CN109797664B - 一种大跨度装配式桥梁模块化桁架及拼装折叠方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械化桥技术领域，具体涉及一种大跨度装配式桥梁桁架及拼装折叠方法。一种大跨度装配式桥梁模块化桁架，包括：上弦杆、下弦杆、连接体、竖杆以及斜腹杆；上弦杆与下弦杆的结构相同，均为平行双杆结构；上弦杆与下弦杆上下平行设置；连接体为双层矩形块状结构；竖杆连接上弦杆、下弦杆，上弦杆与下弦杆之间竖直设置两根竖杆；每件连接体与四个斜腹杆连接形成X结构的支撑体，支撑体的数量共四组；支撑体两两一组，每组支撑体通过其连接体安装在一件竖杆的两侧，每组支撑体中的斜腹杆的活动端分别与上弦杆、下弦杆连接。本发明实现了大型桁架标准化、可折叠、可快速组装与拆卸。
Description
技术领域
本发明涉及机械化桥技术领域，具体涉及一种大跨度装配式桥梁桁架及安装方法。
背景技术
我国地域辽阔，地震、洪水、暴风雨(雪)、泥石流等灾害时有发生，造成相应的桥梁损毁、交通阻断。面对大型自然灾害，时间就是生命，快速抢修损毁桥梁，恢复交通生命线成为抢险救灾的首要任务，传统的应急钢桥最大使用单孔跨径小于69米，且拼装单元数量多，拼装架设时间长，不满足应急抢险救灾对大跨度装配式桥梁的要求，急需研制大跨度装配式桥梁为抢险救灾应急救援提供保障。研究标准化程度高、包装运输体积小、可快速组装与拆卸、适应悬臂平推架设的模块化桁架是研制大跨度装配式桥梁的关键技术。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术的不足，提供一种标准化程度高、包装运输体积小、可快速组装与拆卸、适应悬臂平推架设的大跨度装配式桥梁模块化桁架。
本发明的一个技术方案是：一种大跨度装配式桥梁模块化桁架，包括：一件上弦杆、一件下弦杆、四件连接体、两件竖杆以及十六件斜腹杆；
所述上弦杆与所述下弦杆的结构相同，均为平行双杆结构；所述上弦杆与所述下弦杆上下平行设置；
所述连接体为双层矩形块状结构；
两个所述竖杆竖直连接所述上弦杆和所述下弦杆之间；
每个所述连接体与四件所述斜腹杆连接，四件所述斜腹杆的一端分别与所述连接体的四个角连接，另一端为活动端，由此形成X结构的支撑体，
所述支撑体的数量共四组；所述支撑体两两一组，每组所述支撑体通过其连接体安装在一根所述竖杆的前后两侧，每组所述支撑体中的斜腹杆的活动端分别与所述上弦杆、所述下弦杆连接。
所述上弦杆包括两个平行设置的杆件；所述杆件的一端焊接有带孔双耳板，另一端焊接有带孔单耳板；两个模块化桁架对接时，上一个模块化桁架的带孔双耳板与下一个模块化桁架的带孔单耳板对接；所述杆件两端的下表面焊接有用于和所述斜腹杆连接的单孔双斜腹杆连接耳，所述杆件中部下表面焊接有用于和所述斜腹杆连接的双孔双斜腹杆连接耳，距离所述杆件两端设定距离处的下表面焊接有用于和所述竖杆连接的竖杆连接孔板；两个所述杆件之间沿其长度方向均匀间隔焊接带孔弦杆钢板。
所述杆件上竖杆连接孔板所在位置处的外侧面竖向焊接撑杆连接孔板，水平焊接抗风拉杆连接孔板。
所述竖杆一端设置上弦连接孔，中间设置连接体连接孔，另一端设置下弦杆连接孔；所述上弦连接孔用于连接所述上弦杆的竖杆连接孔板，所述下弦杆连接孔用于连接所述下弦杆中的竖杆连接孔板。
