[發明專利]節段式模塊化快速組拼橋

有效

• 申請號: 201210156026.6
• 申請日: 2012-05-19
• 公開（公告）號: CN103422423A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張勁泉;李健;廖軍;潘寶林;王辰杰
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所;北京公科固橋技術有限公司
• 主分類號: E01D15/133
• 分類號: E01D15/133
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種快速組拼橋，特別是涉及一種節段式模塊化快速組拼橋。?

背景技術

地震作為一種突發性的自然災害，具有發生時間短、波及面廣、造成災害程度嚴重的特點。破壞性地震常常引起橋梁破壞，造成交通中斷，給震后應急救援工作帶來諸多障礙。公路交通是震災應急救援人員和物資運輸的重要通道，是災區的交通生命線。快速搶通因地震而中斷的生命線，是搶險救災工作的重要內容和關鍵環節。在搶通生命線工作中，往往需要采用搭設臨時便橋的方法跨越中斷的橋梁或道路等重大障礙。?

現有臨時便橋以桁架式（貝雷式）臨時鋼橋為主。國內現有的“321”戰備鋼橋和HD200型裝配式公路鋼橋是在英制貝雷梁橋的基礎上研制而成的。20世紀60年代我國仿英國“貝雷橋”研制出了桁架式公路鋼橋，后來廣州軍區工程科研設計所等單位進行了改進，形成了在現在定型的“321”戰備鋼橋，人們通常稱其為“貝雷架”。HD200型裝配式公路鋼橋(簡稱200型鋼橋),是在“321”鋼橋的基礎上,參照英國美貝公司的輕便(compact)200型鋼橋,由中交公路規劃設計院設計和開發的新一代戰備鋼橋。此類桁架式臨時鋼橋雖然具有結構簡單、運輸方便、載重量大等特點，但其架設拼裝費時費力，不便緊急情況下的應急架設，且其自重也較大，不便于輕便運輸?

除桁架式臨時鋼橋外，也有采用型鋼等搭設而成的簡易臨時鋼便橋，如采用臨時鋼管樁或鋼絲石籠等做基礎，工字型鋼梁等作為臨時縱梁和橫梁，鋼板或木板等作為臨時橋面行車系的臨時鋼便橋。簡易臨時鋼便橋雖然取材靈活，但其搭設往往需要很長的時間，不適宜震災應急的緊急需求。?

綜合來看，現有臨時橋梁技術的特點是桿件多而復雜，自重也較大，施工架設費時費力，普遍不適于震后緊急情況下應急搶險的需要。?

隨著現代橋梁結構型式的不斷演化和發展，波紋鋼板以其較好的結構穩定性在鋼結構和鋼-混凝土組合結構中得到了一定的應用。波紋鋼腹板梁的剪力完全由腹板承擔，鋼腹板的破壞是由屈曲強度控制，當波紋較密時，由整體屈曲強度控制；當波紋較疏時，由局部屈曲強度控制；而在屈曲過程中，有可能伴隨著整體屈曲和局部屈曲的合成屈曲。利用ABAQUS的有限元分析進一步驗證了上述結論，并且能夠與相關試驗結果較好地吻合。鋼翼緣波紋鋼腹板梁的抗彎試驗表明，鋼翼緣波紋鋼腹板梁的破壞均是開始?于上翼緣的屈服，最終而導致腹板的屈曲破壞,波紋鋼腹板對抗彎承載力的貢獻可以忽略不計，梁中彎矩和剪力不發生相互作用。對平鋼腹板梁和豎向波紋鋼腹板梁的有限元分析表明，采用豎向波紋形狀的鋼腹板梁，其極限承載力明顯提高，在相同跨徑和相同極限荷載下，采用豎向波紋鋼腹板梁比平鋼腹板梁可減小自重10％左右。因此，在應急橋設計中，采用波紋鋼板結構的可以獲得較高的屈曲穩定性。?

鋼板（或高強鋁合金）夾心板由薄鋼板面層和夾心層粘接而成，面層提供抗彎和抗剪能力，蜂窩狀夾心層起提高結構屈曲穩定性的作用，這種組合避免了鋼板過早的屈曲失穩破壞，使鋼板的強度充分發揮，可以采用更薄的鋼板設計，從而減輕了結構的重量。夾心層形狀可采用蜂窩狀或正弦波形，夾心層材料可采用鋁合金或FRP材料，夾心層與面層的粘結采用高強環氧膠實現。因此，在應急橋設計中，采用鋼板（或高強鋁合金）夾心板結構的可以獲得較高的屈曲穩定性，并可大量減輕結構重量。?

CFRP（碳纖維增強復合材料）作為一種新型結構材料，在結構工程領域得到了廣泛的應用。CFRP材料最突出的優點在于它有很高的比強度，即通常所說的輕質高強。在橋梁結構中，采用CFRP材料替代傳統材料可以大大減輕結構自重，增大承載能力和跨越能力。CFRP板一般為線彈性、脆性材料，受力呈各項異性，在受力復雜的節點連接處構造困難。鋼板為彈塑性材料，受力呈各項同性，在受力復雜的節點連接處構造簡單。用CFRP板和鋼板組合而成的疊層復合材料，可以取長補短，通過組合能夠更好地發揮它們的共同的優勢。同時，借助鋼板的機械連接方法可解決CFRP連接困難的問題，使CFRP的利用更為有效。因此，在應急橋設計中，采用CFRP－鋼板疊層復合材料在提高結構承載能力，增大結構跨度的同時，減輕結構的重量。?

預應力鋼結構是近年來發展起來的一種新型工程結構，在吊掛結構。索網、索膜、索穹頂結構，張弦結構等中均有預應力鋼結構技術的應用。預應力鋼結構，能使鋼材的拉、壓強度同時得到充分利用，還能調節結構的剛度，有效節約鋼材，增加結構穩定性，減少結構變形。因此，在應急橋設計中，采用預應力鋼結構也可以在提高結構承載能力，增大結構跨度的同時，減輕結構的重量。?