TWI686526B - 用於結構之構造模組、包括構造模組之結構、加強模組化橋、加強橋以及建構混凝土加強橋之方法 - Google Patents

Abstract

一種用於結構之構造模組，其包含：包括基底的模板構件、自該基底向上延伸的一對平行側壁，及一對平行末端壁。該基底、該等側壁及該等末端壁界定用於加強材及混凝土之空腔。加強材構件包括上部分及下部分。當該加強材構件經定位於該空腔中且混凝土充滿該空腔時，該加強材構件之該下部分及該混凝土界定細長樑。

Description

用於結構之構造模組、包括構造模組之結構、加強模組化橋、加強橋以及建構混凝土加強橋之方法 發明領域

本發明係關於用於建造諸如橋及單層或多層建築物的結構之模組，及自多個模組建造結構之方法以及包含多個模組之結構。

發明背景

用於預鑄混凝土橋及其他結構之現有構造方法之問題在於，預鑄混凝土組件為重的，難以運輸且可在運輸中容易損壞。

就地構造方法為耗時的、昂貴的且需要高水平的專家監督。

需要設計改良之橋及其他結構以及用於該等橋及其他結構之經濟且有效構造之方法。

發明概要

廣泛而言，本發明提供一種用於結構之模組，該模組包含：模板構件，其界定空腔；以及加強材構件，其包括上部分及下部分，其中當加強材構件經定位於空腔中且混凝土充滿該空腔時，加強材構件之下部分及混凝土界定細長樑。

更特定而言，根據本發明，提供一種用於結構之模組，該模組包含：模板構件，其包括基底、自基底向上延伸的一對平行側壁，及一對平行末端壁，其中該基底、該等側壁及該等末端壁界定用於加強材及混凝土之空腔；以及加強材構件，其包括經形成以跨於空腔之上區段之寬度且沿上區段之長度延伸的上部分，及經形成以至少實質上沿空腔之下區段之長度延伸的下部分，其中當加強材構件經定位於空腔中且混凝土充滿該空腔時，加強材構件之下部分及混凝土界定細長樑。

模組可形成較大結構之部分。結構可為橋，其中模組形成橋之跨。結構可為單層或多層建築物，其中模組形成建築物之地板或基礎之至少部分。多個模組可用來形成經佈置且支撐來形成多層建築物的多個結構層次。

發明之模組在使用於模組化橋構造中時降低(若未解決)當前在橋構造中遭遇的限制中之一些。發明之模組化橋構造進一步提供快速及易於安裝的橋或替代性結構。

本發明之模組之應用有助於構造新橋或替換舊橋，此藉由提供同樣適合於在高度受調控市場及新興市場兩者中使用的預工程設計產品來達成。模組進一步提供用 於應急住房之堅實基礎。

本發明另外係關於預形成橋加強材嵌板，其中加強材鋼係以使得在結構上支撐形式將採用的模板或鑄模之方式構造。可凝固材料經圍繞加強材引入，且一旦凝固，則固化來形成穩健加強結構。

本發明之此模組化構造之進一步使用係在建築結構中，其中板塊及樑組合來形成單個結構，且因此，模組可以使得產生整個加強建築結構的方式組裝。

模組可進一步與額外元件耦接，該等額外元件可單獨使用或組合來提供橋上部結構、軸承、橋墩、鋼軌系統、天橋、過街樓及其他優待組件。

系統可自單獨部分組裝(無混凝土，該混凝土僅在模板嵌板經安裝之後引入至模板構件)。

加強材構件為模組化設計。

加強材構件包含兩個主要元件：上部分及下部分。下部分可進一步分裂成縱向構件及支撐上部分或甲板和平行構件。加強材構件之此等組件可經預組裝且容易批量地大量生產。

可藉由沿橋之長度並排定位多個橋模組來根據本發明構造橋。更特定而言，模組之側壁可並排佈置且經形成以互連或互鎖，使得在並排佈置時，後續模組之間不存在間斷。此允許混凝土或替代性可凝固材料跨於後續模組自由地流動。此產生均質結構，該等均質結構提供對由橫穿結構的車輛引起的慣性力的改良之抵抗。

本發明之進一步效益為後續模組接收支撐構件或跨於後續模組的額外結構構件(例如，重疊棒等)的能力，該等額外結構構件可滑動至適當位置，在鄰近模組之間延伸，且鎖定至適當位置中。

以上所描述之模組亦可使用於建築物中之懸吊地板。

加強材構件之下部分及混凝土可界定藉由陸地分開的跨越模組之長度的多個細長樑。該等多個細長樑可以以下佈置中任一個組配：平行且隔開、跨於基底對角地延伸；以Z形形式跨於基底延伸；以及以V形形式跨於基底延伸。

加強材構件之下部分可進一步包括末端部分，使得當加強材構件經定位於空腔中且混凝土充滿空腔時，加強材構件之下部分及混凝土界定相對於細長樑垂直地定向的橫樑。加強材構件之下部分可圍繞模板構件之空腔之周邊延伸。

模板之基底之區段可自基底向上突出，且在空腔內界定著陸部分，該著陸部分將空腔之下區段分成至少第一細長平行空腔及第二細長平行空腔。

加強材可由網格製成，該網格包括連接在一起的多個平行橫絲及多個平行縱絲。加強材構件之該等多個平行橫絲及該等多個平行縱絲可焊接在一起。

加強材構件之下部分可包含多個桁架。每一桁架可包括藉由縱絲互連的一對平行橫絲。縱絲可在該對平行 橫絲之間往返地對角延伸。縱絲可經焊接至該對平行橫絲。

每一桁架可包括間隔件及多個平行橫絲，該等多個平行橫絲藉由間隔件保持在隔開的組態中。間隔件可為壓製板。間隔件可為大體上平面的。間隔件可包含多個連接器，該等多個連接器經定向來托架該等多個橫絲及縱絲且使絲彼此維持在預定關係中。每一桁架可進一步包含拉條構件。拉條構件可藉由張力維持在與桁架嚙合中。至少一拉條可與間隔件整體地形成。

加強材構件之上部分可包含多個網格層。

加強材構件之下部分及加強材構件之上部分可整體地形成。

加強材構件之上部分及加強材構件之下部分中至少一個可自模組向上突出且延伸超過空腔。

加強材構件可經組配來符合模板構件之空腔。

模板構件及加強材構件中至少一個可為可拉張的，使得模組經預加張力。

模板構件可進一步包含嚙合構件以與後續模組或替代性支撐結構互連。

加強材構件可藉由混凝土在結構上與模板構件整合來形成模組。

加強材構件可完全浸沒在加工模組之混凝土內。

加強材構件可部分浸沒在加工模組之混凝土內。 加強材構件可自加工模組之混凝土部分延伸，以提供嚙合部分。嚙合部分可用來將模組與建築物組件、橋組件、支撐構件及進一步模組嚙合。加強材構件完全由空腔內之混凝土覆蓋。

加強材提供整合在模組之混凝土內的結構骨架。

下部分及上部分經組配來形成單一加強材構件。

根據發明之另一態樣，提供一種模板構件及加強材構件之總成，該模板構件界定用於加強材及混凝土之空腔，該加強材構件包括經形成以跨於空腔之上區段之寬度且沿該上區段之長度延伸的上部分，及經形成以至少實質上沿空腔之下區段延伸的至少一下部分。

根據本發明，進一步提供一種加強模組化橋，該加強模組化橋包含多個模組，其中每一模組包含模板構件及加強材構件，該加強材構件定位於藉由模板構件界定的空腔中，其中每一模組以並排重疊佈置與後續模組嚙合，使得每一模組跨越橋之寬度之一部分，且諸如混凝土的材料處於該等空腔中且覆蓋加強材構件。

混凝土加強橋可使用如以上所描述之模組來構造。可使模板嵌板為預定尺寸且合作加強材構件將被接收在該模板嵌板中。加強材可進一步經組配來延伸超過模板嵌板，使得突出加強材為加工橋提供側鋼軌、欄桿桁架、安全障礙或涵洞側模。

根據本發明，更進一步提供一種使用多個橋模組來構造混凝土加強橋之方法，該方法包含以下步驟：(i)將第一橋模組之模板構件支撐於預定位置中；(ii)在步驟(i)之前或之後將加強材構件定位於模板構件之空腔內；以及(iii)將混凝土混合料引入空腔中以至少部分覆蓋加強材構件。

方法可進一步包含將後續模板構件置放於與第一橋模組互鎖嚙合中的額外步驟。方法可重複步驟(i)及(ii)且將相繼橋模組之多個模板構件定位在互鎖嚙合中並在步驟(i)之前或之後將加強材構件定位於模板構件之空腔內，及重複將混凝土混合料引入模板構件之空腔中每一個中的步驟(iii)。

更進一步，本發明之一態樣提供一種用於結構之模組，該模組包含：模板構件，其界定空腔；以及加強材構件，其包括上部分及下部分，其中當加強材構件經定位於空腔中且混凝土充滿該空腔時，加強材構件之下部分及混凝土界定細長樑。