所述连接体由两层钢板拼焊组成，在所述连接体的四角设置有斜腹杆连接孔，中部设置有竖杆连接孔；所述竖杆连接孔用于与所述竖杆的连接体连接孔连接。
所述斜腹杆两端分别设置连接孔；位于所述连接体上方的所述斜腹杆的一端与所述连接体的斜腹杆连接孔连接，另一端连接上弦杆的单孔双斜腹杆连接耳或双孔双斜腹杆连接耳；位于所述连接体下方的所述斜腹杆的一端与所述连接体的斜腹杆连接孔连接，另一端连接所述下弦杆中的单孔双斜腹杆连接耳或双孔双斜腹杆连接耳。
本发明的另一个技术方案是：一种大跨度装配式桥梁模块化桁架的拼装折叠方法，它基于如上所述的一种大跨度装配式桥梁模块化桁架，包括以下步骤：
A.工厂预拼装；
所述上弦杆与所述下弦杆上下平行摆放；将两件所述连接体分别放置在距所述上弦杆与所述下弦杆两端设定距离处，且两件所述连接体位于所述上弦杆与所述下弦杆中间位置；每个连接体与四个斜腹杆连接，四个斜腹杆的一端通过螺纹的销轴与所述连接体的斜腹杆连接孔连接；上方的两个所述斜腹杆的另一端分别通过带螺纹的销轴连接所述上弦杆端部的单孔双斜腹杆连接耳和中间位置的双孔双斜腹杆连接耳，下方的两个所述斜腹杆的另一端分别通过带螺纹的销轴连接所述下弦杆端部的单孔双斜腹杆连接耳和中间位置的双孔双斜腹杆连接耳，组成第一层X结构的支撑体；通过螺纹的销轴分别连接所述竖杆的上弦连接孔与所述上弦杆的竖杆连接孔板、所述下弦杆连接孔与所述下弦杆中的竖杆连接孔板，所述竖杆的连接体连接孔压在所述连接体的竖杆连接孔上，在孔位处加装所剩余的所述连接体并通过带螺纹的销轴连接，前后两件所述连接体将所述竖杆夹在中间；按同样方法加装第二层X结构的支撑体，完成预拼装；
B.折叠运输；
吊起所述上弦杆，将桁架四角方向的所述斜腹杆拆除并打捆包装，拆除所述竖杆中间与所述连接体连接处的带螺纹的销轴，拆除一件所述竖杆的上弦连接孔处带螺纹的销轴，使其以下部的下弦杆连接孔为铰点旋转放下，拆除另一件所述竖杆的下弦杆连接孔处的带螺纹的销轴，使其以上部的上弦连接孔为铰点旋转并贴紧所述上弦杆，桁架中部的所述斜腹杆与所述连接体形成菱形结构，所述上弦杆放下与所述下弦杆贴近，完成折叠；
C.现场拼装；
吊起所述上弦杆，拆开单独困装的所述斜腹杆，分别与所述连接体连接，旋转所述竖杆与所述连接体、上弦杆、下弦杆连接，调整所述上弦杆与所述下弦杆的间距，分别旋转四角的所述斜腹杆与所述上弦杆、所述下弦杆连接，完成现场拼装。
有益效果：
本发明实现了大型桁架标准化、可折叠、可快速组装与拆卸；弦杆接头连接平顺，弦杆抗弯刚度大，满足了大跨度装配式桥梁使用滚轮支撑悬臂平推架设的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中上弦杆的结构示意图；
图3是本发明中竖杆的结构示意图；
图4是本发明中连接体的结构示意图；
图5是本发明中斜杆的结构示意图；
图6是本发明展开时的结构示意图；
图7是本发明折叠时的结构示意图。
其中：10-上弦杆、111-杆件、112-带孔双耳板、113-带孔单耳板、114-单孔双斜腹杆连接耳、115-竖杆连接孔板、116-带孔弦杆钢板、117-撑杆连接孔板、118-抗风拉杆连接孔板、119-双孔双斜腹杆连接耳、11-下弦杆、12-连接体、121-斜腹杆连接孔、122-竖杆连接孔、13-竖杆、131-上弦连接孔、132-连接体连接孔、133-下弦杆连接孔、14-斜腹杆、141-连接孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明。
