CN219342811U - 一种快速架设的装配式高强铝合金桥梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速架设的装配式高强铝合金桥梁，桥梁结构设计技术领域。铝合金桥梁包括桁架单元、横梁、桥面承载板和斜撑；多个桁架单元沿纵向首尾拼装形成主受力的桁架，两件桁架在横向呈对称布置，横梁架设在两件桁架之间，横梁上方架设桥面承载板；斜撑的两端分别与桁架单元和横梁固定连接。本实用新型不仅能够实现桥梁的快速架设，其承载能力满足公路‑I级载荷要求，相较于传统的装配式公路强桥，具有质量更轻、跨越能力更大的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于桥梁结构设计技术领域，具体涉及一种快速架设的装配式高强铝合金桥梁。
背景技术
目前大多数道路桥梁抢通抢建应急保障装备的通载能力较强，但因其自重较大，在地震灾害发生后期机动性能受到一定限制，而抗震救灾时的一般急需通往灾区的物资运输车辆、救援装备荷载等级较低，这就使得现有的应急交通保障装备特别是桥梁保障装备难以发挥作用。因此研制轻型、快速架设、承载能力较强和具有较高高机动性的新型桥梁装备具有重要的现实意义。
铝合金材料因其较轻的质量、良好的强度和卓越的耐腐蚀性能，在土木工程领域获得了广泛应用，比如人行桥梁、门式刚架、空间网架结构等方面。与钢桥相比，铝合金桥梁在物理特性、生产过程及制作工艺上具有以下优点：①重量轻，仅为钢材的1/3；②耐腐蚀性好，其表面会形成一层氧化层，很大程度上防止了结构腐蚀；③可挤压与可塑性好，铝合金易于加工，容易满足设计造型与施工的要求。铝合金与高强钢具有大致相当的比强度和比模量，它们与低碳钢相比，在比强度上高出许多，具有明显优势。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种快速架设的装配式高强铝合金桥梁，不仅能够实现快速架设，其承载能力满足公路-I级载荷要求，相较于传统的装配式公路强桥，具有质量更轻、跨越能力更大的特点。
一种快速架设的装配式高强铝合金桥梁，包括桁架单元、横梁、桥面承载板和斜撑；
多个所述桁架单元沿纵向首尾拼装形成主受力的桁架，两件桁架在横向呈对称布置，所述横梁架设在两件桁架之间，所述横梁上方架设桥面承载板；所述斜撑的两端分别与桁架单元和横梁固定连接。
进一步地，所述桁架单元包括上弦杆、下弦杆、立杆和斜杆，所述立杆的两端分别与上弦杆和下弦杆固定连接，斜杆连接在上弦杆和立杆之间、下弦杆和立杆之间；桁架单元两侧的上弦杆和下弦杆上设有用于连接的阳头和阴头，阳头和阴头上均设有销棒孔，阳头插入阴头后通过销棒连接，销棒材质为高强锰铬合金。
进一步地，左右任意一侧的桁架在横向采用一～四排以及在上弦杆的上方设置加强弦杆的组合形式以适应桥梁不同的跨径，桁架横向之间通过短连接板和X型支撑进行连接。
进一步地，所述上弦杆、下弦杆和横梁均采用箱型截面，横梁的单根长度6.8m，单根质量201kg。
进一步地，所述桥面承载板采取箱型密肋板结构，单榀桥面承载板全宽1200mm，长4000mm，板厚80mm，肋间距150mm，肋板及上下板壁厚均为6mm。
进一步地，所述桁架单元、横梁、桥面承载板和斜撑均采用高强铝合金7075材料加工制成。
有益效果：
1、本实用新型的桥梁结构型式采用了由桁架单元拼装成纵向主受力构件，在桁架下弦杆上架设横梁，在横梁上架设桥面板的承载方式，可满足强度和刚度的要求，结构主体应力能控制在370Mpa以内，活载挠度可控制在跨径的1/200之内；单构件最大重量能控制在252kg以内；结构能满足整体和局部稳定。
2、本实用新型桁架单元两侧的上弦杆和下弦杆上设有用于连接的阳头和阴头，阳头和阴头上均设有销棒孔，阳头插入阴头后通过销棒连接，能够实现桁架以及桥梁的快速装配。
3、本实用新型的上、下弦杆采用了抗弯刚度更大的两个箱型截面，能够提高桁架单元面外抗弯刚度，桁架横向之间通过短连接板连接并设有X型支撑，可提高桁架的抗扭刚度。
附图说明
图1为装配式高强铝合金桥梁的三维视图；
图2为装配式高强铝合金桥梁的横断面视图(单排桁架)；
图3为装配式高强铝合金桥梁的横断面视图(双排桁架)；
图4为装配式高强铝合金桥梁的横断面视图(三排桁架)；
图5为装配式高强铝合金桥梁的横断面视图(四排桁架)；
图6为装配式高强铝合金桥梁的横断面视图(三排桁架+上弦加强杆)；
图7为装配式高强铝合金桥梁的横断面视图(四排桁架+上弦加强杆)；
图8为装配式高强铝合金桥梁的纵断面视图；
图9为桁架单元的立面图；
图10为上、下弦杆的横断面示意图；
图11为桁架单元的三维视图；
图12为横梁的横断面图；
图13为桥面承载板的三维视图。
其中，1-桁架单元、2-横梁、3-桥面承载板、4-斜撑、5-X型支撑、6-上弦加强杆、7-上弦杆、8-下弦杆、9-阳头、10-阴头、11-销棒孔。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
