CN111809500A - 一种装配式组合钢桥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式组合钢桥,包括:四个桥座、两个纵梁、一个桥面板和两个以上横梁;两个所述纵梁平行设置,其间横向连有两根以上横梁,用于支撑连接在其两端的纵梁,并作为桥面板的承重梁;所述桥面板安装在横梁上,用于承受荷载;所述桥面板四角对应的横梁的底部分别通过桥座支撑在桥台上。
Description
技术领域
本发明涉及应急桥梁装备技术领域,具体涉及一种装配式组合钢桥。
背景技术
应急保障任务对应急装备的需求越来越苛刻,我国现有的应急用装配式组合钢桥主要有“321”战备钢桥、ZB-200装配式公路钢桥等,其存在挠度大,设计跨径不足等缺点,需要进行研究改进。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种装配式组合钢桥,具有挠度小、跨径大等优点,能够解决现有技术中装配式组合钢桥挠度大、跨径不足的问题。
本发明是通过下述技术方案实现的:一种装配式组合钢桥,包括:四个桥座、两个纵梁、一个桥面板和两个以上横梁;
两个所述纵梁平行设置,其间横向连有两根以上横梁,用于支撑连接在其两端的纵梁,并作为桥面板的承重梁;所述桥面板安装在横梁上,用于承受荷载;
所述桥面板四角对应的横梁的底部分别通过桥座支撑在桥台上。
优选地,每个纵梁包括一排以上桁架单元;当每个纵梁中只有一排桁架单元时,形成单排组合钢桥;当每个纵梁中包括两排以上桁架单元时,形成多排组合钢桥。
优选地,对于多排组合钢桥,还包括:水平横撑、水平斜撑、斜向横撑和斜向斜撑;
所述水平横撑和水平斜撑分别用于相邻两排桁架单元之间水平横向连接和水平斜向连接;
所述斜向横撑和斜向斜撑分别布置在相邻桁架单元的桁架斜腹杆之间,用于相邻两排桁架单元之间斜向连接。
优选地,还包括:斜撑,所述斜撑支撑在多排组合钢桥的两排桁架单元之间,其一端与处于外侧的桁架单元连接,另一端与横梁连接。
优选地,每排桁架单元包括:三角桁架和标准弦杆,每个三角桁架由两个桁架斜腹杆和一个桁架弦杆连接而成;
当桁架单元为单层结构时,每排桁架单元包括:两个以上三角桁架,每个三角桁架的桁架弦杆位于底端,相邻三角桁架的桁架弦杆销接为一体,相邻三角桁架的顶端通过标准弦杆连接;当桁架单元为双层结构时,每排桁架单元包括:(2n+2)个三角桁架,n=1,2,3...,且顶层结构包括:n个三角桁架,底层结构包括:(n+2)个三角桁架;该双层结构的底层结构与单层结构相同,顶层结构中的n个三角桁架的顶端与底层结构中间的n个三角桁架的顶端一一对应安装为一体;顶层结构的两个层端部分别通过端斜杆4与底层结构对应的三角桁架连为一体。
优选地,还包括:加强弦杆,所述加强弦杆平行安装在标准弦杆上或三角桁架的桁架弦杆上,用于增强抗弯能力。
优选地,所述三角桁架为正三角形桁架。
优选地,所述桁架斜腹杆和桁架弦杆均由槽钢和钢板焊接而成。
优选地,相邻所述横梁之间设置抗风拉杆。
优选地,所述横梁分为单车道横梁和双车道横梁;相邻横梁之间的中间位置处设有竖向风构;当横梁为单车道横梁时,相邻横梁之间设两根抗风拉杆,且两根抗风拉杆交叉相连;当横梁为双车道横梁时,相邻横梁之间设置四根抗风拉杆,四根抗风拉杆交叉形成两组抗风拉杆组,且两组抗风拉杆组关于竖向风构对称。
