专利名称：钢构支撑的多孔承重梁的制作方法
技术领域：
本发明属于桥梁建筑技术特别是长跨度和超长跨度的桥梁主体，具体的涉 及一种抗拉伸强度和抗压强度高的钢构支撑的多孔承重梁。
背景技术：
随着铁路、道路和桥梁建设的发展，桥梁向更大跨度的柔性结构发展中， 以满足相应建设的需要，大跨度的桥梁首要解决的是在气动及行车动力响应下 结构的安全及稳定问题以及在高速行车条件下的人身安全及舒适度的要求。由 于承重和稳定安全的需要，目前主要采用钢筋混凝土作为大跨度和超大跨度桥 梁的承重主体结构，混凝土结构有很多优点，但随着时间的推移，其腐蚀、劣 化问题不断发生，以钢材锈蚀最为常见，这不仅影响工程结构的正常使用和寿 命，还在很大程度上产生工程安全和事故隐患。纤维增强复合材料(FRP)是近年来在土木工程中应用日益广泛的一种新型 的结构材料。它具有高强、轻质、耐腐蚀等显著优点，已经在结构的加固补强、 围护防腐等方面得到了很好的应用。随着FRP材料的优越性能逐渐为工程界所 认可，国外许多工程开始将它应用于新建的桥梁中，甚至是大跨度桥梁中。从 上世纪70年代开始，FRP材料就开始在桥梁工程中尝试应用。英国、美国和以 色列最先应用这种新型材料作为建筑结构和桥梁结构中的主要构件，当时大多 采用的是GFRP (玻璃纤维增强复合材料，即玻璃钢)。目前的纤维增强复合材料在桥梁建设的应用中，均采用横向排列的箱式碳 纤维增强复合材料作为主体，通过多个箱式主体的排列形成桥体，其虽然具有 质量轻，强度高的特点，但还是存在如下问题首先是其承重性能无法与钢构 混凝土相比，在很多桥梁建设中受限，其次是该材料的局部位置的抗冲击强度 低于钢筋混凝土，容易因为细小部位的强冲击力而发生形变和破坏，最后是延 展性能较差，三维方向的刚度尚不能满足长跨度桥梁建设的需要。本案发明人曾经发明了一种具有中空腹结构、抗拉抗弯和弹性模量较高，自身重量轻的中空型梁以及采用中空型梁的桥梁主体，该中空型梁可以作为桥 梁的承重主体，明显提高桥梁的抗压能力并较低施工难度。在实验过程中发现 整个桥梁主体的结构强度虽然非常高，但是在某些情况下无法满足长跨度或具 有特殊承重要求的桥梁需要。发明内容本发明的目的是提供一种同时兼具优异的抗拉伸强度和抗压强度，整体牢固和稳定性较高的钢构支撑的多孔承重梁，它兼具钢构桥承重梁和FRP承重梁 的优点，不仅施工和安装快捷，牢固性和承重性能佳，还能适用于各种长跨度 桥梁的施工安装，其承重强度和抗拉强度均优于现有钢混结构的桥梁承重体。 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下一种钢构支撑的多孔承重梁，包括纤维增强复合材料的单梁体，其特征在 于所述多孔承重梁包括内部具有沿梁体长度方向延伸的中孔的复数个单梁体并 列组成的上梁体，所述上梁体的下端面设置有钢构架体，所述钢构架体与上梁 体间支撑固定。所述上梁体为中部呈向上突起的拱形结构，所述钢构架体设置在上梁体的 下方并与上梁体间固定，使其对上梁体间形成支撑作用。所述单梁体为具有沿单梁体长度方向设置有复数个中孔的多孔梁，单梁体 的内腔设置有两纵向和两横向交叉分布的筋板，所述筋板和单梁体的外壁间形 成所述复数个截面为方形结构的中孔。所述单梁体间并行排列并沿多孔承重梁的长度方向延伸，每个单梁体的一 外壁转角处设置凸部，另一侧外壁设置有与之配合的凹部，彼此相邻的单梁体 的凹部与另一单梁体的凸部配合扣装形成所述上梁体。所述单梁体的上、下外壁向一侧延伸，形成两个凸部，所述上、下外壁的 另一侧向内凹陷，形成两个与所述凸部配合的凹部。