如附图1所示，本实用新型提供了一种快速架设的装配式高强铝合金桥梁，包括桁架单元1、横梁2、桥面承载板3和斜撑4；桥梁结构型式采用由桁架单元拼装成纵向主受力构件，在桁架下弦杆上架设横梁2，在横梁2上架设桥面承载板3的承载方式，和传统“320式”或“200式”装配式公路钢桥相比，上述结构件的材料采用高强铝合金7075材料，每榀桁架单元1长度更长达到4m，高度更高达到2.2m，采用单侧4排桁架同时配合加强上弦杆6的装配式桥梁跨径可达60m。装配式桥梁纵断面示意见图2-7所示。依据跨径大小，装配式桥梁可以有一～四排桁架单元和加强弦杆的不同组合型式，不同组合型式对应的跨径见表1所示：
表1组合型式对应跨径表
| 组合型式 | 单排 | 单排加强 | 双排 | 双排加强 | 三排 | 三排加强 | 四排 | 四排加强 |
| 适用的跨径/m | ≦20 | ≦24 | ≦32 | ≦36 | ≦44 | ≦52 | ≦52 | ≦60 |
其中，桁架单元1包括上弦杆7、下弦杆8、立杆和斜杆，立杆的两端分别与上弦杆7和下弦杆8固定连接，斜杆连接在上弦杆和立杆之间以及下弦杆和立杆之间；桁架单元1两侧的上弦杆7和下弦杆8上设有用于连接的阳头9和阴头10，阳头9和阴头10上均设有销棒孔11，阳头插入阴头后通过销棒连接。
桁架单元的立面示意图见图9所示。和传统的装配式钢桥不同的是上下弦杆采用了抗弯刚度更大的两个箱型截面，而未用槽钢断面，目的是提高桁架单元面外抗弯刚度，其横断面示意见图10所示，桁架单元1三维示意见图11所示。单片桁架质量为252kg，相较321型的270kg和200型的340kg，在重量上有优势。桁架单元1横向之间通过短连接板连接，为了提高桁架的抗扭刚度，横向桁架之间还设有X型支撑5。
如附图12所示，横梁2同样采用箱型断面，单根长度6.8m，单根质量201kg。
如附图13所示，桥面承载板3采取箱型密肋板结构，单榀桥面承载板3全宽1200mm，长4000mm，板厚80mm，肋间距150mm，肋板及上下板壁厚均为6mm。桥面承载板3放置于横梁2之上，横梁2设有横向卡槽卡住桥面承载板，竖向通过螺杆和压板和横梁2连接，单榀桥面承载板质量为211公斤。
斜撑4为60mmx60mm，壁厚5mm方孔管，质量为5kg。
以20m跨径为例，包括支座全桥总质量为7200kg,合69kg/m2,非常轻盈。
通过对不同跨径、不同桁架单元组合模式下高强铝合金装配式桥梁的承载能力和车桥耦合进行分析，高强铝合金装配式桥梁的承载能力满足公路-I级载荷要求，相较于传统的装配式公路强桥，具有质量更轻、跨越能力更大的特点。高强铝合金桥梁满足强度和刚度的要求，结构主体应力能控制在370Mpa以内，活载挠度可控制在跨径的1/200之内；单构件最大重量能控制在252kg以内；屈曲稳定分析表明，结构能满足整体和局部稳定；车桥耦合动力分析表明控制车辆的通行速度是有效降低车桥响应的手段，三种通行速度下车桥未发生共振现象。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种快速架设的装配式高强铝合金桥梁，其特征在于，包括桁架单元、横梁、桥面承载板和斜撑；
多个所述桁架单元沿纵向首尾拼装形成主受力的桁架，两件桁架在横向呈对称布置，所述横梁架设在两件桁架之间，所述横梁上方架设桥面承载板；所述斜撑的两端分别与桁架单元和横梁固定连接。
2.如权利要求1所述的快速架设的装配式高强铝合金桥梁，其特征在于，所述桁架单元包括上弦杆、下弦杆、立杆和斜杆，所述立杆的两端分别与上弦杆和下弦杆固定连接，斜杆连接在上弦杆和立杆之间、下弦杆和立杆之间；桁架单元两侧的上弦杆和下弦杆上设有用于连接的阳头和阴头，阳头和阴头上均设有销棒孔，阳头插入阴头后通过销棒连接，销棒材质为高强锰铬合金。
3.如权利要求2所述的快速架设的装配式高强铝合金桥梁，其特征在于，左右任意一侧的桁架在横向采用一～四排以及在上弦杆的上方设置加强弦杆的组合形式以适应桥梁不同的跨径，桁架横向之间通过短连接板和X型支撑进行连接。
4.如权利要求3所述的快速架设的装配式高强铝合金桥梁，其特征在于，所述上弦杆、下弦杆和横梁均采用箱型截面，横梁的单根长度6.8m，单根质量201kg。
5.如权利要求4所述的快速架设的装配式高强铝合金桥梁，其特征在于，所述桥面承载板采取箱型密肋板结构，单榀桥面承载板全宽1200mm，长4000mm，板厚80mm，肋间距150mm，肋板及上下板壁厚均为6mm。
6.如权利要求4或5所述的快速架设的装配式高强铝合金桥梁，其特征在于，所述桁架单元、横梁、桥面承载板和斜撑均采用高强铝合金7075材料加工制成。
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