有益效果:
1、本发明的组合钢桥具有挠度小、跨径大等优点,能够解决现有技术中装配式组合钢桥挠度大、跨径不足的问题。
2、本发明中的纵梁包括一排以上桁架单元,有利于调节跨径。
3、本发明中多排组合钢桥的具体设置,能够增加组合钢桥的强度,有利于解决跨径不足的问题。
4、本发明中斜撑的具体设置,有利于形成稳定的组合钢桥。
5、本发明的桁架单元中三角桁架的具体设置,使组合钢桥连接更简单、传力更直接可靠,同时,双层组合钢桥的设计,有利于解决原装配式钢桥挠度偏大、设计跨径不足等问题。
6、本发明中加强弦杆的具体设置,有利于增强该组合钢桥的抗弯能力。
7、本发明中抗风拉杆的具体设置能够使该组合钢桥有效地抵抗横向风力。
8、本发明中竖向风构的具体设置,能够有效保证横梁的稳定性。
附图说明
图1为本发明中双排单层组合钢桥的结构示意图。
图2为本发明的双排双层组合钢桥的结构示意图。
图3为本发明中单层组合钢桥各种组合形式的剖面示意图。
图4为本发明中双层组合钢桥各种组合形式的剖面示意图。
图5为本发明中三角桁架的结构示意图。
图6为本发明中三角桁架的连接示意图。
图7为本发明中标准弦杆的示意图。
图8为本发明中标准弦杆与三角桁架的连接示意图,(1)单层组合钢桥中上弦杆之间的连接示意图,(2)双层组合钢桥中的中弦杆之间的连接示意图。
图9为本发明中加强弦杆的结构示意图。
图10为本发明中加强弦杆与三角桁架的连接示意图。
图11为本发明中端斜杆的结构示意图,(1)阴头端斜杆,(2)阳头端斜杆。
图12为本发明中斜撑的结构示意图。
图13为本发明中斜撑与桁架单元的连接示意图。
图14为本发明中水平横撑和水平斜撑的结构示意图,(1)水平横撑,(2)水平斜撑。
图15为本发明中水平横撑和水平斜撑分别与标准弦杆/加强弦杆的连接示意图。
图16为本发明中斜向横撑和斜向斜撑的结构示意图,(1)斜向横撑,(2)斜向斜撑。
图17为本发明中斜向横撑和斜向斜撑分别与相邻桁架单元的连接示意图。
图18为本发明中横梁的结构示意图,(1)单车道横梁,(2)双车道横梁。
图19为本发明中横梁与三角桁架的连接示意图,(1)侧视图,(2)俯视图。
图20为本发明中子桥板的结构示意图,(1)边桥板,(2)标准桥板,(3)中桥板。
图21为本发明中桥面板与横梁的连接示意图。
图22为本发明中抗风拉杆的结构示意图。
图23为本发明中竖向风构的结构示意图。
图24为本发明中抗风拉杆和竖向风构分别与横梁的连接示意图。
图25为本发明中桥座的结构示意图。
其中,1-三角桁架、2-标准弦杆、3-加强弦杆、4-端斜杆、5-斜撑、6-水平横撑、7-水平斜撑、8-斜向横撑、9-斜向斜撑、10-横梁、11-桥面板、12-抗风拉杆、13-竖向风构、14-桥座。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种装配式组合钢桥,具有挠度小、跨径大等优点,能够解决现有技术中装配式公路钢桥挠度大、跨径不足的问题。
如图1和图2所示,该组合钢桥包括:四个桥座14、两个纵梁、一个桥面板11、两个以上横梁10、一对以上抗风拉杆12和一个以上竖向风构13;其中,每个纵梁包括一排以上桁架单元;桥面板11包括一个以上子桥板,如图20所示,子桥板分为边桥板、标准桥板和中桥板;
