水泥；S5、铺设桥面；S6、装配管道；S7、进行加固处理；本发明解决了现有技术建造工期长、投入成本大、实用性低、操作工作量大和步骤繁琐的一系列问题。

Description

一种装配式多功能桥梁及其装配方法
技术领域
本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种装配式多功能桥梁及其装配方法。
背景技术
桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。
新时期下，我国桥梁工程发展趋势为技术创新、不断变革，目前桥梁建造在施工技术方面带来了全新的变革，桥梁施工技术已经向着比较完善的方向发展，普遍运用到我国桥梁建造中来，目前为了突破传统施工技术的阻碍现状就要发展创新型技术，来提高桥梁的建造质量。
现有桥梁和桥梁施工方法主要存在以下问题：
(1)现有桥梁需要施工人员在施工现场架设钢筋，灌注混凝土，进行桥梁建造，这种桥梁建造工期长；
(2)需要投入大量人力物力，投入成本高；
(3)现有桥梁的功能单一，不具备防洪排涝和抗旱的功能，实用性低；
(4)桥梁施工操作工作量大，步骤繁琐，又增加了建造工期。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种建造工期短、投入成本小、实用性高、具有防洪排涝和抗旱功能的装配式多功能桥梁，以及一种操作方便、步骤简单和耗时短的装配方法，解决了现有技术建造工期长、投入成本大、实用性低、操作工作量大和步骤繁琐的一系列问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种装配式多功能桥梁，包括桥面、桥墩、基座和蓄水池，桥面与桥墩的顶端固定连接，桥墩设置在河床上，且分别与两侧河岸以及基座无缝固定连接；
桥墩为至少两排对称设置于基座两侧的立柱，相临立柱无缝固定连接，每根立柱为长方体，包括顶端的立柱开口、立柱壁和位于立柱壁内部且从上到下依次设置的滤水层、空腔层和实体层；
滤水层空隙率为10％至30％，且沿水流方向平行设置有通孔，空腔层沿立柱排列方向设置有顶部带开口的溢流管，溢流管连通立柱两侧，并与相邻溢流管端口固定连接，实体层的底端与地基固定连接；
基座为至少两排实心柱，相临实心柱无缝固定连接，每根实心柱为长方体，实心柱的高度低于立柱的高度，其底端与地基固定连接；
蓄水池由立柱的外壁和实心柱的顶端面以及两侧河岸构成，内部设置有带开口的抽水管。
本方案的有益效果为：
立柱和实心柱作为预制部品部件在工地装配，提高了桥梁建造的效率，缩短了建造工期，减少了投入成本，立柱开口收集雨水，滤水层对雨水和河水进行过滤，提高了桥梁的实用性，通孔增强了防洪排涝的功能，实体层拦截低水位河流进行围河蓄水，蓄水池也可以蓄水抗旱，进一步提高了桥梁的实用性。
进一步地，桥面为透水钢筋混凝土材质制成。
上述进一步方案的有益效果为：
高透水性，便于桥面保持干燥和便于立柱收集雨水，并且增加了桥面的强度，提高了桥梁的安全性和实用性。
进一步地，通孔两侧设置有过滤网。
上述进一步方案的有益效果为：
对河流水面垃圾进行拦截，提高了桥梁的实用性。
进一步地，实体层沿水流方向平行设置有通孔。
上述进一步方案的有益效果为：
便于低水位河流流通，增强了防洪排涝的功能，提高了桥梁的实用性。
进一步地，通孔两侧设置有过滤网。
上述进一步方案的有益效果为：
对河流水底垃圾进行拦截，提高了桥梁的实用性。
进一步地，与桥梁外部连接的两侧溢流管与市政管网入口端固定连接。
上述进一步方案的有益效果为：
收集的过滤之后的河水和雨水直接流入市政管网，提高了实用性。
进一步地，溢流管连接形成中部高度高于两侧高度的拱形溢流通道。
上述进一步方案的有益效果为：
溢流管里的水由于重力流向两侧，提高了桥梁的实用性。
进一步地，立柱和实心柱为自防水钢筋混凝土材质制成。
上述进一步方案的有益效果为：
自防水钢筋混凝土强度高，具有防水功能，提高了桥梁的实用性。
一种基于装配式多功能桥梁的装配方法，包括如下步骤：