所述单梁体的中孔内穿设有拉紧索，所述拉紧索的两端与单梁体的两端部 间拉紧固定，使单梁体的中部向上突起呈拱形结构。所述钢构架体为与上梁体的下端面配合的拱形结构，所述钢构架体包括多 个并行的拱形主构件和其之间固定的钢构组件。所述钢构架体为与上梁体的下端面配合的拱形结构，所述钢构架体包括多 个沿延伸方向排列设置的钢构箱体，所述钢构箱体间固定连接。该钢构支撑的多孔承重梁所使用的单梁体可采用一次性挤出工艺成型生 产，原料选用现有的玻璃纤维增强复合材料，长度可以根据桥体承重梁的长度 自由选择，中间无接缝，满足数千米长跨度桥梁建设的需要。该单梁体的截面 可具有九个矩形腔体，单梁体的外壁和内部的两纵向和两横向交叉分布的筋板， 能够有效地减轻中空型梁的重量，并提高其承重强度。为保证使用时多个单梁 体单排并列设置形成该上梁体后的配合连接性能，在单梁体的左右两侧可分别 设置相互配合的两个凸部和两个凹部，这样多个单梁体就可以横向依次排列扣 接形成一个宽度满足需要的承重面。该多孔承重梁可采用承重强度较高的拱形 结构，在各个单梁体的中孔内设置拉紧索，通过拉紧索的拉紧使单梁体形成一 定拱高的拱形结构，该结构在保证承重程度会较大幅度增加的前提下，不会破 坏单梁体和其组成的上梁体的结构完整性。上梁体的下端面紧贴设置钢构架体，利用钢构架体的支撑力提供给上梁体 以更优异的承重性能。该钢构架体间与上梁体可采用多种方式固定，同时钢构 架体也以采用与上梁体相配合的拱形结构为最佳。钢构架体可采用工字钢骨架 辅以角钢固定的结构，也可采用较为流行的箱式钢构架体，当然也可以采用其 他结构的钢构架体，其以满足上梁体所需要的辅助承重强度为条件。本发明的有益效果在于，该钢构支撑的多孔承重梁采用纤维增强复合材料 的上梁体与钢构架体支撑体的组合结构，兼顾了上梁体的高抗拉强度和钢构架 体的优异抗压性能，使整个承重梁的各项性能指标均优于现有各种桥梁承重体， 其制作方便，施工难度和成本低，能够适用于数千米垮度的桥梁施工的需要， 并能满足特种高承重桥梁建设的需要，并能保证使用的稳固性和安全性。
图1是本发明实施例1的结构示意图；图2是本发明实施例1中桥梁主体的组成结构示意图；图3是本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
实施例1 如图1和图2所示，该钢构支撑的多孔承重梁采用纤维增强复 合材料的单梁体11和钢构架体20组合结构，多孔承重梁包括内部具有沿梁体 长度方向延伸的中孔的8个单梁体11并列组成的上梁体10，上梁体的下端面设置有钢构架体20，钢构架体与上梁体间支撑固定。上梁体10为中部呈向上突起 的拱形结构，钢构架体20设置在上梁体的下方并与上梁体间固定，使其对上梁 体间形成支撑作用。单梁体11为具有沿单梁体长度方向设置有9个中孔115的多孔梁，单梁体 的内腔设置有两纵向和两横向交叉分布的筋板116，筋板和中空型梁的外壁间形 成所述9个截面为方形结构的中孔。单梁体间并行排列并沿多孔承重梁的长度 方向延伸，每个单梁体的上、下外壁向一侧延伸，形成两个凸部111和112，所 述上、下外壁的另一侧向内凹陷，形成两个与所述凸部配合的凹部113和114。 彼此相邻的单梁体的凹部与另一单梁体的凸部配合扣装形成所述上梁体。钢构 架体为与上梁体的下端面配合的拱形结构，钢构^体包括多个并行的拱形主构件和其之间固定的角钢组件。实施例2 如图3所示，该钢构支撑的多孔承重梁采用纤维增强复合材料 的单梁体和钢构架体20组合结构，多孔承重梁包括内部具有沿梁体长度方向延 伸的中孔的复数个单梁体并列组成的上梁体10，上梁体10的下端面设置有钢构 架体20，钢构架体与上梁体间支撑固定。