「橫絲」及「縱絲」等詞在本文中理解為包括由任何一或多個鐵絲、桿及棒形成的元件。元件可為單個鐵絲、棒或桿。元件可由彼此接合的二或更多個鐵絲、桿或棒形成。

本發明之各種特徵、態樣及優點將自發明之實施例之以下描述以及伴隨圖式變得更顯而易見，在圖式中， 相同數字表示相同組件。

A~C:方框

D-D、X-X:線

1、1’:模組

2:錨構件

3、3’:空腔

4:加強材柱

5:上區段

6、62:凸緣

7:混凝土

8:細長樑

10’:模板構件

10:模板構件/模板

11:上部分

12:基底/下部分

14、89:側壁

16、16’:末端壁

17:溝道/敞開溝道

17a:下部分

18、18’:著陸部分

19、101:障礙

20’:加強材

20:加強材構件/加強材/加強材網格

22:橋墩

24:框架支撐件

26:肩部

28:臂

30:上部分/上加強材/上組件

32、32’:甲板

34:橫絲

35:縱絲

39:座架

40:下部分/下加強材/下加強材構件/下組件

41、41’、141、241:框架

42、42’、42”、42''':桁架

43:末端桁架

44、44’、72、244:縱向構件

44a:上加強材

45:連接點

46’:中間構件

46:中間構件/嚙合構件

46a:彎曲末端部分

48:末端部分

50、50’:間隔件

52:遠側托架

54:托架/近側托架

54a:內表面

56:內周邊

57:外周邊

59:減重孔

60’:拉條

60:拉條構件/拉條

65:內部連接器

67:鋼軌

69:支撐桁架

72a:鉤狀末端

72b:縱向鋼軌

73:支腳

74、74’:底腳

75:重疊棒

76:中心拉條樑

77:橫拉條

78:側向捆綁加強材

79:側向捆綁

79a:末端

80:硬盤

82、82’:凹槽

83:水平凸緣

83a:外凸緣

83b:內凸緣

84:端帽

85:安設凸緣

86:加勁板

88:板栓系件

90:壁支撐件

92:壁拉條

94:護板

95:延伸嵌板

96:水平支柱/水平座架

97:剛性基礎

98:橋台嵌板/托盤/橋台

98a:有角表面

99:纜索

100:橋/原型比例模型橋

102:支撐柱子

103:翼壁

104:中心部分

105:橋台加強材

106:連接器

110:完成的建築物

146、246:中心網

149、249:末端凸緣

參考伴隨圖式藉由實例之方式且非藉由限制之方式例示本發明之實施例，該等圖式中：圖1為根據本發明之一實施例之橋模組的透視圖；圖2為自根據圖1之模組的多個橋模組構造的橋的透視圖；以及圖3為圖1之橋模組的分解透視圖；圖4為包含多個框架的加強材構件之下部分的透視圖，該等多個框架經佈置來形成桁架；圖5為圖4之桁架的側視圖；圖5A為圖4之桁架的端視圖，該桁架經例示為在橋模組內就地且由基板材料包圍；圖6為模組之截面圖，其例示用於嚙合加強材之下部分的多個敞開溝道；圖7為圖1之橋模組的透視剖視圖，其例示模組之支撐件內的加強材構件之組態；圖8為替代性桁架的透視圖，該替代性桁架形成加強材構件之下部分；圖9為加強材框架的端視圖，其例示用於接收且嚙合細長加強材構件之多個連接器；圖10為圖9之加強材框架的透視圖，其例示具有周邊加勁凸緣的實質上平面區段；圖10A為圖10之加強材框架的透視圖，其例示一對整合式拉條構件； 圖11為圖10之加強材框架的透視圖，其例示一對連接器；圖11A為用於與非焊接加強材結構一起使用的壓緊拉條構件的透視圖；圖12為自使用圖11之壓緊拉條構件拉緊的縱向鋼軌構造的組裝加強材桁架的透視圖；圖13為替代性桁架的俯視圖，其例示桁架之水平、垂直及對角拉條；圖14為用於安置於模板之末端部分中的末端桁架的俯視圖；圖15為經組配來提供甲板的加強材構件之上部分的俯視圖；圖16為完整加強材總成的透視圖，其例示包含經組配來與橋模組之模板合作的多個甲板、兩個相對側桁架及兩個相對末端桁架的上部分；圖17A為根據本發明之一實施例之模板構件的透視圖；圖17B為圖17A之模板構件的端視圖，其例示模板之下側上的承載表面；圖17C為圖17A之模板構件的俯視圖，其例示中心著陸部分。

圖18為經嵌套以用於在托板上運輸的多個橋模組的透視圖；圖19為包含多個橋模組的部分組裝橋模型的透視圖；圖20為使用橋模組構造的橋的側視圖； 圖20A為圖20之橋的俯視圖；圖21A至圖21D為橋構造過程的側視圖，其例示使用支撐桁架來將橋模組支撐且懸臂支撐至適當位置；圖22為用於形成桁架之加強框架之替代性實施例的側視圖；圖22A為圖22之框架的橫截面；圖23為用於形成桁架之加強框架之替代性實施例的側視圖；圖23A為圖23之框架的橫截面；圖24為模組之模板之凹槽的俯視圖；圖24A為圖24之凹槽的截面圖，其例示U形截面；圖25為模板硬盤的截面圖，該模板硬盤包含來自圖24的一對凹槽，該對凹槽藉由加勁板連接；圖25A為圖25之放大視圖，其例示多個溝道，該等多個溝道附接至模板硬盤之內部表面；圖26為模板之末端壁的俯視圖，其例示用於與圖25之模板硬盤嚙合的凸緣；圖26A為圖26之末端壁的橫截面圖；圖26B為組裝模板、兩個凹槽、兩個末端壁及加勁板的透視圖；圖27為桁架的透視圖，該桁架具有一系列二次支撐件；圖27A為圖27之桁架的側視圖，其例示用於將桁架與模板嚙合之多個底腳； 圖28為圖27之桁架的透視圖，其例示與加強材末端部分的互連，該加強材末端部分具有二次支撐件；圖28A為圖28之桁架及互連末端部分的端視圖；圖28B為圖28A之沿線X-X的截面圖，其例示加強材之末端捆綁；圖29為加強材之拐角的透視圖，其例示具有二次支撐件的上加強材及下加強材；圖29A為圖28B之末端捆綁的透視圖，其例示圖30為進一步包含壁支撐結構的加強材的透視圖；圖30A為與加強材分離的壁支撐結構的透視圖；圖30B為圖30A之壁支撐結構的側視圖；圖31為進一步包含側護板的模組的透視圖，該側護板包裹壁支撐結構；圖31A為穿過圖31之模組及側護板的截面圖；圖32為包含以並排組態佈置的多個模組的橋的截面圖；圖32A為圖32之來自虛線框內的放大視圖，其例示用於互連鄰近模組的一對重疊棒；圖33為模組的側視圖，其例示模板內的隱藏視圖中的加強材；圖33A為圖33之方框區段的放大視圖，其例示加強材與模板之間的嚙合，及突出超過模板的甲板；圖34為經嵌套以用於在四個柱之間的運輸的多個模組的透視圖，其例示裝運容器內的可能裝配佈置； 圖34A為經堆疊以用於在裝運容器內運輸的四個構造模組的端視圖，其以虛線例示置放在模板嵌板中每一個內的加強材；圖35至圖35C為使用本文所描述之構造模組的橋構造過程之四個階段的圖解：(i)鋪設橋台且定位置放加強材的模板，(ii)附接預定側模，(iii)將混凝土或水泥引入至模板，及(iv)允許混凝土固化；圖36為模組之一實施例的示意性端視圖；圖36A為圖35之以並排佈局佈置的一對模組；圖36B為圖36A之該對模組，該對模組具有安設於該對模組之間的延伸嵌板；圖37為經組配來用於用作高強度障礙的側護板的截面輪廓；圖37A為經組配來用於用作模組之緣石的側護板的截面輪廓；圖37B為經組配來用於用作替代性道路安全障礙的側護板的截面輪廓；圖37C為無側護板的模組(用於在多模組橋跨中使用的內部模組)的截面輪廓；圖38為在緊密組態中將一個支撐在另一個上且藉由多個加強材柱保持於嚙合中的一對模組；圖38A為圖38之處於展開組態中仍藉由該等多個加強材柱彼此嚙合的該對模組；圖39為軸向共同對準以形成多層大樓的圖38之多個該 對模組，該等多個加強材柱亦對準以接收水泥混凝土混合料；圖40為圖39之多層大樓的透視圖，該多層大樓經組配來用於用作多人居住或住宅大樓；圖41為根據本發明之一實施例之模組的分解視圖；圖42為根據本發明之一實施例之橋的透視圖，其例示翼狀橋台；圖42A為翼狀橋台之翼部的放大視圖，其例示翼狀橋台之內部加強材；圖43為自圖42之翼狀橋台內觀察的加強材框架的俯視圖；圖43A為圖43之加強材框架的放大俯視圖；圖44為圖42之橋的端視圖，其例示橋台之梯度以使兩個鄰近模組拱起以形成雙跨橋；圖44A為圖44之橋的橫截面圖；圖45為圖44A之方框A的放大視圖，其例示兩個鄰近模組之定向；以及圖46為圖44A之方框B的放大視圖，其例示模組與附接安全障礙之間的連接。

