裝配式公路鋼橋及桁架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于公路橋梁技術(shù)領(lǐng)域，涉及裝配式公路鋼橋及工程施工臨時(shí)/永久支架。
【背景技術(shù)】
[0002]裝配式公路鋼橋是一種可分解的、能快速架設(shè)的、由預(yù)制金屬構(gòu)件組成的制式橋梁。1938年，英國工程師唐納德?貝雷設(shè)計(jì)出了最早的裝配式鋼橋一一貝雷橋，并被大量用于二戰(zhàn)期間的歐洲及遠(yuǎn)東戰(zhàn)場。戰(zhàn)后世界各國都在該貝雷橋的基礎(chǔ)上結(jié)合本國實(shí)際情況設(shè)計(jì)了類似的裝配式公路鋼橋，并將其改為民用。我國自20世紀(jì)60年代初期研制生產(chǎn)了 321型裝配式公路鋼橋以來，還研制了 HD200型、ZB200型、ZB450型及⑶型等多種型號(hào)的裝配式公路鋼橋。
[0003]321型、HD200型、ZB200型、ZB450型均采用銷接連接，因此僅能作為臨時(shí)性橋梁使用，例如HD200型裝配式公路鋼橋采用矩形桁架單元，由斜桿構(gòu)成兩個(gè)菱形支撐，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且矩形桁架單元間采用銷接連接，是一種臨時(shí)性橋梁結(jié)構(gòu)。321型鋼橋?yàn)閱诬嚨?，最大跨?0米，HD200和ZB200型可做雙車道，最大跨徑只有54.86米。⑶型鋼橋可做雙車道，單車道最大跨徑可達(dá)90米，且節(jié)段間采用了高強(qiáng)螺栓連接，理論上可作為永久橋梁使用。在我國的歷次地震災(zāi)害中，位于寬闊河道的均有跨徑大于60米的橋梁被毀壞，因此無論321型，還是HD200、ZB200型鋼橋的跨越能力均無法滿足需求；ZB450型鋼橋雖然跨徑可達(dá)81米，但架設(shè)安裝需借助機(jī)械設(shè)備，且架設(shè)時(shí)間較長，也不能滿足搶險(xiǎn)救災(zāi)、應(yīng)急搶修的需要。
[0004]綜合對(duì)比跨越能力、架設(shè)速度及施工方法，CD型鋼橋較前四種型號(hào)均有提升，但⑶型鋼橋的橫梁設(shè)置在兩個(gè)桁架單元之間，為實(shí)現(xiàn)安裝需將工字型截面橫梁下翼緣切除，并插入兩桁架單元之間，且橫梁與桁架之間采用螺栓連接，施工難度大，螺栓孔不易對(duì)正，且橫梁置于兩桁架間，桁架傳力路徑不明確，不利于桁架的受力狀況分析，且CD型鋼橋架設(shè)過程中下弦桿容易局部失穩(wěn)，該橋型只是理論上的永久橋梁，其橋面板、橫梁等構(gòu)件仍是按照臨時(shí)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，不能滿足永久橋梁的指標(biāo)要求。
[0005]隨著我國在全球影響力的提高，當(dāng)前正越來越多的參與到各發(fā)展中國家、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施援建、戰(zhàn)后重建、及災(zāi)后恢復(fù)建設(shè)工作中；且全球各地環(huán)境、氣候條件復(fù)雜，對(duì)鋼橋的耐候性要求也較高，因此急需設(shè)計(jì)一種跨越能力強(qiáng)、裝箱運(yùn)輸方便、架設(shè)快速簡便、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、耐候能力強(qiáng)、壽命持久的公路裝配式橋梁。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種既能用于快速應(yīng)急搶險(xiǎn)的臨時(shí)性工程，又能用于正常公路建設(shè)、戰(zhàn)后及災(zāi)后重建的永久性工程，跨越能力較大、耐候能力強(qiáng)的裝配式公路鋼橋。為彌補(bǔ)上述現(xiàn)有橋型的不足，并解決實(shí)際工程中的技術(shù)問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型的裝配式公路鋼橋(命名為HBD60型裝配式鋼橋)及一種桁架結(jié)構(gòu)，并通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007]本實(shí)用新型提供一種裝配式公路鋼橋及桁架。本實(shí)用新型的桁架由桁架單元連接組合構(gòu)成，所述桁架單元為等腰三角形的桁架單元，所述桁架單元具有桁架弦桿、桁架斜桿、桁架豎桿，所述桁架弦桿為等腰三角形的底邊，所述桁架斜桿為等腰三角形的等腰邊，所述桁架豎桿連接等腰三角形的頂點(diǎn)和底邊中點(diǎn)。優(yōu)選的，所述桁架單元的桁架弦桿、桁架斜桿、桁架豎桿用焊接H型鋼焊接而成。
[0008]本實(shí)用新型的裝配式公路鋼橋，包括橫梁以及所述的桁架，所述桁架設(shè)置于橋面的兩側(cè)；所述橫梁架設(shè)于橋面兩側(cè)的桁架單元之間，且所述橫梁設(shè)置于所述桁架單元的桁架豎桿與桁架弦桿的連接位置處。優(yōu)選的，用X形豎向支撐將所述鋼橋的各橫梁的中部連接起來，所述橫梁垂直于所述X形豎向支撐所在的平面。優(yōu)選的，所述鋼橋還包括X形抗風(fēng)拉桿，用于將所述鋼橋的各橫梁連接起來，所述橫梁平行于X形抗風(fēng)拉桿所在的平面。優(yōu)選的，所述鋼橋的兩端設(shè)置有直角三角形的桁架單元，所述直角三角形的桁架單元的桁架弦桿為直角三角形的底邊，桁架斜桿為直角三角形的斜邊，桁架豎桿為直角三角形的豎邊。優(yōu)選的，所述鋼橋的兩端還具有支座，支撐于所述直角三角形的桁架單元的桁架豎桿，或支撐于所述等腰三角形的桁架單元的桁架豎桿，或支撐于所述等腰三角形的桁架單元的桁架弦桿的一端。優(yōu)選的，所述桁架的組裝方式為單排單層桁架、雙排單層桁架、雙排雙層桁架或雙排三層桁架。優(yōu)選的，通過分立的頂部弦桿將所述桁架單元的等腰三角形的頂點(diǎn)連接，從而構(gòu)成單層桁架；或者，通過將所述桁架單元的等腰三角形的頂點(diǎn)相對(duì)連接，從而構(gòu)成雙層桁架；或者，通過在所述雙層桁架的上部或下部再加一層所述桁架單元，從而構(gòu)成三層桁架。優(yōu)選的，所述橋面為V型正交異性鋼橋面板或U型正交異性鋼橋面板。