实施例1：
参见附图1，本实施例提供一种大跨度装配式桥梁模块化桁架，包括：上弦杆10、下弦杆11、四个连接体12、两根竖杆13以及十六根斜腹杆14；
参见附图2，上弦杆10为由两根杆件111平列设置形成的平行双杆结构，每根杆件111的一端焊接带孔双耳板112，另一端焊接带孔单耳板113，且带孔单耳板113位于杆件111端部中间位置，两个模块化桁架对接时，上一个模块化桁架的带孔双耳板与下一个模块化桁架的带孔单耳板对接；两个杆件111之间沿杆件的长度方向均匀间隔分布带孔弦杆钢板116，带孔弦杆钢板116的两端分别与对应侧的杆件111焊接；杆件111两端下表面焊接有单孔双斜腹杆连接耳114，中部下表面焊接有双孔双斜腹杆连接耳119；在杆件111两端距离端部1/4处的下表面焊接有竖杆连接孔板115，在杆件111两端距离端部1/4处的外侧面(两个杆件111相对的侧面为内侧面)竖直焊接撑杆连接孔板117，水平焊接抗风拉杆连接孔板118。
上弦杆10与下弦杆11的结构相同，均为平行双杆结构；上弦杆10与下弦杆11上下平行设置；
参见附图4，连接体12为由钢板焊接的双层矩形块状结构，其四角分别设置斜腹杆连接孔121，中部设置竖杆连接孔122；
参见附图3，竖杆13为杆状结构，一端设置上弦连接孔131，中间设置连接体连接孔132，另一端设置下弦杆连接孔133；竖杆13用于连接上弦杆10、下弦杆11，两个竖杆13分别位于距上弦杆10与下弦杆11左端端部1/4处、右端端部1/4处；
参见附图5，斜腹杆14为杆状结构，两端分别设置连接孔141；
每个连接体12与四个斜腹杆14连接，组成X结构的支撑体，其中连接体12位于所形成的的X结构的中部，即四个斜腹杆14的一端分别与连接体12四角处的斜腹杆连接孔121连接，上方的两个斜腹杆14的另一端分别与上弦杆10端部的单孔双斜腹杆连接耳114和中间位置的双孔双斜腹杆连接耳119连接，下方的两个斜腹杆14的另一端分别与下弦杆11端部的单孔双斜腹杆连接耳和中间位置的双孔双斜腹杆连接耳连接。
支撑体的数量共4组；
支撑体两两一组，每组支撑体通过其连接体12安装在1件竖杆13的两侧。所形成的模块化桁架沿连接体12所在水平面上下对称。
实施例2：
本实施例提供一种大跨度装配式桥梁模块化桁架的拼装折叠方法，基于如实施例1所述的一种大跨度装配式桥梁模块化桁架，包括以下步骤：
A.参见附图1，工厂预拼装；
大跨度装配式桥梁模块化桁架各杆件在工厂预拼装，上弦杆10和下弦杆11上下平行摆放，第一层两件连接体12分别平放在距离上弦杆10和下弦杆11两端1/4处且与上弦杆10和下弦杆11等距，安装第一层斜腹杆14，8件斜腹杆14一端分别连接上弦杆10和下弦杆11上的1孔双斜腹杆连接耳114、2孔双斜腹杆连接耳119用带螺纹的销轴连接，另一端分别与连接体12四角斜腹杆连接孔用带螺纹的销轴连接，形成第一层腹杆桁架平面，竖杆13上部上弦杆连接孔131处与上弦杆10上的竖杆连接孔板115用带螺纹的销轴连接，竖杆13下部下弦杆连接孔133处与下弦杆11上的竖杆连接孔板115用带螺纹的销轴连接，竖杆13的中间连接体连接孔132处压在第一层连接体12上，孔位对应，上面加装第二层连接体12，用带螺纹的销轴连接，两层连接体12将竖杆13夹在中间；如前所述方法安装第二层的斜腹杆14，完成大跨度装配式桥梁模块化桁架预拼装。