S1：预制桥面、立柱以及实心柱：根据河流的现场情况设定施工方案，并根据施工方案预制相应数量和相应体积的桥面、立柱以及实心柱；
S2：进行预处理：根据现场情况对两侧河岸和河床地基进行预处理，包括建造两侧河岸的竖直平台和地基承台；
S3：埋入立柱和实心柱：将步骤S1中得到的立柱和实心柱垂直埋入步骤S2中得到的地基承台，并连接两侧河岸的竖直平台；
S4：浇灌水泥：在立柱、实心柱和地基承台连接部分的缝隙处浇灌水泥；
S5：铺设桥面：在实心柱顶端设置支座，并将桥面铺设在支座顶端；
S6：装配管道：将预制立柱的溢流通道连接市政管网，将预制实心柱的抽水管连接外部的抽水泵，完成管道的装配；
S7：进行加固处理：对根据步骤S1到S6装配的桥梁进行加固处理，完成桥梁的装配。
本方案的有益效果为：
操作方便、步骤简单和耗时短，缩短了建造工期，同时对桥梁进行加固处理，提高了桥梁的承载力、抗弯能力、抗剪能力和荷载等级，从而提高了桥梁的实用性和安全性。
进一步地，步骤S1中，施工方案为桥面、立柱以及实心柱的数量和体积。
上述进一步方案的有益效果为：
缩短了建造工期，减少了工作量，简化了操作步骤。
进一步地，步骤S7中，加固处理的方法为预应力加固法、外部粘钢加固法或粘贴FRP加固法。
上述进一步方案的有益效果为：
进一步提高了桥梁的实用性和安全性。
附图说明
图1为装配式多功能桥梁实施例一结构示意图；
图2为装配式多功能桥梁实施例二结构示意图；
图3为立柱实施例一结构示意图；
图4为立柱实施例二结构示意图；
图5为装配方法流程图；
图6为装配式多功能桥梁实施例一平面结构示意图；
图7为装配式多功能桥梁实施例二平面结构示意图。
其中：1、桥面；2、蓄水池；3、立柱；31、立柱开口；32、立柱壁；33、滤水层；34、空腔层；35、实体层；36、通孔；4、溢流管；5、实心柱；6、抽水管。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例一：如图1所示，位于河流下游的一种装配式多功能桥梁，包括桥面1、桥墩、基座和蓄水池2，桥面1与桥墩的顶端固定连接，为一块高强度、高透水性的透水钢筋混凝土材质制成的300cm*120cm*20cm长方体板，桥墩设置在河床上，且分别与两侧河岸以及基座无缝固定连接；
桥墩为两排对称设置于基座两侧图3所示的30cm*30cm*100cm立柱3，数量为10个，相临立柱3无缝固定连接，每根立柱3为长方体，包括顶端的立柱开口31、立柱壁32和位于立柱壁32内部且从上到下依次设置的滤水层33、空腔层34和实体层35；
滤水层33空隙率为20％，且沿水流方向平行设置有通孔36，通孔36两侧设置有过滤网；空腔层34沿立柱3排列方向设置有顶部带开口的溢流管4，溢流管4连通立柱3两侧，并与相邻溢流管4端口固定连接；实体层35的底端与地基固定连接，保证桥梁稳固；
基座为两排30cm*30cm*30cm实心柱5，数量为10个，相临实心柱5无缝固定连接，每根实心柱5为长方体，实心柱5的高度低于立柱3的高度，其底端与地基固定连接，保证桥梁稳固；
蓄水池2由立柱3的外壁和实心柱5的顶端面以及两侧河岸构成，内部设置有带开口的抽水管6，抽水管6位于桥梁外部的一端与抽水泵连接。
本实施例中，与桥梁外部连接的两侧溢流管4与市政管网入口端固定连接。
本实施例中，溢流管4连接形成中部高度高于两侧高度的拱形溢流通道。
本实施例中，立柱3和实心柱5为高防水性、高强度的自防水钢筋混凝土材质制成。
本实施例中，桥面1的顶端面两侧设置有保护行人安全的扶手架7。
本实施例中，桥墩立柱3的体积、数量与排数和基座实心柱5的体积、数量与排数根据施工方案确定。
本实施例中，桥面1为可以为多块高强度、高透水性的透水钢筋混凝土材质制成的长方体板，体积根据施工方案确定。
在河流下游通过将预制的桥面1、立柱3和实心柱5进行装配，在河床上建造桥梁，桥面1的顶端面两侧设置有保护行人安全的扶手架，丰水期，河流水位高于立柱3过滤层通孔36位置，河水从通孔36流过，实现防洪排涝功能，过滤网将河流垃圾阻截后，河水进入蓄水池2，达到蓄水功能，同时河水或立柱3顶端立柱开口31收集的雨水通过立柱3内部滤水层33进行初步过滤进入空腔层34，再由溢流管4通入市政管网进行水资源利用；截水期或干旱期，河流水位低于立柱3实体层35的通孔36位置，在下游实现围河造池功能，同时通过抽水管6将蓄水池2里的河水抽出作为灌溉等用水，实现抗旱功能。