[0009]與我國現(xiàn)有型號(hào)裝配式公路鋼橋相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)跨越能力強(qiáng):單車道單孔最大跨徑可突破百米，雙車道最大跨徑可達(dá)80米，超過了目前所有型號(hào)裝配式公路鋼橋的最大跨徑；(2)架設(shè)速度快:結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、構(gòu)件數(shù)量少、穩(wěn)定性強(qiáng)、單個(gè)構(gòu)件自重輕，用簡單的機(jī)械和人工即可完成架設(shè)，架設(shè)速度較相似跨徑的ZB450型鋼橋更迅速；(3)材料用量省:由于結(jié)構(gòu)承載能力強(qiáng)，當(dāng)跨越較大的河流、溝谷時(shí)，尤其做雙車道橋梁時(shí)，用鋼量較321、HD200、ZB200、ZB450型鋼橋均節(jié)省，從而降低了橋梁造價(jià)；(4)組合方式靈活多樣:可采用單排單層、雙排單層、雙排雙層等桁架組合形式，再輔以第三弦桿和加強(qiáng)弦桿，可以根據(jù)需要組裝成不同跨徑、橋?qū)挼臉蛄海?5)受力明確:不同于CD型鋼橋，本實(shí)用新型的鋼橋在等腰三角形桁架單元對(duì)稱軸位置設(shè)置了豎桿，該構(gòu)造解決了懸臂推出施工過程中，桁架下弦桿易發(fā)生局部失穩(wěn)的問題；將橫梁設(shè)置在桁架豎桿位置處，安裝方法更加簡便，且橋上荷載通過橋面板傳至橫梁，再通過橫梁傳至下弦桿，再傳至整個(gè)桁架，整個(gè)傳力過程明確，易于計(jì)算；(6)有臨時(shí)橋梁和永久橋梁兩種體系:臨時(shí)橋梁的主要功能定位與現(xiàn)有型號(hào)鋼橋相同，為與現(xiàn)有型號(hào)鋼橋保持構(gòu)件的通用性，橋?qū)捈皹蛎姘鍢?gòu)造與現(xiàn)有型號(hào)鋼橋保持一致，但桁架間采用普通螺栓連接，這種連接方式較銷接更加安全可靠，耐久性好，同時(shí)較⑶型采用的高強(qiáng)螺栓連接可拆解性好，每次拆解后不需要對(duì)螺栓連接摩擦面進(jìn)行維護(hù)；永久橋梁不再考慮拆解，因此采用高強(qiáng)螺栓連接，不同于CD型鋼橋，本實(shí)用新型的鋼橋橋?qū)挵凑找?guī)范規(guī)定取值，橋面系采用帶U形加勁肋的正交異性鋼橋面板，上覆瀝青鋪裝或水泥混凝土鋪裝，行車道兩側(cè)設(shè)有防撞護(hù)欄，是真正意義的永久公路橋梁；(7)耐候能力強(qiáng):可根據(jù)不同的自然環(huán)境和氣候條件選擇采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼涂防腐涂裝，或采用耐候結(jié)構(gòu)鋼，以提高結(jié)構(gòu)耐久性；(8)用途更廣泛:本實(shí)用新型的鋼橋不但可用于搶險(xiǎn)救災(zāi)、軍事國防、施工支架等臨時(shí)設(shè)施，還可用于常規(guī)公路橋梁建設(shè)以及橋梁加固等永久結(jié)構(gòu)，擁有相當(dāng)廣泛的用途。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配式公路鋼橋的等腰三角形桁架單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配式公路鋼橋的直角三角形桁架單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配式公路鋼橋的單排單層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配式公路鋼橋的雙排單層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配式公路鋼橋的雙排雙層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配式公路鋼橋的單排單層桁架的截面圖；
[0016]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配式公路鋼橋的雙排單層桁架的截面圖；
[0017]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配式公路鋼橋的雙排雙層桁架的截面圖；
[0018]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配式公路鋼橋的人行道及挑梁的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019][主要元件符號(hào)說明]
[0020]1、等腰三角形；
[0021]2、桁架豎桿
[0022]3、直角三角形；
[0023]4、單排單層桁架；
[0024]5、雙排單層桁架；
[0025]6、雙排雙層桁架；
[0026]7、第三弦桿；
[0027]8、加強(qiáng)T型鋼；
[0028]9、橫梁；
[0029]10、V型正交異性鋼橋面板；
[0030]11、U型正交異性鋼橋面板；
[0031]12、普通螺栓或高強(qiáng)螺栓；
[0032]13、X形抗風(fēng)拉桿；
[0033]14、X形豎向支撐；
[0034]15、路緣；
[0035]16、支座；
[0036]17、人行道；
[0037]18、人行道挑梁。
【具體實(shí)施