B.参见附图6、7，折叠运输；
大跨度装配式桥梁模块化桁架运输前折叠时吊起上弦杆10，桁架四角方向的斜腹杆14拆除并打捆包装，竖杆13中间与连接体12连接的带螺纹的销轴拆除，一件竖杆13上部上弦杆连接孔131处带螺纹的销轴拆除，以其下部下弦杆连接孔133处为铰点旋转放下，另一件竖杆13下部下弦杆连接孔133处带螺纹的销轴拆除，让前一件竖杆13放平后以其上部上弦杆连接孔131处为铰点旋转贴紧上弦杆10，因竖杆13与斜腹杆14不在同一空间平面，且桁架中部的斜腹杆14与连接体12形成菱形结构，上弦杆10可以放下与下弦杆11贴近，完成大跨度装配式桥梁模块化桁架折叠；
C.现场拼装；
大跨度装配式桥梁模块化桁架现场拼装时，吊起上弦杆10，拆开单独捆装的斜腹杆14，分别与连接体12连接，旋转竖杆13与连接体12、上弦杆10、下弦杆11连接，调整好上弦杆10与下弦杆11间距，分别旋转四角的斜腹杆14与上弦杆10、下弦杆11连接成大跨度装配式桥梁模块化桁架。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (2)
1.一种大跨度装配式桥梁模块化桁架，其特征在于，包括：一件上弦杆(10)、一件下弦杆(11)、四件连接体(12)、两件竖杆(13)以及十六件斜腹杆(14)；
所述上弦杆(10)与所述下弦杆(11)的结构相同，均为平行双杆结构；所述上弦杆(10)与所述下弦杆(11)上下平行设置；
所述连接体(12)为双层矩形块状结构；
两个所述竖杆(13)竖直连接所述上弦杆(10)和所述下弦杆(11)之间；
每个所述连接体(12)与四件所述斜腹杆(14)连接，四件所述斜腹杆(14)的一端分别与所述连接体(12)的四个角销接，另一端为活动端，由此形成X结构的支撑体，
所述支撑体的数量共四组；所述支撑体两两一组，每组所述支撑体通过其连接体(12)安装在一根所述竖杆(13)的前后两侧，每组所述支撑体中的斜腹杆(14)的活动端分别与所述上弦杆(10)、所述下弦杆(11)销接；
所述上弦杆(10)包括两个平行设置的杆件(111)；所述杆件(111)的一端焊接有带孔双耳板(112)，另一端焊接有带孔单耳板(113)；两个模块化桁架对接时，上一个模块化桁架的带孔双耳板(112)与下一个模块化桁架的带孔单耳板(113)对接；所述杆件(111)两端的下表面焊接有用于和所述斜腹杆(14)连接的单孔双斜腹杆连接耳(114)，所述杆件(111)中部下表面焊接有用于和所述斜腹杆(14)连接的双孔双斜腹杆连接耳(119)，距离所述杆件(111)两端设定距离处的下表面焊接有用于和所述竖杆(13)连接的竖杆连接孔板(115)；两个所述杆件(111)之间沿其长度方向均匀间隔焊接带孔弦杆钢板(116)；
所述杆件(111)上竖杆连接孔板(115)所在位置处的外侧面竖向焊接撑杆连接孔板(117)，水平焊接抗风拉杆连接孔板(118)；
所述竖杆(13)一端设置上弦连接孔(131)，中间设置连接体连接孔(132)，另一端设置下弦杆连接孔(133)；所述上弦连接孔(131)用于连接所述上弦杆(10)的竖杆连接孔板，所述下弦杆连接孔(133)用于连接所述下弦杆(11)中的竖杆连接孔板；