較佳實施例之詳細說明

現將在下文參考伴隨圖式更充分地描述本發明，本發明之各種實施例(但並非僅有的可能實施例)展示於該等伴隨圖式中。本發發明可體現於許多不同形式或且不應 被視為限於以下所描述之實施例。

雖然下文關於構造橋來描述本發明，但本發明適用於其他結構，包括但不限於其他形式之基礎建設，例如：步道、道路、道路聲音嵌板、短跨橋及長跨橋、橋甲板及道路、鋼軌隧道、建築物及高層大樓。

特別參考圖1及圖3，用於形成橋(在此實施例中)之模組1之一實施例包含(a)模板構件10，該模板構件包括基底12、自基底12向上延伸的一對平行側壁14，及一對平行末端壁16，其中基底12、側壁14及末端壁16界定用於加強材及混凝土之空腔3，及(b)加強材構件20，該加強材構件包括經形成以跨於空腔3之上區段5之寬度且沿該上區段之長度延伸的上部分30，及經形成以至少實質上沿空腔3之下區段之長度延伸的至少一下部分40，藉此在加強材構件20位於空腔3中且混凝土充滿空腔3時，加強材構件20之下部分40及混凝土界定細長樑，如圖1中所例示。

當混凝土自所有側包圍加強材構件20時，模板10、加強材20及混凝土變得整合至成品模組1中。當混凝土已固化，從而本質上形成鋼骨鋼筋混凝土或複合物、結構時，施加於模組1的負載因此藉由模板10及加強材20起反作用。

參考圖2，多個模組1可以並排佈置且以端對端佈置佈局，以形成不同尺寸之橋100。模組1支撐在沿橋100之跨度定位的橋墩22上，模組1之負載支承在該橋墩上。使用本發明之模組1構造的橋100之一實例例示於圖2中。圖2之 橋係自6個相同模組1構造；然而，可藉由進一步模組1之增添在跨度(長度)及寬度兩者上延伸橋100。

橋100之橋墩22可自混凝土、鋼、鋼骨鋼筋混凝土或其他結構材料構造。任何給定橋100所需要的橋墩22之數目將取決於橋100之寬度及跨度。

圖3為圖1及圖2之模組1的透視圖。出於清晰性，以分解視圖例示模組1之元件，所有該等元件經組配來包裝在模板構件10內。在模組1之最簡單形式中，模組1包含用於接收混凝土及加強材構件20之模板構件10，當混凝土經澆注且凝固於模板構件10內時，該混凝土及加強材構件變得與模板構件10整合。加強材構件20係自上加強材30及下加強材40構造。

模板構件

模板構件10由彈性結構材料製成，且能夠支撐模組1及將在使用中施加於模組1的靜態及動態負載兩者之負載。在一實施例中，模板構件10自鋼製造。當由鋼製成時，模板構件10由厚度範圍自1.0毫米(mm)至3.0mm的鋼製成。

模板構件之尺寸可為12公尺(m)x 2.4m x 0.6m。此等尺寸可變化以滿足預定橋100之要求。

模板構件10包含上部分11及下部分12。上部分11具有相較於下部分12之該橫截面積的較大橫截面積，且經組配來實質上封閉加強材構件之上部分30。

模板構件10之下部分12包含跨於模組1之寬度隔 開的彼此平行的三個空腔3。空腔3經組配來置放且符合下加強材構件40，使得當混凝土7圍繞加強材20之下部分40澆注至模板構件10中時，產生延伸模組1之長度的三個細長樑8。

在本發明之其他實施例中，可存在沿模組1之跨度延伸的單個細長樑8。在一些實施例中，提供多個細長樑8。該等多個細長樑8可相對於彼此以無數組態定向：平行；垂直等分；對角等分；及以上各者之組合。橋100之尺寸及將要支撐的負載將決定模板構件10之細長樑8之最佳佈置。

側壁14及末端壁16以組合形式圍繞模板構件10之周邊形成障礙19。障礙19為模板構件10提供額外結構勁度，且當在模板構件10內固化時進一步約束混凝土7。障礙19可具備孔徑或孔隙(未例示)以允許混凝土在後續模組1之間流動，使得可跨於橋100進行單個混凝土澆注且形成單塊鋼筋混凝土。

細長樑8與側壁14向內隔開，以在模板構件10之相對側上提供一對肩部26。此等肩部26反作用表面，以在該反作用表面上將模組1支撐於橋墩22上。替代地，肩部26可經組配來以後續模組1疊置或與該後續模組互鎖，如圖19中所例示。

鄰近於模板構件10之細長樑8，進一步提供一對著陸部分18。著陸部分18部分對應於空腔3之形式。因此，著陸部分18界定模板構件10之將不接收混凝土7的體積。著 陸部分18之體積愈大，模組1內的混凝土7之重量愈小。圖3中例示多個著陸部分18，各自安置在三個細長樑8中兩個之間。

在圖3中，著陸部分18在兩個末端壁16之間完全延伸。設想在於，著陸部分18可僅在兩個末端壁16之間部分延伸，從而界定中心著陸部分18，使得空腔3圍繞模板構件10之外區域完全延伸，如圖17A至圖17C中所例示。

模板構件10可以標準設計或若干不同設計製造，例如：輕型模組1、中型模組1及重型模組1。模組1之幾何形狀亦可以各種不同跨度再制，例如6公尺(m)、9m及12m。進一步設想達成增加的長度，諸如7m或8m，懸臂前端壁可現場澆注，此舉操作來拉長所需要的額外長度。

模組1經設計以使用例如40MPa混凝土，此為容易可利用的。在構造橋中，此亦為對於藉以支撐模組1的橋台之形成適合的混凝土。在一實施例中，模板10由兩個凹槽82及兩個端帽84組成，該等兩個凹槽與加勁板86結合形成硬盤80(如圖24至圖26中所例示)。額外中跨橫樑(未例示)亦可經合併以橫越加勁板86(此橫樑將降低扭轉，因此使模板10更強壯且更具剛性)。

凹槽82由鍍鋅鋼輾軋形成或壓製以形成U形截面。每一凹槽通常稱重為約350kg。U形截面之周邊具有兩個相對水平凸緣83。外凸緣83a經組配來嚙合模組之外側上的側結構，且內凸緣83b經組配來嚙合且支撐加勁板86。每一凹槽82之深度可經組配來提供額外強度，此取決於橋1之 所要的跨度及負載容量。

加勁板86在相對側上安設至兩個鄰近凹槽82之凸緣83b(參見圖25)。加勁板86可經焊接、鉚接或黏結至凹槽以形成W形截面。在凹槽82中每一個內安置多個溝道17，在圖25A中例示為C形溝道。此等溝道17在加強材20經引入模板時與該加強材嚙合以接合兩個組件。以此方式，即使無混凝土已經引入以將兩者黏結在一起，加強材20亦增添模板10之勁度。

加強材溝道17亦可附接至加勁板86以在加勁板86上將加強材網格20接合至模板(圖31A中例示)。因為加勁板86為長的及平坦的，所以該加勁板經預先安置以彎曲，當加強材20之負載經引入模板10中時，更如此。因而，用以將加勁板86拉緊至加強材20的額外連接顯著地降低模板10中之彎曲負載。

兩個端帽84經輾軋形成或壓製以形成安設凸緣85。此等端帽84隨後焊接或黏結至硬盤80以完成模板10。如圖26中所例示，模板10提供空腔3，該空腔圍繞模板10之周邊延伸以接收加強材20。設想在於，額外凹槽82可用來構造模板10，使得可產生兩個、三個、四個或甚至五個空腔以接收加強材且藉此產生跨於模組1的多達五個細長樑。

溝道17藉由焊接或黏結固定至模板凹槽82，且將濕混凝土之負載傳遞至加強材以及對該加強材提供額外支撐的模板10中。此等溝道17可由壓製或輾軋至凹槽82中的 例如型砧、凹痕、突起等的加勁形式替換。

加強材構件

加強材構件20包含上部分30及下部分40。

上部分30由在圖15中例示為甲板32的單層網格形成。替代地，上部分30可由多個甲板32形成。甲板32可自橫絲34及縱絲35之格子結構，其中橫絲實質上垂直於縱絲地橫越縱絲，如關於圖15及圖16進一步所描述。

返回至圖3，其中甲板32由多個框架41形成。每一框架41包含一對縱向構件44及中間構件46，該中間構件在該對縱向構件44之間往返地橫越。框架41之此組態更詳細地例示於圖4中。

中間構件46在該對縱向構件44之間對角地延伸以在結構上加強且加勁框架41。中間構件46沿框架41之長度在多個連接點45處與縱向構件44永久地嚙合。嚙合構件46可經螺栓栓接或焊接至縱向構件41。自框架41之側視圖，中間構件46界定沿框架41之長度行進的正弦波形。

甲板32之每一框架41跨於加強材構件20之下部分40佈置於隔開關係中。甲板32可在不附接至下部分40的情況下支撐在該下部分上，且因而，使混凝土凝固將在加強材20之上部分30與下部分40之間提供黏結。

在一些實施例中，甲板32永久地附著至加強材20之下部分40。上部分30及下部分40可彼此螺栓栓接、焊接、夾牢或以其他方式彼此黏附。在此實施例中，加強材20可獨立於模板構件10而經完全構造且經嚴格測試以驗證結構 及安全標準。測試可遠離工事現場進行，此意味，加強材20一旦安裝於模板構件10中即不需要進一步驗證或測試。混凝土7之混合及整合為將要在安裝現場管理的僅有變項。在結構或橋100將在難以到達的邊遠位置或在建築師及其他合格專業人員對於驗證目的緊缺的區域中構造的情況下，此可為有利的。

