装配式公路钢桥复合桥面板的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种装配式公路钢桥复合桥面板，包括钢质面板(1)，二根平行放置在钢质面板(1)下方且靠近钢质面板(1)两侧边的U型钢(31、32)，置于U型钢(3)下方中部的钢质中底板(6)，置于U型钢(3)下方靠近两端部的二钢质端底板(41、42)，以及置于U型钢(3)两端的二个封头板(21、22)，还包括多根复合材料管(5)，所述复合材料管(5)受与所述中底板(6)固定连接的限位块(7)的限位，均匀排列在二根U型钢(3)之间。本发明的装配式公路钢桥复合桥面板，不但具有足够的强度和刚度，而且自重轻，运输和铺设方便、迅速。
【专利说明】装配式公路钢桥复合桥面板
【技术领域】
[0001]本发明属于装配式桥梁【技术领域】，特别是一种装配式公路钢桥复合桥面板。
【背景技术】
[0002]装配式桥梁(又称拆装式桥梁)具有悠久的应用历史。早在一次世界大战前，法国就开始研制和应用装配式桥梁器材抢修铁路桥梁，并在第一次和第二次世界大战中得到广泛应用。如英国研制的贝雷桥在二战中实际架设了约4500多座桥梁，到20世纪50年代，全球生产总量超过55万吨。装配式桥梁本身也在不断发展，其技术逐渐成熟。继铁路抢修桥梁器材之后，装配式公路钢桥得以问世，据不完全统计，目前，各国研制的装配式桥梁种类数量已超了 20种，但有较大影响、占有主导地位的仍是以英国贝雷桥为主的系列产品，此类产品包括了各国在此器材基础之上进行改进设计的多种变形产品，如英国的艾克罗拆装式桥(Acrow Panel Bridge)、曼比200型桥(Mabey200)、美国的M2型贝雷桥、中国的321钢桥、ZB-200型钢桥等，在世界各国的路桥建设、抢险救灾、灾后重建以及国际维和行动中大量应用。另外，国内先后有生产厂家消化吸收了装配式钢桥技术，推出了 450型装配式公路钢桥。
[0003]当前及今后，都需要考虑到战时或各类突发事件导致的桥梁严重受损，必须快速架设临时桥梁来实施应急交通保障，而利用装配式桥梁器材架设临时桥梁仍是首选。着力减轻装配式桥梁结构的自重，提高其运输、架设作业效率以及使用性能，则是装配式桥梁器材的必然发展方向之一。
[0004]上述各类装配式钢桥，其桥面板在早期以木板为主材。但随着桥梁通行荷载等级的提高以及全球钢材产量的增加，木质桥面板逐步被钢质桥面板所替代。目前国内装配式公路钢桥的钢质桥面板结构如图1至图3所示，其包括:钢质面板1，多根平行放置在钢质面板I下方的U型钢3，置于U型钢3下方、与U型钢3垂直的钢质中底板6，钢质端底板4，以及置于U型钢3两端的钢质封头板2，上述各部件之间相互焊接，从而使整个桥面板形成一牢固整体。不同类型的装配式公路钢桥的钢质桥面板长度(即沿桥梁长度方向)可能有所不同，但通常为3.2m长,质量通常可达360kg以上。
[0005]由于钢质桥面板的质量过大，带来如下不利因素:一是桥面板太重，对运输车的运载能力要求较高；二是桥梁架设作业中桥面板太重，人工铺设桥面板劳动强度太大，机械铺设桥面板则作业速度不快；三是大大增加了装配式钢桥的自重，必然影响了桥梁跨度的增大，或者影响了现有桥梁的通载等级，若在战时或抢险中使用就会丧失最佳机会。
[0006]更进一步，钢质桥面板一旦在使用过程中发生局部构件破坏或者严重变形，则导致整块桥面板难以修复甚至报废，如此经济效益受到影响。
[0007]中国实用新型专利“桥梁抢修用装配式钢桥的新型桥面板”(申请号:201320577790.0，