如图8所示,每排桁架单元包括:三角桁架1和标准弦杆2;其中,如图5和图6所示,每个三角桁架1由两个桁架斜腹杆和一个桁架弦杆连接而成,优选三角桁架1为正三角形桁架,其中,桁架斜腹杆和桁架弦杆均由槽钢和钢板焊接而成。
该组合钢桥的连接关系为:两个纵梁平行设置,其间横向连有两根以上横梁10,如图19所示,每根横梁10的两端分别通过螺栓与对应侧纵梁的一排以上桁架单元连接,用于稳定支撑连接在其两端的纵梁,并作为桥面板11的承重梁;其中,如图18所示,横梁10分为单车道横梁和双车道横梁;
如图21所示,桥面板11安装在横梁10上,用于直接承受履带式或轮式荷载的作用;
桥面板11四角对应的横梁10的底部分别通过桥座14(如图25所示)支撑在桥台上,用于将该组合钢桥端部的集中应力传递给桥台;
其中,如图8所示,三角桁架1作为每排桁架单元的重要组成部分与主要承力构件,当桁架单元为单层结构时,每排桁架单元包括:两个以上三角桁架1,每个三角桁架1的桁架弦杆位于底端,相邻三角桁架1的桁架弦杆通过阴阳头销接为一体,相邻三角桁架1的顶端(两个桁架斜腹杆对接处)通过标准弦杆2(如图7所示)连接,形成正梯形的桁架单元;当桁架单元为双层结构时,每排桁架单元包括:(2n+2)个三角桁架1(n=1,2,3...),且顶层结构包括:n个三角桁架1,底层结构包括:(n+2)个三角桁架1;该双层结构的底层结构与单层结构相同,顶层结构中的n个三角桁架1的顶端(采用倒三角形)与底层结构中间的n个三角桁架1的顶端一一对应安装为一体;顶层结构的两个层端部分别通过端斜杆4(如图11所示)与底层结构中对应的三角桁架1连为一体,形成正梯形的桁架单元;
其中,标准弦杆2作为单层结构的上弦杆或双层结构的中弦杆,其由槽钢焊接而成,通过螺栓与三角桁架1连接。
进一步地,如图9和图10所示,该组合钢桥还包括:加强弦杆3,其通过螺栓平行安装在标准弦杆2或三角桁架1的桁架弦杆上,用于增强该组合钢桥的抗弯能力。
进一步地,如图12和图13所示,该组合钢桥还包括:斜撑5,斜撑5支撑在多排组合钢桥的两排桁架单元之间,其一端与处于外侧的桁架单元中的标准弦杆2(单层组合钢桥中为上弦杆,双层组合钢桥中为中弦杆)或安装在标准弦杆2上的加强弦杆3连接,另一端与横梁10连接,从而形成稳定结构。
进一步地,为使该组合钢桥有效地抵抗横向风力,在相邻横梁10之间设置抗风拉杆12(如图22所示)。
进一步地,为了保证横梁10的稳定性,相邻横梁10之间的中间位置处设有竖向风构13(如图23所示);如图24所示,当横梁10为单车道横梁时,相邻横梁10之间设两根抗风拉杆12,且两根抗风拉杆12交叉相连;当横梁10为双车道横梁时,相邻横梁10之间设置四根抗风拉杆12,四根抗风拉杆12交叉形成两组抗风拉杆组,且两组抗风拉杆组关于竖向风构13对称。
进一步地,如图3和图4所示,通过半边组合钢桥中桁架单元的排数、每排桁架单元的层数以及每排桁架单元上是否安装加强弦杆3,可以组合两种以上形式的组合钢桥,优选十二种组合钢桥,包括:单排单层组合钢桥(SS)、单排单层加强组合钢桥(SSR)、双排单层组合钢桥(DS)、双排单层加强Ⅰ组合钢桥(DSR1)、双排单层加强Ⅱ组合钢桥(DSR2)、三排单层加强Ⅱ组合钢桥(TSR2)、三排单层加强Ⅲ组合钢桥(TSR3)、双排双层组合钢桥(DD)、双排双层加强Ⅰ组合钢桥(DSR1)、双排双层加强Ⅱ组合钢桥(DSR2)、三排双层加强Ⅱ组合钢桥(TDR2)和三排双层加强Ⅲ组合钢桥(TDR3);不同形式的组合钢桥的承载力不同,适用于不同的跨径;