加強材20之下部分40亦自框架41構造。下加強材40之框架41按三個分組，以形成桁架42，如圖4中所例示。對於不同類型之橋100，框架41可按兩個、四個、五個、六個等分組。

因為每一框架41由一對外縱向構件44及中間構件46組成，所以框架41之強度沿該框架之長度並非恆定的。因此，框架之結構剛度在構件44與構件46之間的連接點45處增加。為沿框架41之長度校正此不同強度，使每一框架相對於後續框架41位移。以此方式，整個桁架42之強度更一致。此例示於圖4及圖5中。

圖5為桁架42的側視圖，其可視地例示使後續框架41偏移之校正效應。圖5中所例示之桁架42使用三個框架41，其中三個框架41中之外面兩個彼此對準且中心框架41偏移。偏移藉助於中間構件46為明顯的，因為正弦波形相對於外面兩個框架41之中間構件46偏移近似一半波長。

圖5A為圖5之桁架42的端視圖，該桁架例示為現場在模組1內由固化混凝土7包圍以形成細長樑8。

再次返回至圖3，加強材20之下部分40佈置於三 個桁架42中，該等三個桁架與對應模板構件10之三個空腔3對準地隔開。

桁架42中每一個進一步包含第四及最終框架41，該第四及最終框架為每一桁架42提供穩定支撐基底47。

三個桁架42佈置於預定關係中，且包含加強材20之甲板32的該等多個框架41沿桁架42垂直地佈局。甲板32及桁架42隨後經永久地附接以形成將由模板構件10接收的單個加強材構件20。加強材構件20可針對製造及組裝過程之尺寸公差及控制以夾具加工。加工加強材20將在經調度至橋100安裝現場之前經測試且驗證。

除降低與驗證相關聯的困難之外，製造加工加強材20提供許多優點。在一些實施例中，加強材20可經組配來滑動至模板構件10中且形成至該模板構件的機械連接，參見圖6。

圖6為模板構件10的截面圖，該模板構件具有多個敞開溝道17以用於嚙合框架41上之座架39。座架與單獨框架41焊接或整體地形成，或焊接至加工桁架42。座架39提供至模板構件10之敞開溝道17的簡單機械連接。溝道17可完全敞開或部分敞開，且藉此提供狹槽或鍵鎖特徵以接收座架39。當使桁架42及座架39沿溝道17滑動時，桁架42及模板構件10變得嚙合。

在一替代實施例中，溝道17可經形成為具有僅下部分17a，座架39可安放在該下部分中。坐落在模板構件10中的加強材20之重量將維持加強材20，直至混凝土7經澆注 且凝固於模板構件10內的此時間為止。

模組1可進一步藉由附接元件加以修改，該等元件延伸超過或低於模板構件10，例如涵洞區段(未例示)或鋼軌67。在一些實施例中，鋼軌67為下加強材40或上加強材30之整體部分。鋼軌67經佈置來延伸超過加強材20之甲板32。當混凝土圍繞加強材20固化，從而將該加強材綁紮至模板構件10時，鋼軌67作為加強材20之部分變得附著在模板構件10內。鋼軌67可由非結構量規加強材20形成，以為模組1提供欄桿。然而，在一些實施例中，鋼軌67由大型量規加強材20形成，以為模組10提供安全鋼軌或安全障礙。鋼軌67可進一步被用作加工模組1內之嚙合點，以用於安設至起重機或附接起重機以將模組1升舉至適當位置。

在一些實施例中，鋼軌67可連接至支撐桁架69以支撐橋100之部分，該等部分在構造期間或在構造之後需要額外支撐。關於圖21A至圖21D更詳細地例示且描述支撐桁架69。

加強桁架

圖7為圖1之橋模組的透視剖視圖，其例示模組1之模板構件10內的加強材構件20之組態。

在模板構件10之側壁14之間側向延伸的是多個框架41。沿模組1之跨度延伸的是藉由多個框架支撐件24互連的多個桁架42’。在此特定實施例中，為加強材20之上部分30之每一框架41提供框架支撐件24。

圖8例示與模板構件10分離的連接至框架支撐件 24的桁架42’的透視圖。

桁架42’包含以隔開組態佈置的三個框架41，該等三個框架具有沿桁架42’之上面佈置的一額外中間構件46及沿桁架42’之基底47’佈置的一額外中間構件46。

桁架42’由於兩個額外中間構件46之額外交叉拉緊而比桁架42更強壯。

在沿桁架42’的隔開間隔處，提供多個框架支撐件24。每一框架支撐件24包含以U形形成的細長棒或杆。U形之主體經組配來符合桁架42’之外輪廓。U形框架支撐件24之每一末端與U形主體成直角而延伸，以提供一對臂28。框架支撐件24焊接或以其他方式剛性地附著至桁架42’。

當桁架42’下降至模板構件10中之對應空腔3中時，臂28經支撐於模板構件10之著陸部分18上。以此方式，桁架42’藉由準備接收混凝土混和料的模板構件10支撐。

每一框架支撐件24進一步藉由焊接或類似者連接至在側壁14之間橫向地延伸的框架41，藉此形成用於插入模組1之模板構件10中的單個加強材20。

每一桁架42’由諸如鋼的強力材料製成，且經設計以在具有在未凝固時支撐模板10及混凝土7之能力的情況下跨越模組1之長度。框架支撐件24藉由整合在桁架42’與甲板32之框架41之間來提供額外加強手段。

額外桁架42’及框架支撐件24可進一步整合至結構中以提供鋼軌67，或將進一步強度及剛度增添至加強材20或往返於模組1提供安設點。

當製造加強材20時，桁架42’及框架41可定位或暫時附著至夾具，以便設定整個加強材20之尺寸公差。進一步設想，夾具可經組配，使得加工加強材20在其經製造時經預加張力。當自夾具或夾緊裝置移除時，加強材20將在模板構件10內置放於適當位置時保持預加張力。此將最終提供預加張力模組1，以自該預加張力模組構造橋100。

加強材20可分離地或與模板構件10組合地運輸至橋100安裝位置。兩個組件經設計來彼此合作，且因而在自單個製造源裝運時較好地嵌套以用於運輸。

如以上所描述，模組1提供每一橋模組1內的整合桁架42之形式。模板構件10為輕的及可運輸的，因此降低運輸成本。一旦在現場，加強材構件20與模板構件10組合且定位於該模板構件中。一旦模板構件10及加強材20兩者處於適當位置，將可澆注形式的混凝土增添至模板托盤10中以完成模組1。混凝土7在固化且凝固時將加強材20整合至模板構件10中，藉此強化模組1。

以此方式，整合桁架技術(ITT)可提供模組1，其中加工模組之強度大於該加工模組之構成部分之該強度。整合桁架內在地減少模板構件1之偏轉且跨於模組1更均勻地分散負載。

在橋將使用以並排組態安置的兩個模組1構造的情況下，設想在於，加強材20可過大以延伸超過每一模板托盤10之側壁14。當兩個模板構件10並排定位時，各自的延伸加強材20變得交錯或至少部分重疊，使得引入該對模 板10的混凝土圍繞來自各者的交錯加強材20凝固，藉此將每一加強材20整合至第一模組1及後續模組兩者中。替代地，額外重疊棒75可插入鄰近加強材20之間以互連鄰近甲板32之縱絲35，參見圖32及圖32A。重疊棒75可經焊接或使用黏合劑與甲板32嚙合。然而，重疊棒75可經定位且不與甲板32嚙合，使得混凝土或水泥至模板10中之增添將在重疊棒75與加強材20之間產生結構黏結。重疊棒75通常由鋼或替代性適合強力材料製成。重疊棒75可具有20-60mm之直徑，所需要的量規為將要構造的橋之大小及跨度之結果。重疊棒75不限於圓形橫截面，且可為扁圓的或正方形；然而，標準大小之圓形棒為可更廣泛利用的。

二次支撐件

以上所描述之桁架42之變化經受顯著負載。完全加強材20單獨可例如稱重高達2600kg。當上加強材30及下加強材40藉由焊接或黏合劑組合時，桁架42及甲板必須經得起該等桁架及甲板上的負載。二次支撐件可合併至加強材20中以抵抗此等負載且在附接至模板10之前抵抗扭轉及彎曲。

圖27及圖27A中所例示的是若干二次支撐件。縱向構件44已經複製以提供上加強材44a及下加強材44b。此外，下縱向構件44b已提供於U形組態中，例示為具有鑲齒或鉤狀末端72a的縱向構件72。構件72具有一對相對鉤狀末端72a及複製的平行縱向鋼軌72b，該複製的平行縱向鋼軌延伸桁架42之整個長度。構件72之鉤狀末端72a向上轉彎90 度以形成鉤。鉤狀末端72a經焊接至中間構件46、縱向鋼軌55及中心拉條樑76中。構件72之此組態提供橫穿桁架42之撓曲的額外抗剪加強材。具有鉤狀末端72a的構件72在經受彎曲負載時進一步提供模板10之偏轉之減少。