【公开日】:2014-05-21)，公开了一种桥面板，用于搁置在装配式钢桥的横梁上，三个横梁为一个桥面板提供支撑，所述桥面板包括若干拉挤成型的矩形构件与压铸成型的平板构件，若干矩形构件粘结在所述平板构件的下表面，从而形成肋板式组合结构，所述矩形构件和平板构件的材质为高强度轻型复合纤维材料。但该种桥面板仍存在如下主要问题:一是纯粹的高强度轻型复合纤维材料桥面板的抗弯刚度较弱，若要设计得满足抗弯刚度要求，其结构就可能比较厚重，则减轻桥面板重量的优势体现不出来；二是纯粹的高强度轻型复合纤维材料桥面板的桥面耐磨性能不足，若需要提高其表面耐磨性能，需要加铺其它结构层，由此带来重量和造价的增大，工程经济性降低；三是拉挤成型的矩形构件与横梁间的直接接触强度难以保证，这是由轻型复合纤维材料性质所决定的。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种装配式公路钢桥复合桥面板，不但具有足够的强度和刚度，而且自重轻，运输和铺设方便、迅速。
[0009]实现本发明目的的技术解决方案为:一种装配式公路钢桥复合桥面板，其包括:钢质面板，二根平行放置在钢质面板下方且靠近钢质面板两侧边的U型钢，置于U型钢下方中部的钢质中底板，置于U型钢下方靠近两端部的二钢质端底板，以及置于U型钢两端的二个封头板，U型钢与面板和中底板及端底板均焊接，还包括多根与U型钢平行的复合材料管，所述复合材料管上部与面板紧密接触，其下部与中底板紧密接触，所述复合材料管受与所述中底板固定连接的限位块的限位，均匀排列在二根U型钢之间。
[0010]本发明与现有技术相比，其显著优点是不但具有足够的强度和刚度，而且自重较轻，由此带来的好处是:
[0011]1、本发明装配式公路钢桥复合桥面板较之现有钢质桥面板，其自身的重量可减轻1/3左右，因此，运输同样体积(数量)的桥面板，对运输车的运载能力要求可以降低；或者采用同样的运输车，则道路运输车的机动性和对道路状况的适应性得到改善；
[0012]2、由于本发明装配式公路钢桥复合桥面板的重量较轻，可由人工架设或简单的作业机具辅助作业，桥梁拆装作业方便快速；
[0013]3、由于本发明装配式公路钢桥复合桥面板的重量较轻，减轻了桥梁自重，可在一定程度上增大现有桥梁的跨度或者提高桥梁的通载等级；
[0014]4、作为进一步改进，部分构件可拆卸，当本发明装配式公路钢桥复合桥面板的复合材料构件受到破坏时，可以方便、及时予以更换，重复使用桥面板主体构件，经济性更好，桥梁整体寿命更长。
[0015]因此，本发明装配式公路钢桥复合桥面板更符合各类应急机动交通保障的实际需要，以替换现行的钢质桥面板，可广泛用于战时交通保障、平时处置公共突发事件或自然灾害救援的应急交通保障。
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为现有技术装配式钢桥桥面板结构示意图。
[0018]图2为图1的A-A视图。
[0019]图3为图2的B-B视图。
[0020]图4为本发明装配式公路钢桥复合桥面板结构示意图。
[0021]图5为图4的左视图。
[0022]图6为图4的C-C视图。
[0023]图7为图6的D-D视图。
[0024]图8为图6的E-E视图。
[0025]图9为端头封板结构示意图(矩形折边)。
[0026]图10为端头封板结构示意图(半圆形折边)。
[0027]图11为端头封板结构示意图(混合折边)。
[0028]图12为本发明装配式公路钢桥复合桥面板的面板俯视图(面板上开有排水孔)。
[0029]图中，I面板，2封头板，3 U型钢，4端底板，5复合材料管材,6中底板，7限位块，8螺孔，9钢质垫板，10排水孔。
【具体实施方式】
[0030]如图4-8所示，本发明装配式公路钢桥复合桥面板，其包括:钢质面板1，二根平行放置在钢质面板I下方且靠近钢质面板I两侧边的U型钢31、32，置于U型钢3下方中部的钢质中底板6，置于U型钢3下方靠近两端部的二钢质端底板41、42，以及置于U型钢3两端的二个封头板21、22，U型钢31、32与面板I和中底板6及端底板41、42均焊接，还包括多根与U型钢31、32平行的复合材料管5，所述复合材料管5上部与面板I紧密接触，其下部与中底板6紧密接触，所述复合材料管5受与所述中底板6固定连接的限位块7的限位，均匀排列在二根U型钢3之间。