上梁体为中部呈向上突起的拱形结构， 钢构架体设置在上梁体的下方并与上梁体间固定，使其对上梁体间形成支撑作 用。单梁体为具有沿单梁体长度方向设置有9个中孔的多孔梁，单梁体的内腔 设置有两纵向和两横向交叉分布的筋板，筋板和中空型梁的外壁间形成所述9 个截面为方形结构的中孔。单梁体间并行排列并沿多孔承重梁的长度方向延伸， 每个单梁体的上、下外壁向一侧延伸，形成两个凸部，所述上、下外壁的另一侧向内凹陷，形成两个与所述凸部配合的凹部。彼此相邻的单梁体的凹部与另 一单梁体的凸部配合扣装形成所述上梁体。钢构架体20为与上梁体的下端面配 合的拱形结构，钢构架体20包括多个沿延伸方向排列设置的钢构箱体，钢构箱 体间固定连接。
权利要求
1.一种钢构支撑的多孔承重梁，包括纤维增强复合材料的单梁体，其特征在于所述多孔承重梁包括内部具有沿梁体长度方向延伸的中孔的复数个单梁体并列组成的上梁体，所述上梁体的下端面设置有钢构架体，所述钢构架体与上梁体间支撑固定。
2. 根据权利要求1所述的钢构支撑的多孔承重梁，其特征在于所述上梁体 为中部呈向上突起的拱形结构，所述钢构架体设置在上梁体的下方并与上梁体 间固定，使其对上梁体间形成支撑作用。
3. 根据权利要求1所述的钢构支撑的多孔承重梁，其特征在于所述单梁体 为具有沿单梁体长度方向设置有复数个中孔的多孔梁，单梁体的内腔设置有两纵向和两横向交叉分布的筋板，所述筋板和单梁体的外壁间形成所述复数个截 面为方形结构的中孔。
4. 根据权利要求1所述的钢构支撑的多孔承重梁，其特征在于所述单梁体 间并行排列并沿多孔承重梁的长度方向延伸，每个单梁体的一外壁转角处设置 凸部，另一侧外壁设置有与之配合的凹部，彼此相邻的单梁体的凹部与另一单 梁体的凸部配合扣装形成所述上梁体。
5. 根据权利要求4所述的钢构支撑的多孔承重梁，其特征在于所述单梁体 的上、下外壁向一侧延伸，形成两个凸部，所述上、下外壁的另一侧向内凹陷， 形成两个与所述凸部配合的凹部。
6. 根据权利要求1所述的钢构支撑的多孔承重梁，其特征在于所述单梁体 的中孔内穿设有拉紧索，所述拉紧索的两端与单梁体的两端部间拉紧固定，使 单梁体的中部向上突起呈拱形结构。
7. 根据权利要求1所述的钢构支撑的多孔承重梁，其特征在于所述钢构架 体为与上梁体的下端面配合的拱形结构，所述钢构架体包括多个并行的拱形主 构件和其之间固定的钢构组件。
8. 根据权利要求1所述的钢构支撑的多孔承重梁，其特征在于所述钢构架 体为与上梁体的下端面配合的拱形结构，所述钢构架体包括多个沿延伸方向排 列设置的钢构箱体，所述钢构箱体间固定连接。
全文摘要
钢构支撑的多孔承重梁，包括纤维增强复合材料的单梁体，其特征在于所述多孔承重梁包括内部具有沿梁体长度方向延伸的中孔的复数个单梁体并列组成的上梁体，所述上梁体的下端面设置有钢构架体，所述钢构架体与上梁体间支撑固定。该钢构支撑的多孔承重梁采用纤维增强复合材料的上梁体与钢构架体支撑体的组合结构，兼顾了上梁体的高抗拉强度和钢构架体的优异抗压性能，使整个承重梁的各项性能指标均优于现有各种桥梁承重体，其制作方便，施工难度和成本低，能够适用于数千米垮度的桥梁施工的需要，并能满足特种高承重桥梁建设的需要，并能保证使用的稳固性和安全性。
文档编号E01D2/00GK101333800SQ20081013530
公开日2008年12月31日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者悦 袁 申请人:北京海博思强桥梁新技术有限公司