一种基于装配式多功能桥梁的装配方法，如图5所示，包括如下步骤：
S1：预制桥面、立柱以及实心柱：根据河流的现场情况设定施工方案，施工方案为桥面、立柱以及实心柱的数量和体积，并根据施工方案预制相应数量和相应体积的桥面、立柱以及实心柱；
S2：进行预处理：根据现场情况对两侧河岸和河床地基进行预处理，包括建造两侧河岸的竖直平台和地基承台；
S3：埋入立柱和实心柱：将步骤S1中得到的立柱和实心柱垂直埋入步骤S2中得到的地基承台，并连接两侧河岸的竖直平台；
S4：浇灌水泥：在立柱、实心柱和地基承台连接部分的缝隙处浇灌水泥；
S5：铺设桥面：在实心柱顶端设置支座，并将桥面铺设在支座顶端；
S6：装配管道：将预制立柱的溢流通道连接市政管网，将预制实心柱的抽水管连接外部的抽水泵，完成管道的装配；
S7：进行加固处理：对根据步骤S1到S6装配的桥梁进行加固处理，加固处理的方法为外部粘钢加固法，完成桥梁的装配，如图6所示。
实施例二：如图2所示，位于河流上游的一种装配式多功能桥梁，包括桥面1、桥墩、基座和蓄水池2，桥面1与桥墩的顶端固定连接，为一块高强度、高透水性的透水钢筋混凝土材质制成的300cm*120cm*20cm长方体板，桥墩设置在河床上，且分别与两侧河岸以及基座无缝固定连接；
桥墩为两排对称设置于基座两侧如图4所示的30cm*30cm*100cm立柱3，数量为10个，相临立柱3无缝固定连接，每根立柱3为长方体，包括顶端的立柱开口31、立柱壁32和位于立柱壁32内部且从上到下依次设置的滤水层33、空腔层34和实体层35；
滤水层33空隙率为25％，且沿水流方向平行设置有通孔36，通孔36两侧设置有过滤网；空腔层34沿立柱3排列方向设置有顶部带开口的溢流管4，溢流管4连通立柱3两侧，并与相邻溢流管4端口固定连接；实体层35的底端与地基固定连接，保证桥梁稳固，且沿水流方向平行设置有通孔36，通孔36两侧设置有过滤网；
基座为两排30cm*30cm*30cm实心柱5，数量为10个，相临实心柱5无缝固定连接，每根实心柱5为长方体，实心柱5的高度低于立柱3的高度，其底端与地基固定连接，保证桥梁稳固；
蓄水池2由立柱3的外壁和实心柱5的顶端面以及两侧河岸构成，内部设置有带开口的抽水管6，抽水管6位于桥梁外部的一端与抽水泵连接。
在河流上游通过将预制的桥面1、立柱3和实心柱5进行装配，在河床上建造桥梁，桥面1的顶端面两侧设置有保护行人安全的扶手架，丰水期，河流水位高于立柱3过滤层通孔36位置，河水从通孔36流过，实现防洪排涝功能，过滤网将河流垃圾阻截后，河水进入蓄水池2，达到蓄水功能，同时河水或立柱开口31收集的雨水通过立柱3内部滤水层33进行初步过滤进入空腔层34，再由溢流管4通入市政管网，进行水资源利用；截水期或干旱期，河流水位低于立柱3过滤层通孔36位置，通过抽水管6将蓄水池2里的河水抽出作为灌溉等用水，实现抗旱功能。
本实施例中，桥面1为高强度、高透水性的透水钢筋混凝土材质制成。
本实施例中，与桥梁外部连接的两侧溢流管4与市政管网入口端固定连接。
本实施例中，溢流管4连接形成中部高度高于两侧高度的拱形溢流通道。
本实施例中，立柱3和实心柱5为高防水性、高强度的自防水钢筋混凝土材质制成。
本实施例中，桥墩立柱3的体积、数量与排数和基座实心柱5的体积、数量与排数根据施工方案确定。
本实施例中，桥面1为可以为多块高强度、高透水性的透水钢筋混凝土材质制成的长方体板，体积根据施工方案确定。
一种基于装配式多功能桥梁的装配方法，如图5所示，包括如下步骤：
S1：预制桥面、立柱以及实心柱：根据河流的现场情况设定施工方案，施工方案为桥面、立柱以及实心柱的数量和体积，并根据施工方案预制相应数量和相应体积的桥面、立柱以及实心柱；
S2：进行预处理：根据现场情况对两侧河岸和河床地基进行预处理，包括建造两侧河岸的竖直平台和地基承台；