所述连接体(12)由两层钢板拼焊组成，在所述连接体(12)的四角设置有斜腹杆连接孔(121)，中部设置有竖杆连接孔(122)；所述竖杆连接孔(122)用于与所述竖杆(13)的连接体连接孔(132)连接；
所述斜腹杆(14)两端分别设置连接孔(141)；位于所述连接体(12)上方的所述斜腹杆(14)的一端与所述连接体(12)的斜腹杆连接孔(121)连接，另一端连接所述上弦杆(10)的单孔双斜腹杆连接耳(114)或双孔双斜腹杆连接耳(119)；位于所述连接体(12)下方的所述斜腹杆(14)的一端与所述连接体(12)的斜腹杆连接孔(121)连接，另一端连接所述下弦杆(11)中的单孔双斜腹杆连接耳(114)或双孔双斜腹杆连接耳(119)。
2.一种大跨度装配式桥梁模块化桁架的拼装折叠方法，基于如权利要求1所述的一种大跨度装配式桥梁模块化桁架，其特征在于，包括以下步骤：
A.工厂预拼装；
所述上弦杆(10)与所述下弦杆(11)上下平行摆放；将两件所述连接体(12)分别放置在距所述上弦杆(10)与所述下弦杆(11)两端设定距离处，且两件所述连接体(12)位于所述上弦杆(10)与所述下弦杆(11)中间位置；每件连接体(12)与四个斜腹杆(14)连接，四个斜腹杆(14)的一端通过螺纹的销轴与所述连接体(12)的斜腹杆连接孔(121)连接；上方的两个所述斜腹杆(14)的另一端分别通过带螺纹的销轴连接所述上弦杆(10)端部的单孔双斜腹杆连接耳(114)和中间位置的双孔双斜腹杆连接耳(119)，下方的两个所述斜腹杆(14)的另一端分别通过带螺纹的销轴连接所述下弦杆(11)端部的单孔双斜腹杆连接耳(114)和中间位置的双孔双斜腹杆连接耳(119)，组成第一层X结构的支撑体；通过螺纹的销轴分别连接所述竖杆(13)的上弦连接孔(131)与所述上弦杆(10)的竖杆连接孔板(115)、所述下弦杆连接孔(133)与所述下弦杆(11)中的竖杆连接孔板(115)，所述竖杆(13)的连接体连接孔(132)压在所述连接体(12)的竖杆连接孔(122)上，在孔位处加装所剩余的所述连接体(12)并通过带螺纹的销轴连接，前后两件所述连接体(12)将所述竖杆(13)夹在中间；按同样方法加装第二层X结构的支撑体，完成预拼装；
B.折叠运输；
吊起所述上弦杆(10)，将桁架四角方向的所述斜腹杆(14)拆除并打捆包装，拆除所述竖杆(13)中间与所述连接体(12)连接处的带螺纹的销轴，拆除一件所述竖杆(13)的上弦连接孔(131)处带螺纹的销轴，使其以下部的下弦杆连接孔(133)为铰点旋转放下，拆除另一件所述竖杆(13)的下弦杆连接孔(133)处的带螺纹的销轴，使其以上部的上弦连接孔(131)为铰点旋转并贴紧所述上弦杆(10)，桁架中部的所述斜腹杆(14)与所述连接体(12)形成菱形结构，所述上弦杆(10)放下与所述下弦杆(11)贴近，完成折叠；
C.现场拼装；
吊起所述上弦杆(10)，拆开单独捆装的所述斜腹杆(14)，分别与所述连接体(12)连接，旋转所述竖杆(13)与所述连接体(12)、上弦杆(10)、下弦杆(11)连接，调整所述上弦杆(10)与所述下弦杆(11)的间距，分别旋转四角的所述斜腹杆(14)与所述上弦杆(10)、所述下弦杆(11)连接，完成现场拼装。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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