桁架42之中間構件46接合至中心拉條樑76，該中心拉條樑延伸桁架42之長度且在兩個構件交叉的每一點處連接至中間構件46。

側向捆綁加強材78圍繞桁架42纏繞，從而限制框架41在負載下彼此分開。此等捆綁78處桁架42周邊，且沿桁架42之長度以隔開間隔重複。

多個支腳73以規則間隔自構件72之縱向鋼軌72b延伸。如圖27A中所例示，每一支腳73提供用於至模板10之凹槽72內之溝道17之連接的底腳74。此等支腳及底腳在混凝土7之引入之前提供回至模板10中的額外負載路徑。支腳73可在模板10之末端區域中接近在一起地隔開，且沿桁架42之中心長度相隔較遠地隔開。支腳可使用黏合劑或螺栓連接焊接至附接之構件72。

構件72具有相較於捆綁78及中心拉條樑76之橫截面的較大橫截面。構件72直徑在30-50mm之間。相反，捆綁78及中心拉條樑76直徑在10-20mm之間。設想在於，此等二次支撐件由鋼或類似高拉力材料製成。

圖28例示合併至下加強材之末端部分48中的進一步二次支撐件。類似於縱向捆綁78的側向捆綁79經引入以支撐下加強材40之末端部分48，從而產生末端桁架43。 捆綁79包繞多個縱絲35，該等多個縱絲以間隔延伸穿過加強材20之厚度，從而有效地跨越上加強材30及下加強材40。捆綁亦跨於加強材環繞多個縱絲35將寬度及深度給予末端桁架43。正如縱向捆綁78，側向捆綁可接合至縱絲為交叉點。以此方式，側向捆綁79產生且末端桁架43且抵抗縱絲35在負載下分開。

圖28A例示末端桁架43之側視圖以及可經由捆綁79看見的縱絲35及橫絲34之交織。圖28B為沿圖28A之線X-X截取的截面，其列示捆綁79之U形。在捆綁79之此實施例中，末端桁架43並未完全由捆綁79包圍。捆綁79為具有兩個相對末端79a的U形，該等兩個相對末端與捆綁79之平面成直角地延伸。此等末端70a將與末端桁架43之縱絲35對準以促進黏結或焊接至該等末端桁架。

圖29合併圖27至圖28之所有特徵，例示加強材20之拐角，該加強材包含上組件30及下組件40。在此實施例中，不存在提供於末端桁架43上的底腳；然而，對於額外支撐及與模板10的增添嚙合，支腳73及底腳74可經提供於與捆綁79嚙合的末端桁架43上。應進一步注意，兩層橫絲34提供於上加強材30中，該上加強材亦藉由焊接或替代性黏結手段與捆綁79嚙合。

取決於製造與安裝之間的距離，裝運組件以構造橋100之成本可包含顯著的財務支出。考慮到此點，在一些實施例中，桁架42”經設計來經扁平裝配以用於運輸。

圖9例示間隔件50，該間隔件在懸吊於多個縱向 構件44之間時形成桁架42”，圖12中所例示。

間隔件50由薄板材料製造，該薄板材料具有充分的強度以支撐必要的負載要求，且為適合地彈性的以被形成，例如鋼。

間隔件50一旦形成即為實質上平面的，且包括穿過該間隔件的多個減重孔59。孔59幫助降低不必要的材料質量，且藉此改良間隔件50之材料利用。孔59亦促進混凝土圍繞加工桁架42”之材料流動，從而減少加工模組1包括於固化混凝土7中之發生。

間隔件50包括用於接收且維持縱向構件44的多個托架。多個近側托架54安置在間隔件50之每一拐角處。每一近側托架54為U形的，且將間隔件垂直地嚙合至每一縱向構件44。

間隔件50進一步包括多個遠側托架52。每一遠側托架52在正面視圖中為T形的，且自間隔件50之三個側面向外延伸。遠側托架52之T型棒橫截面為U形的，以用於將拉條構件60或其他合作結構接收在模板構件10內。遠側托架52可經組配來與模板構件10內的溝道17嚙合。替代地，遠側托架52可與與間隔件50一起在平面中延伸的拉條構件60嚙合。

圖10以透視圖例示間隔件50。間隔件50之內周邊56及外周邊57經裝凸緣以為實質上平面的間隔件50提供額外勁度。設想在於，設想在於，間隔件50’可與拉條60’整體地壓製或製造，以用於與縱向構件44嚙合，如圖10A中所例 示。拉條60亦可經形成為獨立構件，如圖11A中所例示。

間隔件50可進一步提供內部連接器65，圖11中所例示。此等連接器65可用來支撐額外縱向構件44。連接器65亦可用來在插入模板構件10之前將拉張構件或拉張纜索附接至桁架42”。

替代地，模板構件10可藉由將絞線纜索附接至基底12及增大纜索中之張力來預加張力，使得基底12變得向上拱起。當加強混凝土7經增添至模板構件10時，混凝土7之額外重量抵抗基底12之拱起，藉此使基底12挺直且在該過程中亦對模板構件10預加張力。

拉條構件60係壓製例如鋼的金屬形成。拉條60包括在其每一末端處的凸緣62。凸緣62經組配來與間隔件50之近側托架54合作。凸緣62可經焊接、捲曲、型鍛等，以與間隔件50之近側托架54形成永久連接。

圖12例示使用間隔件50及壓製拉條60構造的桁架42”。因為在拉條60之每一末端處的凸緣62為敞開的，所以拉條60可在一對縱向構件44之間滑動至適當位置。拉條60定向在縱向構件44之間且旋轉以使相對末端凸緣62分別與縱向構件44中每一個嚙合。此拉張拉條60且將拉條60保持在桁架42”內的適當位置，而不需要將拉條60焊接至桁架42”中。

拉條60亦可具備孔或螺紋孔(未例示)，從而促進與縱向構件44或間隔件50的螺栓連接。

作為焊接之替代方案，間隔件50可黏合地嚙合至 縱向構件44。每一托架54提供彎曲的平滑內表面54a，黏合劑或環氧樹脂可施加於該彎曲的平滑內表面以用於將縱向構件44維持至該彎曲的平滑內表面。

替代焊接或黏合劑地，拉條60或間隔件50可經定尺寸以用於與縱向構件44干涉配合，使得構件44與間隔件60之托架54或每一拉條60之凸緣62對準，且經推進至彼此鎖定連接。

在自高頻橋消除焊接中獲得效益，因此用來形成桁架42”的壓製間隔件50自其扁平裝配運輸組態提供效能效益以及成本節約。

置放在加強材20與模板構件10之間的耐綸索環(未例示)將允許桁架42”之容易安裝且進一步提供障礙以抵抗腐蝕。遠側托架52可由不銹鋼製成，或以抗腐蝕樹脂塗佈。

間隔件50之優點將消除焊接以減少可能的疲乏。消除間隔件及拉條之焊接亦加速組裝過程。

輾軋形成的桁架

圖22及圖22A例示與類似框架141分組為桁架以形成加強材之下部分的框架141之又一實施例。框架141包含例示為中心網146的中間構件，該中心網由兩個末端凸緣149形成邊界。中心網146為相較於末端凸緣146之厚度的較小厚度，且由其他在結構上適合的材料衝壓或形成。末端凸緣149可具有正方形或圓形橫截面，且可與中心網146整體地形成或在二次操作中接合至中心網146。此模組化格式 允許不同厚度及尺寸之中心網146將被附接至標準末端凸緣149，因此允許預定長度之框架141將被形成。

圖22A例示具有圓形末端凸緣149之框架141的截面。末端凸緣149之相對大小未根據中心網146之厚度按比例繪製，且僅表示所涵蓋的橫截面。

圖23及圖23A例示框架241之又一實施例，其中中心網246經單獨地製造以與標準預排序縱向構件244嚙合。正如先前實施例，中心網246可經輾軋形成或衝壓，從而允許材料利用將為有效的，即亦精確地且僅在需要的情況下置放。輾軋形成的或衝壓中心網246可以連續長度製造且經切割至預定大小。此外，連續中心網246可以標準尺寸及量規製造，從而允許框架241之差異深度將被製造以用於不同強度的模組1。中心網246與縱向構件244之間的連接可被進行以致產生框架241以用於裝運，或可作為扁平封裝運送，用於在二次位置組裝。

縱向構件244可在連續過程中遠離貨車背部製造，如溝槽。

中心網246亦設想係由具有合併為圓形棒或扁平板的加強材的蜂巢狀結構形成。

圖23A例示框架241之橫截面，其C形末端凸緣249形成於中心網246之相對結束中。C形末端凸緣249經定大小以安放且/或嚙合標準鋼筋或替代性縱向構件244。末端凸緣249可焊接至中心網246或以黏合劑或其他可凝固材料接合。

縮緣式模板

圖33例示在模板10內處於適當位置的加強材20，使得加強材自模板10之頂部突出。此關係較好地例示於圖33A中，該圖為來自圖33的放大視圖。模板10在圖33A中以隱藏線展示，以清楚地例示加強材20在模板10內之位置。因而，桁架42之底腳74可見為與凹槽82內之溝道17互連。將凹槽82之兩個相對側綁在一起的額外橫拉條(亦例示於圖31A中)經展示。橫拉條77由直徑為近似10-30mm且在任一末端處具有底腳74的鋼棒製成。此允許橫拉條77滑動至凹槽82之側壁89上的一對對準溝道17中。