其中,单排单层组合钢桥(SS):半边组合钢桥由单排单层桁架单元组装而成,桁架单元上不设加强弦杆3;
单排单层加强组合钢桥(SSR):半边组合钢桥由单排单层桁架单元组装而成,桁架单元中的标准弦杆2和桁架弦杆上安装加强弦杆3;
双排单层组合钢桥(DS):半边组合钢桥由双排单层桁架单元组装而成,双排桁架单元上均不设加强弦杆3;
双排单层加强Ⅰ组合钢桥(DSR1):半边组合钢桥由双排单层桁架单元组装而成,仅一排桁架单元(优选内侧的桁架单元)上的标准弦杆2和桁架弦杆上安装加强弦杆3;
双排单层加强Ⅱ组合钢桥(DSR2):半边组合钢桥由双排单层桁架单元组装而成,每排桁架单元中的标准弦杆2和桁架弦杆上安装加强弦杆3;
三排单层加强Ⅱ组合钢桥(TSR2):半边组合钢桥由三排单层桁架单元组装而成,其中两排桁架单元(优选三排桁架单元中位于两侧的两排桁架单元)上的标准弦杆2和桁架弦杆上安装加强弦杆3;
三排单层加强Ⅲ组合钢桥(TSR3):半边组合钢桥由三排单层桁架单元组装而成,每排桁架单元中的标准弦杆2和桁架弦杆上安装加强弦杆3;
双排双层组合钢桥(DD):半边组合钢桥由双排双层桁架单元组装而成,双排双层桁架单元上均不设加强弦杆;
双排双层加强Ⅰ组合钢桥(DSR1):半边组合钢桥由双排双层桁架单元组装而成,仅一排双层的桁架单元(优选内侧的一排双层桁架单元)上的标准弦杆2和桁架弦杆上安装加强弦杆3;
双排双层加强Ⅱ组合钢桥(DSR2):半边组合钢桥由双排双层桁架单元组装而成,每排双层的桁架单元上的标准弦杆2和桁架弦杆上安装加强弦杆3;
三排双层加强Ⅱ组合钢桥(TDR2):半边组合钢桥的桁架单元由三排双层桁架单元组装而成,其中两排双层的桁架单元(优选三排桁架单元中位于两侧的两排桁架单元)上的标准弦杆2和桁架弦杆上安装加强弦杆3;
三排双层加强Ⅲ组合钢桥(TDR3):半边组合钢桥的桁架单元由三排双层桁架单元组装而成,每排双层的桁架单元上的标准弦杆2和桁架弦杆上安装加强弦杆3。
进一步地,如图14-17所示,对于多排桁架单元(指两排以上桁架单元),该组合钢桥还包括:水平横撑6、水平斜撑7、斜向横撑8和斜向斜撑9;
水平横撑6和水平斜撑7分别通过螺栓与加强弦杆或标准弦杆2或桁架弦杆连接,形成桁架单元的顶部平面,用于相邻两排桁架单元之间水平横向连接和水平斜向连接,以保证该组合钢桥的稳定和受力均匀;
斜向横撑8和斜向斜撑9分别布置在相邻桁架单元的桁架斜腹杆之间,通过螺栓与桁架斜腹杆连接,用于相邻两排桁架单元之间斜向连接,以保证该组合钢桥的稳定和受力均匀。
进一步地,三角桁架1的三组相邻两杆之间分别通过一个加强连杆加固支撑。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。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)
1.一种装配式组合钢桥,其特征在于,包括:四个桥座(14)、两个纵梁、一个桥面板(11)和两个以上横梁(10);