[0031]在上述结构中，除置于U型钢3两端的二个封头板21、22以及复合材料管5外，其余各部件之间相互焊接，从而使整个桥面板形成一牢固整体，以保证桥面板良好的强度。而以复合材料管5作为中间支撑件，以提高桥面板的抗弯刚度(承载能力)，在保证强度的同时又大大减轻了重量，使运输和架设更方便、迅速。
[0032]复合材料管5的长度与U型钢3的长度相等，截面高度与U型钢截面高度相同，以充分支撑钢质面板I。
[0033]优选地，所述复合材料管5的材质为玻璃纤维增强复合材料。
[0034]作为优化，所述置于U型钢3两端的封头板21、22与U型钢31、32之间采用可拆式固定连接。比如，螺栓连接。
[0035]封头板21、22与U型钢31、32之间采用可拆式固定连接，可以方便地拆卸钢质封头板21、22，更换桥面板内部的复合材料管材5，从而提高桥面板整体的使用寿命。
[0036]作为进一步优化，在所述每个封头板21、22上与U型钢31、32和复合材料管5的端部相对应的位置，设有朝向所述端部的突起200。
[0037]如图9所示，作为一种改进，所述突起200的根部截面为矩形，所述突起200与U型钢31、32和复合材料管5的端部松配合。
[0038]如图10-11所示，作为进一步改进，所述突起200的顶端为圆弧形。这样通过与U型钢31、32和复合材料管5内截面相匹配的矩形截面，使突起200端部可以准确定位U型钢31、32和复合材料管5，而其圆弧形的顶端则可使安装更方便、快捷。
[0039]为了增强封头板21、22与U型钢31、32螺栓连接的有效性，可在U型钢3的端部内侧采用钢质垫板9进行补强，U型钢3与钢质垫板9之间焊接后再统一钻螺孔。
[0040]另外为进一步减轻重量和有利于桥面板的排水，在所述钢质面板I上开有多个排水孔10，所述排水孔10的位置避开位于面板I下的U型钢3和复合材料管5，即排水孔10位于U型钢3和复合材料管5之间或相邻两根复合材料管5之间的空隙处，如图12所示。
【权利要求】
1.一种装配式公路钢桥复合桥面板，其包括:钢质面板(I)，二根平行放置在钢质面板(I)下方且靠近钢质面板(I)两侧边的U型钢(31、32)，置于U型钢(3)下方中部的钢质中底板(6)，置于U型钢(3)下方靠近两端部的二钢质端底板(41、42)，以及置于U型钢(3)两端的二个封头板(21、22)，U型钢(31、32)与面板(I)和中底板(6)及端底板(41、42)均焊接，其特征在于: 还包括多根复合材料管(5)，所述复合材料管(5)上部与面板(I)紧密接触，其下部与中底板(6)紧密接触，所述复合材料管(5)受与所述中底板￠)固定连接的限位块(7)的限位，均匀排列在二根U型钢(3)之间。
2.根据权利要求1所述的复合桥面板，其特征在于:所述复合材料管(5)的材质为玻璃纤维增强复合材料。
3.根据权利要求1或2之一所述的复合桥面板，其特征在于:所述置于U型钢(3)两端的封头板(21、22)与U型钢(31、32)之间采用可拆式固定连接。
4.根据权利要求3所述的复合桥面板，其特征在于:在所述每个封头板(21、22)上与U型钢(31、32)和复合材料管(5)的端部相对应的位置，设有朝向所述端部的突起(200)。
5.根据权利要求4所述的复合桥面板，其特征在于:所述突起(200)的根部截面为矩形，所述突起(200)与U型钢(31、32)和复合材料管(5)的端部松配合。
6.根据权利要求5所述的复合桥面板，其特征在于:所述突起(200)的顶端为圆弧形。
7.根据权利要求1所述的复合桥面板，其特征在于:在所述钢质面板(I)上开有多个排水孔(10)，所述排水孔(10)的位置避开位于面板(I)下的U型钢(3)和复合材料管(5)。
【文档编号】E01D19/12GK104233954SQ201410422792
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】陈云鹤, 陈天悦, 吴广怀, 陈徐均, 张广友 申请人:陈云鹤