圖33及圖33A之模板10意欲經封蓋，使得一旦處於適當位置，邊緣輪廓經引入至模組。此允許不同的加工將在澆注頂甲板之水泥或混凝土時達成。

甲板封蓋

為簡化混凝土置放至所定位模板10中，使用滑動整平板(未例示)，該滑動整平板在模板10之外側形式之間延伸，以以澆注甲板時導引混凝土覆蓋且將混凝土覆蓋限制於預定厚度。模板10之外側形式可經製造以提供導引且藉此產生至道路表面的所需要的拱起，且進一步提供溝或印痕以黏合道路表面或允許較好地扣緊至表面。

設想可提供平坦模組1、緣石模組或一系列結構安全障礙的多個不同封蓋93。圖37至圖37C例示若干不同形式。圖37例示整合至模組1之邊緣區域中的高強度障礙。圖37A例示沿模組1縱向延伸的低緣石形式。圖37B例示安全 障礙，諸如導引軌道障礙或類似者。圖37C例示平坦邊緣模組1，該平坦邊緣模組可單獨或與以並排組態佈置的類似模組1組合使用。

圍繞結構模板形成封蓋93之不同形狀，該結構模板包含一系列壁支撐件90及壁拉條92，例示於圖30B中。圖30B之壁支撐件90由輾軋成敞開環路形式的鋼棒形成，參見圖30A。該等多個壁支撐件90以沿多個壁拉條的規則間隔沿多個壁拉條90隔開。封蓋93之壁支撐件90及壁拉條92隨後與加強材20之桁架41整合，如圖30中所例示。圖30例示緣石形式；然而，較淺壁支撐件90可用來提供跨於模組1之甲板的水平暗光漆面。替代地，隆起壁支撐件90可用來為模組1提供高得多的結構障礙封蓋。

壁支撐件90及所附接拉條92與上加強材30之縱絲35對準，且跨於加強材20側向地延伸超過桁架41。如圖31中所例示，護板94附接至模板10之外凸緣83a。如圖31及圖31A中所例示的護板94提供至模板10的延伸部，該護板包裹壁支撐件90，使得當混凝土經引入至模板10時，與模組1整體地形成加工封蓋93。護板94可進一步提供孔徑作為用於水平支柱96之導件，該水平支柱充當栓系至加工模組1之邊緣中的座架。水平支柱96與加強材20嚙合，且當混凝土在模板10中固化時變得包裹在模組1內。水平支柱96隨後提供用於額外障礙或至模組1之連接的座架。在混凝土經引入之前，當升舉及定位模組1時，亦可使用嚙合至加強材20時的嵌入支柱96。

上加強材30與模板10之間的額外連接藉由板栓系件88提供，例示於圖31A中。栓系件88經由縱絲35及/或橫絲34安設至上甲板。栓系件88可經焊接或黏結至甲板且在該栓系件之自由末端處具有底腳74’。底腳74’可焊接或黏結至模板10之加勁板86，以在混凝土經引入之前另外加強模板10。此提供額外勁度且在模板10之運輸期間減少彎曲。

全模組1之分解視圖例示於圖41中，該模組具有在一側上呈緣石形式之封蓋93及在模組1之相對側上平坦水平甲板32。分解視圖例示多個栓系件88、十字拉條77及護板94。

預形成加強材構件

圖13至圖19例示原型比例模型橋100(全大小：6公尺跨度)以有助於開發。比例模型用來證實用於在裝運容器中運輸的嵌套組態中的模組1’，例示於圖18中。部分組裝的橋100進一步例示於圖19中，該部分組裝的橋使用模組1’之比例模型之組件。

特定而言，圖13至圖15例示組成例於圖16中的加強材20’的單獨組件。

圖13為框架41’之比例模型的照片。框架41’包含多個縱向構件44’及中間構件46’，該中間構件以正弦波形往返地橫越縱向構件44’。頂部兩個縱向構件44’與兩個甲板32對準，且替換甲板32之框架41之中間構件46(如在較早實施例中所描述)。

多個框架41’可經分組以形成桁架42'''。加強材20’包含兩個桁架42'''，該等兩個桁架延伸模組1’之跨度。

圖14例示藉由將多個橫絲34焊接至多個縱絲35形成的末端桁架43。加強材20’包含兩個末端桁架43，該等兩個末端桁架跨於模組1’之寬度延伸。加強材20’經設計，使得橫絲34向上延伸至甲板32’中，從而為加強材20’提供結構支撐。末端桁架43之末端處的橫絲34’具有足夠長度以伸出側面，此允許橫絲34將插入桁架42”中。

圖15例示藉由將多個橫絲34焊接至多個縱絲35形成的甲板32’。加強材20’包含兩個甲板32’，該等兩個甲板跨於模組1’之寬度且沿模組1’之跨度延伸。

甲板32’為橫絲34及縱絲35提供在甲板面中向外延伸的自由末端。此等自由末端可插入加強材20’之下部分40’之桁架42'''及末端桁架43中。

桁架42'''、末端桁架43及甲板32’組合來形成加強材20’，該加強材插入模板構件10’中。加強材20’之下部分40’為矩形的，且圍繞模板構件10’之周邊完全延伸，此例示於圖17A至圖17C中。

模板構件10’係自薄片鋼製造，且經定尺寸以符合加強材20’。模板構件10’包括上部分11’及基底12’。桁架42'''向下延伸至模板構件10’之基底12’中，且著陸部分18’安放在加強材20’內，使得加強材20’之下部分40’完全包圍著陸部分18’。

模板構件10’包括例示為側面凸緣6的兩個嚙合 構件。此等凸緣6用來將模組1’與後續模組或與用於支撐橋100的固定結構嚙合。凸緣6自模板構件10’向外延伸，從而界定肩部26’，模組1’之重量支撐在該肩部上。每一凸緣6為實質上水平的，以與後續模組1’之凸緣重疊。凸緣6可經構造以與另一模組(未例示)之凸緣交錯或互鎖。

末端壁16’自基底12’向上延伸且上升超過凸緣6。末端壁16’延伸超過凸緣6的距離大於甲板32之深度，使得加強材20’可完全包裹在混凝土中且不暴露於加工模組1’中之元件。若加強材20’暴露或過於接近於混凝土7之外表面，則加強材20’(若基於鐵的)將開始腐蝕且使模組1’之結構剛度及效能退化。

加強材20’插入模板構件10’中，如圖18中所例示。在加強材20’及模板構件10’將同時運輸的情況下，組件嵌套能力為有利的。模組1’之尺寸使得三個模組1’及錨構件2可經包裝至裝運容器中。此促進模組1’在大距離上之運輸。加強材20’受裝運容器及模板構件10’兩者保護。此外，用於運輸裝運容器之可利用的資源(藉由海路或藉由陸路)可容易地應用於模組1’之運輸。

將模組1’包裝至容器部促進模組1’之運輸及處置，從而導致顯著的運輸成本節約且允許模組1’到達全球。

四個加強材柱4圍繞模組1’緊固且固定至錨2以用於運輸。模組1’亦可固定至加強材柱4，從而產生適合於裝運、車運等之牢固結構容器產。柱4可自模組1’拆卸，且 在結構上將容器包裝保持在一起。

圖19例示圖18之佈局在重疊的隔開組態中以準備接收可澆注混凝土混和料的模組1’及錨2，該可澆注混凝土混和料將同時跨於所有三個模組凝固。加強材20’僅在模組1’之一中為完整的，並且單個甲板32定位於剩餘兩個模組1’中以表示本發明之工作。在模組1’達到構造位置之後，模組1’經操縱至其預定位置中，此時可安裝鋼軌67或涵洞側模區段(未例示)。模組1’隨後準備接收濕混凝土混合料。

設想在於，單獨形式的框架41、41’、141及241中每一個可以套件形式銷售，以在製造後在二次位置提供總成。此為框架至加強材20將被構造的位置之裝運及運輸提供靈活性及包裝優點。

模組嵌套

模組1經設計以有效地嵌套。如圖34中所例示的四個模組可經組配來嵌套在標準ISO裝運容器之尺寸內。加強材柱4用來約束模組1且亦在運輸期間在結構上加勁嵌套模組1。此等加強材柱4可在使用之返回且再使用於後續模組運輸。圖34A為圖34之容器的詳細端視圖，其中加強材20覆蓋於虛線中。可看出，上加強材30支撐上方模板10。下加強材40與凹槽82之溝道17結合負載至下方鄰近模組1之上加強材中。此嵌套提供有效率包裝且進一步負載模組1以便在運輸期間最小化不必要的損壞。不存在對混凝土之損壞之危險，因為此混凝土僅在一旦模板10及加強材20定位於現場時經引入模組1中。

使用預形成模組的橋構造方法

根據本發明之加強模組化橋之一實施例包含多個模組1，每一模組1以重疊佈置與後續模組1’嚙合，使得每一模組1跨越橋之寬度之一部分，其中該等多個模組1中每一個經組配來將加強材構件20支撐在該模組中以用於接收可凝固材料，例示於圖20及圖20A中。