两个所述纵梁平行设置,其间横向连有两根以上横梁(10),用于支撑连接在其两端的纵梁,并作为桥面板(11)的承重梁;所述桥面板(11)安装在横梁(10)上,用于承受荷载;
所述桥面板(11)四角对应的横梁(10)的底部分别通过桥座(14)支撑在桥台上。
2.如权利要求1所述的装配式组合钢桥,其特征在于,每个纵梁包括一排以上桁架单元;当每个纵梁中只有一排桁架单元时,形成单排组合钢桥;当每个纵梁中包括两排以上桁架单元时,形成多排组合钢桥。
3.如权利要求2所述的装配式组合钢桥,其特征在于,对于多排组合钢桥,还包括:水平横撑(6)、水平斜撑(7)、斜向横撑(8)和斜向斜撑(9);
所述水平横撑(6)和水平斜撑(7)分别用于相邻两排桁架单元之间水平横向连接和水平斜向连接;
所述斜向横撑(8)和斜向斜撑(9)分别布置在相邻桁架单元的桁架斜腹杆之间,用于相邻两排桁架单元之间斜向连接。
4.如权利要求2所述的装配式组合钢桥,其特征在于,还包括:斜撑(5),所述斜撑(5)支撑在多排组合钢桥的两排桁架单元之间,其一端与处于外侧的桁架单元连接,另一端与横梁(10)连接。
5.如权利要求2所述的装配式组合钢桥,其特征在于,每排桁架单元包括:三角桁架(1)和标准弦杆(2),每个三角桁架(1)由两个桁架斜腹杆和一个桁架弦杆连接而成;
当桁架单元为单层结构时,每排桁架单元包括:两个以上三角桁架(1),每个三角桁架(1)的桁架弦杆位于底端,相邻三角桁架(1)的桁架弦杆销接为一体,相邻三角桁架(1)的顶端通过标准弦杆(2)连接;当桁架单元为双层结构时,每排桁架单元包括:(2n+2)个三角桁架(1),n=1,2,3...,且顶层结构包括:n个三角桁架(1),底层结构包括:(n+2)个三角桁架(1);该双层结构的底层结构与单层结构相同,顶层结构中的n个三角桁架(1)的顶端与底层结构中间的n个三角桁架(1)的顶端一一对应安装为一体;顶层结构的两个层端部分别通过端斜杆4与底层结构对应的三角桁架(1)连为一体。
6.如权利要求5所述的装配式组合钢桥,其特征在于,还包括:加强弦杆(3),所述加强弦杆(3)平行安装在标准弦杆(2)上或三角桁架(1)的桁架弦杆上,用于增强抗弯能力。
7.如权利要求5所述的装配式组合钢桥,其特征在于,所述三角桁架(1)为正三角形桁架。
8.如权利要求5所述的装配式组合钢桥,其特征在于,所述桁架斜腹杆和桁架弦杆均由槽钢和钢板焊接而成。
9.如权利要求1所述的装配式组合钢桥,其特征在于,相邻所述横梁(10)之间设置抗风拉杆(12)。
10.如权利要求9所述的装配式组合钢桥,其特征在于,所述横梁(10)分为单车道横梁和双车道横梁;相邻横梁(10)之间的中间位置处设有竖向风构(13);当横梁(10)为单车道横梁时,相邻横梁(10)之间设两根抗风拉杆(12),且两根抗风拉杆(12)交叉相连;当横梁(10)为双车道横梁时,相邻横梁(10)之间设置四根抗风拉杆(12),四根抗风拉杆(12)交叉形成两组抗风拉杆组,且两组抗风拉杆组关于竖向风构(13)对称。
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苏善根等: "装配式公路钢桥的演变", 公路, no. 07, 25 July 2010 (2010-07-25) * |
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