专利名称：一种无墩悬挂式桥梁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种悬挂式桥梁，特别是涉及一种无墩悬挂式桥梁。
背景技术：
常规桥梁根据结构体系不同，一般通过桥墩、桥台等下部结构或者桥塔、锚碇等将上部结构的荷载传递给基础和地基，从而实现其跨越天然或人工障碍物的功能。可以看出，不论哪种体系的桥梁结构，墩、台或者桥塔以及基础结构的建造是非常重要的，桥梁使用功能的充分发挥及运营安全都与下部结构密切相关。但是，在一些不良地质、地基承载能力低、基岩埋藏深、地形条件复杂等情况下，桥梁下部墩台或桥塔的建造可能会成为整个桥梁工程的控制点，特别是对于一些跨江、跨海或者跨大峡谷的特大跨径桥梁，由于自然条件、地质和地形条件的限制，桥梁下部结构的建造变得非常复杂和困难；即使下部结构在技术上可行，也常常会由于下部结构成本过高而不得不放弃建桥计划。此外在抗灾抢险等某些 特殊情况下，需要快速建桥来抢通生命线和运输物资，这时如果再按照常规建桥方式，可能会耽误时间，甚至耽误救灾时机。如果能提供一种适应不同地质和地形条件，同时施工快的桥梁，是需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题为弥补现有技术的不足，提供一种无墩悬挂式桥型，该桥型不仅能适应不同的地质和地形条件，而且施工快速，节省桥梁建造成本。本实用新型的技术方案一种无墩悬挂式桥梁，包括行车道梁板、竖索和定位索，还包括用于悬挂行车道梁板的若干气球，行车道梁板上端与气球之间用竖索连接，行车道梁板下端连接定位索，定位索与锚固于地面的锚桩相连；相邻气球之间用定位索连接。所述行车道梁板为节段式预制板，预制板的各节段之间采用螺栓连接或焊接连接。所述行车道梁板采用扁平钢箱梁或者常备式贝雷架军用梁。所述气球中气体为空气或比空气轻的气体，气球的大小、个数和布置位置由桥型荷载的大小确定。所述竖索为伞状对称分布于行车道梁板的两侧，竖索采用钢丝束制成，竖索间距为9-12ΠΚ直径为5-lOcm，各竖索采用不等高错落布置；所述定位索采用直径为22_28mm的钢绞线。所述竖索和定位索采用碳纤维复合材料制成。本实用新型的积极有益效果(I)本实用新型通过气球承载，根据桥梁结构实际荷载大小配置足够的承载提升气球，克服了传统桥梁依靠下部的墩、台或桥塔传递荷载，依靠基础和地基承载的方式，避免不良地质条件、复杂地形条件以及恶劣气象条件对桥梁建造和运营的影响。(2)本实用新型的行车道梁板、缆索、锚桩均可以工厂定制，现场组装，实现模块化、快速化的建桥需求，使其成为抗灾抢险等情况下的常备构件，可满足不同桥宽、跨度的桥梁结构的建造要求，解决了传统桥梁建造中构件的通用性差、施工周期较长的问题。(3)本实用新型通过定位索和锚桩可以限制和约束行车道桥面的变位，同时在架设时也起到限位作用，保证了桥梁的稳定和安全。(4)本实用新型简化了桥梁架设的施工过程，由于建设桥型时不需要下部结构施工，因此不需要对桥址附近进行详细的地质、地形勘探工作，只需要梁板吊装就位后桥梁就 可以通行，可以过车和走人。(5)本实用新型适合各种跨径的桥梁架设，尤其适合于抗灾抢险等特殊情形下桥梁结构的快速建造，解决了在桥梁墩台建造困难时需要快速通过的难题。
图I为本实用新型的桥梁结构侧面示意图；图2为本实用新型的桥梁结构正面示意图。图中1气球；2竖索；3定位索；4行车道梁板；5锚桩。
具体实施方式