橋100包含多個模組1。模組1中每一個之第一末端藉由橋100之末端處的剛性基礎97支撐。每一模組1之相對末端藉由橋墩22支撐，且經置放成鄰近後續多個模組1’以繼續延伸橋100。

橋100跨可在中心(或需要的地方)經支撐，以便減少所需要的加強材20之大小。

模板構件10可分階段地充滿混凝土7。例如，加強材20可插入模板構件10中，且混凝土7僅澆注至空腔3中，亦即多達但不包括鄰近於甲板32的上部分11。以此方式，加強材20可緊固於適當位置而在尚未處於最終安裝位置時不全重負載模組1。此進一步允許甲板32將在後續模組1、1’處於並排位置中時經澆注，以允許橋100之頂部表面將在一次澆注中澆注且跨於該等多個模組1凝固。

橋100可經設計來滿足用於12公尺跨度之T44(44公噸)及T62.5(62.5公噸)負載及用於10公尺跨度之SM1600之要求。此等要求得自如Australian Bridge Design Standard AS 5100中闡述的特定負載狀況。

存在用以在構造橋100時支撐模組1的各種方式， 例如：(i)使用起重機來支撐模組1之重量；(ii)安裝由跨之每一末端處的加強材20支撐的暫時支撐桁架69，該暫時支撐桁架可沿模組1以間隔連接以支撐橋100；(iii)在橋100之跨度中間設置柱子或橋墩22及連接高抗拉纜索(未例示)，該高抗拉纜索藉由未凝固混凝土之重量置於拉張狀態中。一旦混凝土7已凝固，高拉力纜索以楔入及約束構件固定於適當位置，該楔入及約束構件用來產生增加加工混凝土模組1之強度的後拉方法。此方法亦將混凝土7置放於處於壓縮中的模組1內；以及(iv)合併鋼軌67作為永久加強構件，及將該鋼軌直接連接至預形成橋支撐桁架69。鋼軌67之總深度產生高水平之支撐強度。

當開發預形成橋100時，重要的是支撐未凝固混凝土7。

外部支撐橋100允許模組1之所需要的內部加強材20之減少及模板構件10之材料之減少。此促進每一模組1中之進一步質量節約及成本減少。一此外部支撐件藉由暫時或永久支撐桁架69、起重機等自上方支撐橋100。具有此支撐機構降低對在橋下方支撐，以及需要來支撐每一模組1的加強材20之量之可能減少，及該模組中之濕混凝土7之需要。

參考圖21A至圖21D，描述橋100構造方法，其中 模組1之安裝涉及可移動支撐桁架69之使用。第一，橋台嵌板98安裝知橋位置處且定位在地面高度上。橋台嵌板或托盤98包含無基底12的周邊障礙19，使得混凝土7可向下充滿至地面水平，但混凝土藉由托盤98維持。加強材棒經置放在此等兩個區段之間，使得混凝土7可首先澆注至底腳，該底腳連接至模組1之剩餘部分。當混凝土7變硬時，當部分懸臂支撐的模組1含有未凝固混凝土7時，固體塊幫助錨定且支撐其餘的該部分懸臂支撐的模組。第二，使用支撐桁架69置放橋甲板嵌板32。模組1隨後可在鋼軌67上滑動至適當位置，且桁架69連接至模組1之一末端上的錨定結構，而模組1之相對末端由纜索99支撐。模組1隨後下降至橋墩22上，充滿混凝土7，且桁架69經移動至後續模組1’，其中重複整個過程。

支撐桁架69可進一步合併覆蓋層(未例示)以保護固化混凝土7及工人免受雨及其他環境因素。

單跨橋構造

單跨橋100可快速地且容易地構造。此過程例示於圖35至圖35C中。橋100之位置經建立，且基礎或橋台98在跨之任一末端上置放於適當位置。

在一些實施例中，支承可使用於橋台中一者或兩者中，模組1將靜置在該等支承上。然而，此等支承可變得暴露且在橋100之壽命期間導致維護區域及成本。因為混凝土將在模板10經定位之後合併至該模板中，所以當形成模組1時，橋台及支承空腔可充滿混凝土。以此方式，橋100 之支承中一者或兩者可定位於模組1下方且隨後充滿混凝土。此在橋100之壽命期間減少支承之暴露。在一些實施例中，可能完成除掉支承之一，藉此進一步降低用於橋100之構造及維護成本。

甲板32可連續地澆注至橋台98中，從而給予至地面的極堅固連接，此允許制動慣性之更有效抵抗。

一旦處於適當位置，任何封蓋特徵可經增添至模板10及加強材20以形成障礙101。

混凝土7隨後經增添至模板10以蓋住加強材20且將加強材完全包裹在混凝土7內。當混凝土7固化時，加強材20及模板10變得與混凝土整合以形成加工模組1(參見圖35C)。

單跨橋100可以並排佈置中的多個模組1構造以增加橋100之寬度。圖36、圖36A及圖36B例示一些實例。圖36B進一步合併延伸嵌板95。延伸嵌板95為允許甲板32將增加以滿足橋100之寬度要求的填充窗格之形式。此將進一步尺寸靈活性給予模組1之整體尺寸。

橋100具有高抗震性，因為甲板32為單個混凝土塊，且包括在結構上連接的鋼加強材20。

橋100需要相較於預鑄橋的較少檢查，因為甲板32以單個塊澆注。此消除可為結構損壞之開始點的連接點及接頭。

橋100可經設計以滿足對100多年的壽命之工程要求。安裝可利用局部承包商，對在橋100下工作具有最小 需求，因此改良構造過程之安全。

在適合應用要求的選擇性設計的情況下，諸如障礙及緣石的封蓋可整體地合併至模組1中。此等封蓋可在現場安裝之前安裝以給予額外安全鋼軌，且現場連接至甲板。

欄桿可取決於構造法規及現場風險評估而單獨地銷售。

橋台

橋台98經組配來適應將構造橋100的位置。在一實施例中，橋台98為翼狀的，如圖42及圖42A中所例示。圖42例示並排佈置的一對模組1、1’。模組1、1’由橋台98支撐，該橋台在其相對末端處具有翼壁103。自俯視圖，此為橋100提供實質上X形覆蓋區。

橋台98及翼壁103可在單個混凝土澆注中形成。如圖42A中所例示，一系列加強框架41分層堆放以構造及橋台加強材105。橋台加強材105隨後包裹於混凝土中以形成橋台98及整合翼壁103。橋台及翼壁定位於一系列支撐柱子102上，來以預定高度為模組1、1’提供支撐系統。

圖43及圖43A例示來自橋台加強材105的加強材框架41。框架41以與加強材20之框架41類似的方式組配。然而，圖43之橋台98及翼壁103需要有角框架41。圖43A以圖43之框架41之放大視圖例示一對平行縱向構件44。該對縱向構件44藉由一對中間構件46及46’接合。兩者中間構件跨於該對縱向構件44曲折前進且在接觸的地方連接。構件 44、46及46’可經焊接或黏結來在期間形成剛性連接。中間構件46經組配來提供橋台98內及翼壁103內的加強材，且因而穿過一角度行進以在加強材105之橋台與翼壁部分之間延伸。中間構件46’定位於框架41之末端處且終止於彎曲末端部分46a中，該彎曲末端部分以直角橫跨縱向構件44且轉回至自身上。以此方式，縱向構件44之末端部分並不藉由中間構件46’彼此約束。構件44、46、46’之構造將為相較於本文關於桁架42之框架41描述的該等材料及量規所設想的類似材料及量規。

橋台98之中心部分104隆起，以為橋台98提供有角表面98a。當鄰近模組1及1’以並排佈局佈置於橋台98上時，模組1、1’稍微傾斜以為橋100提供拱起。拱起在使用中促進來自橋100的水逕流及整個排水。橋100之拱起在圖44A中更顯著地看出，在圖44A中未例示橋台98及翼壁103。圖44A進一步在方框B及方框C中例示兩個替代性障礙101。障礙101經由一系列壁支撐件90及水平座架96與加強材20互連(如本文所描述)。

圖44A之方框A例示兩個鄰近模組1、1’之間的拱角。此截面在圖45中放大，穿過兩個鄰近模組之凹槽82、82’截取的截面，其中強調十字拉條77、77’之間的偏移角。當橋台98及翼壁103直立時，設定所要的拱角。

圖46為圖44A之方框B的放大視圖，且再次在截面圖中例示模組1之最外部分處的拱起。障礙101為高速安全障礙，且安設至封蓋之水平座架96。座架96伸出模組1以 與障礙101之連接器106會合。座架96亦向下延伸至模組1中以與封蓋94內之壁支撐件90及桁架42之縱向構件44嚙合。

高層

如以上所描述，本發明之結構包括由模組1形成的高層建築物。

例如，多個模組1可經堆疊且並排佈置，如圖38、圖38A、圖29及圖40中所例示。

混凝土7未增添至模板10及加強材20，直至模組1之每一層處於適當位置為止。柱4經組配為中空的且一旦處於適當位置，混凝土7可向下澆注至對準的柱4中。此允許混凝土7至支撐柱中每一個之連續澆注以改良加工建築物110之結構完整性。