S3：埋入立柱和实心柱：将步骤S1中得到的立柱和实心柱垂直埋入步骤S2中得到的地基承台，并连接两侧河岸的竖直平台；
S4：浇灌水泥：在立柱、实心柱和地基承台连接部分的缝隙处浇灌水泥；
S5：铺设桥面：在实心柱顶端设置支座，并将桥面铺设在支座顶端；
S6：装配管道：将预制立柱的溢流通道连接市政管网，将预制实心柱的抽水管连接外部的抽水泵，完成管道的装配；
S7：进行加固处理：对根据步骤S1到S6装配的桥梁进行加固处理，加固处理的方法为外部粘钢加固法，完成桥梁的装配，如图7所示。
本发明提供的一种建造工期短、投入成本小、实用性高、具有防洪排涝和抗旱功能的装配式多功能桥梁，以及一种操作方便、步骤简单和耗时短的装配方法，解决了现有技术建造工期长、投入成本大、实用性低、操作工作量大和步骤繁琐的一系列问题。

Claims (10)

1.一种装配式多功能桥梁，其特征在于，包括桥面(1)、桥墩、基座和蓄水池(2)，所述桥面(1)与桥墩的顶端固定连接，所述桥墩设置在河床上，且分别与两侧河岸以及基座无缝固定连接；
所述桥墩为至少两排对称设置于基座两侧的立柱(3)，相临所述立柱(3)无缝固定连接，每根所述立柱(3)为长方体，包括顶端的立柱开口(31)、立柱壁(32)和位于立柱壁(32)内部且从上到下依次设置的滤水层(33)、空腔层(34)和实体层(35)；
所述滤水层(33)空隙率为10％至30％，且沿水流方向平行设置有通孔(36)，所述空腔层(34)沿立柱(3)排列方向设置有顶部带开口的溢流管(4)，所述溢流管(4)连通立柱(3)两侧，并与相邻溢流管(4)端口固定连接，所述实体层(35)的底端与地基固定连接；
所述基座为至少两排实心柱(5)，相临所述实心柱(5)无缝固定连接，每根所述实心柱(5)为长方体，实心柱(5)的高度低于立柱(3)的高度，其底端与地基固定连接；
所述蓄水池(2)由立柱(3)的外壁、实心柱(5)的顶端面以及两侧河岸构成，内部设置有带开口的抽水管(6)。
2.根据权利要求1所述的装配式多功能桥梁，其特征在于，所述桥面(1)为透水钢筋混凝土材质制成。
3.根据权利要求1所述的装配式多功能桥梁，其特征在于，所述实体层(35)沿水流方向平行设置有通孔(36)。
4.根据权利要求3所述的装配式多功能桥梁，其特征在于，所述通孔(36)两侧设置有过滤网。
5.根据权利要求1所述的装配式多功能桥梁，其特征在于，与桥梁外部连接的两侧溢流管(4)与市政管网入口端固定连接。
6.根据权利要求1所述的装配式多功能桥梁，其特征在于，所述溢流管(4)连接形成中部高度高于两侧高度的拱形溢流通道。
7.根据权利要求1所述的装配式多功能桥梁，其特征在于，所述立柱(3)和实心柱(5)为自防水钢筋混凝土材质制成。
8.一种基于权利要求1-7所述装配式多功能桥梁的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：预制桥面、立柱以及实心柱：根据河流的现场情况设定施工方案，并根据施工方案预制相应数量和相应体积的桥面、立柱以及实心柱；
S2：进行预处理：根据现场情况对两侧河岸和河床地基进行预处理，包括建造两侧河岸的竖直平台和地基承台；
S3：埋入立柱和实心柱：将步骤S1中得到的立柱和实心柱垂直埋入步骤S2中得到的地基承台，并连接两侧河岸的竖直平台；
S4：浇灌水泥：在立柱、实心柱和地基承台连接部分的缝隙处浇灌水泥；
S5：铺设桥面：在实心柱顶端设置支座，并将桥面铺设在支座顶端；
S6：装配管道：将预制立柱的溢流通道连接市政管网，将预制实心柱的抽水管连接外部的抽水泵，完成管道的装配；
S7：进行加固处理：对根据步骤S1到S6装配的桥梁进行加固处理，完成桥梁的装配。
9.根据权利要求8所述的装配方法，其特征在于，所述步骤S1中，施工方案为桥面、立柱以及实心柱的数量和体积。
10.根据权利要求8所述的装配方法，其特征在于，所述步骤S7中，加固处理的方法为预应力加固法、外部粘钢加固法或粘贴FRP加固法。
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