实施例I :参见图I、图2，一种无墩悬挂式桥梁，包括行车道梁板、竖索和定位索，还包括用于悬挂行车道梁板的若干气球，行车道梁板上端与气球之间用竖索连接，行车道梁板下端连接定位索，定位索与锚固于地面的锚桩相连；相邻气球之间用定位索连接。其中行车道梁板为节段式预制板，预制板的各节段之间采用螺栓连接或焊接连接。气球所充气体为氢气，气球大小、个数和布置位置由桥型荷载的大小确定。竖索为伞状，采用钢丝束制成，竖索间距为9-12m、直径为5-lOcm，各竖索采用不等高错落布置；定位索采用直径为22-28mm的钢绞线；竖索和定位索采用碳纤维复合材料制成。实施例2 :同实施例I基本相同，不同之处在于行车道梁板采用扁平钢箱梁或者常备式贝雷架军用梁，竖索间距为12m，直径为IOcm ;定位索采用直径为28mm的钢绞线。实施例3 :无墩悬挂式桥的建造实例以一座宽6m、跨径90m的无墩悬挂式桥为例，进行具体说明(I)根据桥梁荷载等级、跨度、桥面宽度等设计参数进行桥梁结构分析，计算确定承载提升气球的数量、竖索和定位索的根数，并根据结构分析计算，确定锚桩的锚固倾角及桩长尺寸。参考已建大桥的恒载集度参数，结合本例6m宽、跨径90m的桥跨结构，取一期、二期恒载集度为43. 8kN/m,与缆索支承体系桥梁类似，结构主要承载构件为缆索，因此可以偏保守以简支体系时的桥面满布车辆估算活载效应，根据《公路桥涵设计通用规范JTCD60-2004》，取公路I级活载集度10. 5 kN/m，则行车梁板的恒载、活载集度之和为10. 5+ 43. 8 = 54. 3 kN/m.桥梁的竖索为预制平行钢丝束，考虑到本桥的规模，成品竖索直径取5-lOcm，考虑索夹及其它未计入的荷载，偏保守将缆索自重取5 kN/m，则整个结构的恒载、活载集度为54. 3 + 5 = 59. 3 kN/m，偏安全考虑取 60 kN/m。那么，全桥总重为90mX60kN/m = 5400 kN。竖索为伞状，对称分布于行车道梁板的两侧；参考目前悬索桥吊索间距，每9m设置一对竖向吊索，则全桥需设置11对竖向吊索，需要配置22个悬吊气球，那么每个气球的承载重量为5400 + 22 = 245. 5 kN按照浮力计算公式，估算气球直径由F = P差gV，得
权利要求1.ー种无墩悬挂式桥梁，包括行车道梁板、竖索和定位索，其特征在于还包括用于悬挂行车道梁板的若干气球，行车道梁板上端与气球之间用竖索连接，行车道梁板下端连接定位索，定位索与锚固于地面的锚桩相连；相邻气球之间用定位索连接。
2.根据权利要求I所述的无墩悬挂式桥梁，其特征在于所述行车道梁板为节段式预制板，预制板的各节段之间采用螺栓连接或焊接连接。
3.根据权利要求I所述的无墩悬挂式桥梁，其特征在于所述行车道梁板采用扁平钢箱梁或者常备式贝雷架军用梁。
4.根据权利要求I所述的无墩悬挂式桥梁，其特征在于所述气球中气体为空气或比空气轻的气体，气球大小、个数和布置位置由桥型荷载的大小确定。
5.根据权利要求I所述的无墩悬挂式桥梁，其特征在于所述竖索为伞状对称分布于行车道梁板的两侧，竖索采用钢丝束制成，竖索间距为9-12m、直径为5-lOcm，各竖索采用不等高错落布置；所述定位索采用直径为22-28_的钢绞线。
6.根据权利要求1-5任一项所述无墩悬挂式桥梁，其特征在于所述竖索和定位索采用碳纤维复合材料制成。
专利摘要本实用新型涉及一种无墩悬挂式桥梁，包括行车道梁板、竖索和定位索，还包括用于悬挂行车道梁板的若干气球，行车道梁板上端与气球之间用竖索连接，行车道梁板下端连接定位索，定位索与锚固于地面的锚桩相连；相邻气球之间用定位索连接。本实用新型通过气球承载，克服了传统桥梁结构依靠下部的墩、台或桥塔传递荷载，依靠基础和地基承载的方式，特别适合于抢险救灾等紧急情况下桥梁的建造，可满足不同桥宽、跨度桥梁建造的问题。
文档编号E01D19/12GK202369914SQ20112053268
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者李娜, 李整, 李 杰, 李胜利, 李静斌, 王艳, 葛素娟, 赵桂峰, 钱辉, 陈淮, 高冰 申请人:郑州大学