「標準裝運容器」一詞在本文中理解為涉及典型國際標準組織(ISO)標準大小的金屬裝運容器，該等ISO標準大小的金屬裝運容器之尺寸以下在表1中予以闡述。

橋100為標準化的、預工程設計的及預檢定的，且因而可在工地外大量生產。橋隨後可在裝運容器內在全世界運輸，且儲存在倉庫中以用於迅速佈署以維持有效構造時間線及用於緊急事件。產品經設計以使用諸如輕型起重機及可容易利用的混凝土(N40強度)的本地可利用的資源。橋100進一步提供許多結構優點及後勤優點。

橋甲板32已經工程設計以滿足AS5100標準，且適合於用於12公尺跨度之T44及T62.5B雙重要求以及用於10公尺跨度之SM1600要求。

在工廠中製造橋100之標準化組件促進使用模組化技術的大量生產，從而導致高水平之品質控制，降低之組裝成本，改良之工作場所安全及預檢定工程設計之組件之能力。

模板10及加強材20經設計以在需要的情況下以裝運容器之格式堆疊且運輸，從而使運輸及儲存較容易且更成本有效。

因為堆疊式模板10及加強材20在運輸期間不含有混凝土，所以該堆疊式模板及加強材在與標準預鑄混凝土嵌板相比時為輕的且相對容易操縱。模板10及加強材20之組合重量為~3400kg。等效預鑄混凝土嵌板稱重為 ~26000kg。此重量節約簡化分佈及安裝要求以及相關聯成本，因為所有需要的移動機械(側載機容器貨車等)為可更容易利用於處置較輕負載。例如，用於雙車道單跨橋100之模板10及加強材20可在單個貨車運輸。

堆疊式模板10及加強材20可在需要時佈署，且經有效地儲存直至佈署日為止。

用於橋100之混凝土在單個澆注中增添，從而產生一同質板塊且消除跨於橋100之長度及/或寬度的縱向接頭。此具有主要結構優點且增加對橋耐久性及壽命之信心。例如，此消除縱向接頭，尤其在以濕混凝土填充預鑄嵌板之間的間隙時發生的不希望的『乾接頭』；且混凝土之單個大塊可較好地抵抗制動慣性，此對於大運貨卡車尤其重要。

以此方式，橋100構造維持預鑄構造之許多益處，該預鑄構造具有場外製造、標準化、品質控制及時間節約之額外優點，同時降低預鑄構造方法固有的運輸及成本限制。該橋構造亦消除混凝土在運輸期間破碎裂縫之可能性，此對於預鑄嵌板為嚴重的風險。

模組1使用預檢定設計，從而降低對現場工程師之需要。另外，所需要的現場技術人員之減少使得較容易在當地尋求所需要的勞工來源。此橋構造方法對於運輸預鑄板塊並非可行的或經濟的選擇且存在用於現場構造之有限技術資源的邊遠地區(諸如礦廠)尤其具有吸引力。

標準化減少設計複製，且在將模組應用於各種不 同應用時提供靈活性及變通性。

當與預鑄構造技術相比時，因現場混凝土置放/加工遭受的任何額外成本可由來自嵌板之安裝的成本節約抵消，因為系統不需要重升舉總成及填充或接結混凝土區段。此提供進一步優點，因為在橋上需要較少長期維護。

因為我們的橋系統為完全模組化的，所以該橋系統可針對各種設計要求以許多不同格式組裝。該橋系統可經穿入集裝箱用於長距離運輸；用於不同障礙強度及目的之不同側面附接；以及取決於橋之寬度，使用不同的若干嵌板及/或填充區段。

熟習此項技術者將瞭解，在不脫離以下申請專利範圍之範疇的情況下，可對以上描述之實施例做出許多變化及修改。因此，本實施例在各方面應被視為例示性而非限制性的。

除非另有定義，否則本文所使用的所有技術及科學術語具有與本發明所屬領域中的一般技術者通常所理解的相同的意義。儘管在本發明之實踐或測試中亦可使用與本文所描述之該等方法及材料類似或等效的任何方法及材料，但本文描述有限數目的示範性方法及材料。

將理解，若任何先前技術公開案在本文中被提及，則此參考在澳大利亞或任何其他國家不構成該公開案形成此項技術中之共用常識之一部分的許可。

在以下申請專利範圍中且在本發明之先前描述中，除非在上下文需要的情況下，否則由於表達語言或必 要含意，在包括性意義上使用字「包含(comprise)」或諸如「包含(comprises)」或「包含(comprising)」的變化，亦即，在發明之各種實施例中用以指定所述特徵之存在但不排除進一步特徵之存在或增添。

1:模組

10:模板構件/模板

14:側壁

16:末端壁

20:加強材構件/加強材/加強材網格

Claims (18)

1. 一種用於結構之構造模組，該構造模組包含：一外模板構件，其經組配成一模板托盤，該模板托盤包含一基底、自該基底向上延伸的一對側壁，及一對末端壁，其中該基底、該等側壁及該等末端壁界定用於加強材及混凝土之一空腔，該模板托盤包含一上部分和一下部分，該上部分具有比該下部分的一截面面積更大之一截面面積；以及一加強材構件，其包括經形成以延伸跨於該模板托盤之一上部分之寬度且沿著該上部分之長度延伸的一上部分，及經形成以至少實質上沿著該模板托盤之一下部分之長度延伸的一下部分，特徵在於，當該加強材構件經定位於該空腔中且混凝土充滿該空腔時，該加強材構件之該下部分及該混凝土界定一細長樑。
2. 如請求項1之構造模組，其中該模板托盤的該下部分包含至少兩個間隔開的細長空腔，以及當該加強構件經定位於該空腔中時，該加強構件的該下部分及該混凝土界定至少兩個細長樑。
3. 如請求項1之構造模組，其中多個細長樑跨越該模組之長度，該等多個樑的每一個藉由一著陸部分分開。
4. 如請求項1之構造模組，其中該模板托盤和該加強材係獨立於被引入該空腔的該混凝土而彼此嚙合。
5. 如請求項1之構造模組，其中該加強材構件之該下部分進一步包括一末端部分，使得當該加強材構件經定位於該模板托盤的該下部分中且混凝土充滿該空腔時，該加強材構件之該下部分及該混凝土界定相對於該細長樑垂直地定向的一橫樑。
6. 如請求項1之構造模組，其中該加強材構件之該下部分圍繞該模板托盤的該下部分之該空腔之一周邊延伸。
7. 如請求項1之構造模組，其中該模板托盤之該基底之一區段自該基底向上突出且在該空腔內界定一著陸部分。
8. 如請求項7之構造模組，其中該加強材構件之該下部分包含多個桁架。
9. 如請求項1之構造模組，其中該加強材構件之該下部分及該加強材構件之該上部分係整體地形成。
10. 如請求項1之構造模組，其中該加強材構件經組配來符合該模板托盤之該空腔。
11. 如請求項1之構造模組，其中該模板構件或該加強材構件中任一者可拉張，使得該模組受預加張力。
12. 一種包括構造模組之結構，該結構係以請求項1至11中任一項中界定的該構造模組作為該結構之部分。
13. 如請求項12之結構，該結構為一橋，其中該構造模組形成該橋之一跨距。
14. 如請求項12之結構，該結構為一單層或多層建築物，其中該構造模組形成該建築物之一地板或一基礎之至少 部分。
15. 一種加強模組化橋，其包含多個構造模組，其中每一模組包含一外模板托盤及一加強材構件，該加強材構件經定位於藉由該模板托盤界定的一空腔中，每個模板托盤包含一上部分和一下部分，該上部分具有比該下部分的一截面面積更大之一截面面積，其中每一模組以並排重疊佈置的方式而與一後續模組嚙合，使得每一模組跨越該橋之一寬度之一部分及該橋之一長度之一部分，且混凝土充滿至少部份地覆蓋該等加強材構件的該等空腔，,使得每個模組的該加強件構件的一部分與該混凝土界定一細長樑。
16. 一種加強橋，其包含一構造模組，該構造模組包含經組配成一模板托盤之一外模板構件以及經定位於由該模板托盤所界定的一空腔中之一加強材構件，特徵在於，該模板托盤包含一上部分和一下部分，該上部分具有比該下部分的一截面面積更大之一截面面積，使得該模組跨越該橋的一寬度和該橋的一長度，以及混凝土充滿至少部份地覆蓋該等加強材構件的該空腔，使得該模組的該加強件構件的一部分與該混凝土界定一細長樑。
17. 一種使用至少一構造模組建構混凝土加強橋之方法，該方法包含以下步驟：(i)將經組配成一第一模組之一模板托盤之一外模板構件支撐於一預定位置中；(ii)在步驟(i)之前或之後將一加強材構件定位於 該模板托盤之一空腔內，特徵在於，該模板托盤包含一上部分和一下部分，該上部分具有比該下部分的一截面面積更大之一截面面積；以及(iii)將一混凝土混合料引入該空腔中以至少部分覆蓋該加強材構件，使得該加強材構件的一部分和該混凝土界定一細長樑。
18. 如請求項17之方法，其包括重複步驟(i)及(ii)且將相繼的構造模組之多個模板托盤定位在互鎖嚙合中，及在步驟(i)之前或之後，將加強材構件定位於每個模板托盤之該空腔內，及重複將一混凝土混合料引入該等模板托盤的每一者之該等空腔中的步驟(iii)。

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