专利名称:桥梁桁架、包括此类桁架的桥跨及桁架建造方法
本发明是关于桥梁的。
建造桥梁的一种已知技术是把桥体做成许多横向的预制桥段，通过滑曳导梁将各段安装就位，构成一个悬臂式的桥跨，最终合拢为一体。
这种建桥技术曾专用于建造科威特的布比延(Bubiyan)大桥(参看预应力混凝土研究院的PCI杂誌，1983年，1～2月，28卷，第1期，68～107页)。该桥的悬臂长度约为40米，是一项重大成就。
悬臂架设技术能比其他任何已知技术具有更短的安装周期，但是，这种优点很快就受到悬臂装置自重的限制，因为结构超重会导致滑曳导梁的体积与重量增长，并使费用昂贵。
本发明从优选定的实施例采用这样一种建桥技术，能建造悬臂长度长达200米的桥梁，而不需昂贵的滑曳导梁。
按照本发明，之所以取得上述成就，在于预制的横向桥段基本上是由不带桥面的高强度预应力混凝土杆件制的三维桁架组成;在于这些横向桥段都已安装就位;在于形成桥面的部件随即便铺放在组成桥跨的一组横向桥段上。
高机械强度的混凝土早己为人们熟知，特别可从Monsieur Freyssinet的著作中(例如参看法国专利764505号、781388号、797785号及法国专利722338号的第二增补专利46379号)了解到。但这种混凝土目前仍处于实验阶段。本发明的申请人研究出一种可按工业规模生产上述混凝土的技术，此项技术是1983年6月17日提出的法国专利申请8310057号的主题。特别是，这种技术使得制造能承受工作载荷50兆帕到100兆帕甚至更高的载荷的混凝土梁成为现实。相比之下，普通的预应力混凝土梁只能承受约10至20兆帕的工作载荷。
按照本发明建造的桥梁，桥跨抵抗纵向弯曲是靠桁架结构，而桥面只用来抵抗横向弯曲。
一组由预应力高强度混凝土制作的三维桁架本身就是一个新产品，并组成本发明的一个方面。
在一个典型的实例中，杆件的一部分置放于两个叠置的水平面中，另一部分则倾斜地装配于上述两平面组成的空间内并使此两平面相互联结，这组杆件通过混凝土浇铸的装配块保持为所要求的相对位置。
在以上的每个平行平面中，杆件都可按自由选择的形式放置，最常见的形式为许多个矩形的边组成的形式、联结一批矩形中各边中点的形式、联结一批矩形中心和其各顶点或各边中点的形式，以及立管和爬梯横挡的形式。这些例子不受限制。
设置在两平行水平面之间的杆件最好装配成，使一部分在立面中，而另一部分在相对于此立面的倾斜面中。
组装杆件的装配块最好是三向预应力块，预应力最好通过钢缆对插入该装配块的杆件进行预拉伸来提供。这些装配块本身也可很方便地用预应力高强度混凝土制造。
按照本发明，桥面可以是金属的也可以是混凝土的，但一般说来，是由一个挨一个放置的预制横向桥面段组成。当此类横向桥面段是由混凝土制成时，最好使其取偶联形式，即以已经造好的一个桥面段的端面做为铸造下一个桥面段的模子的一个侧壁。同样，两邻接桁架的装配块最好也属偶联形式。
本发明的实施例对照附图以举例方式说明。附图中
图1是一组桁架结构实例的透视图;
图2是桁架组安装就位 上一段桥板后的横截面图。
图3是一组桁架中杆件装配块的图例。
图4是一桁架杆在制造中的纵剖面图;
图5是图4中杆件的横截面图。
业已阐明，一组桁架即指在整个桁架的横截面上逐件装配相同或相似的桁架段而构成一个桥跨的桁架，其结构型式是多种多样的。图1显示了经过深入研究的一个结构型式，但不应认为仅局限于这种结构。
在该实例中，可发现下列特点
桁架具有一下平面，该面由杆P1至P4沿一矩形边缘配置而成，矩形顶点由装配块A、B、C和D构成。
桁架还具有一个上平面，该面由杆P5至P14沿两邻接的矩形边缘配置而成，矩形顶点由装配块E至J组成，两矩形公共边为FI，其对边为EJ和GH，并在中点位置处分别有装配块L、M和K。杆P15至P18分别斜向地连接块M至F、块F至I、块K至F及块F至I。
由下方装配块向上伸出杆件，使其端部插入上方装配块中，使上下方的两平面相互连接。杆件P21和P22，P27和P28分别处于由装配块C，D，I和A，B，F确定的两个立面中;杆件P19和P20，P25和P26分别处于由装配块B，C，K和A，D，M确定的两个斜面中;而此上、下平面则又以沿着装配块A，B，C和D为底，L为顶点之棱锥形棱边配置的杆件P23和P24，P29和P30进一步连接起来。
在图示的例子中，桁架的每套杆件都是由两根平行的杆组成。
杆件可以采用任何适当的工艺预制。下面将通过实例来描述一种预制工艺。
杆件的形状、大小及截面积可自由选择。最好选用直径为25毫米至35毫米的圆柱形杆件。
为了建造桁架，预制杆件置于所要求的相对位置，放好铸模然后浇铸装配块。如果需要用高强度混凝制造装配块，则铸模应能承受混凝土的注射压力(例如50巴至60巴)。
典型的桁架每延米重5吨(即公制单位吨)，桥宽为18米。这样，使用能承重1000吨的桁架梁就可使桥的跨距达200米长。
图2是桥面V安装就位后桁架的纵截面图。
图3是图2中所示的一桁架装配块的放大图。在本实例中，装配块中的三向预应力是通过来自端接在装配块上的水平杆4、5的及直立杆6中的钢缆1、2和3而产生的。杆件中的预应力传入交叉点。使之在装配块中产生压应力。钢缆1、2和3在装配块浇铸前、浇铸中或浇铸后可处于应力状态下。
此外，一些装配块，如图3中所示的那种装配块，具有可自由穿过其中的钢缆，如钢缆7，这些钢缆在整个桥跨的桁架安装就位后被置于张力之下。这些钢缆全部是预应力钢缆，通过产生纵向预应力来对总的抗弯强度作出贡献。
图4和图5涉及的是制造桁架杆件的方法，该方法是将制造杆件的混凝土放入由扎缠绕的直圆筒状外壳中，施加纵向力使混凝土在凝固过程中受到挤压，产生50兆帕至150兆帕的压力。纵向压缩使混凝土沿横向对外壳施加压力，结果使外壳上的扎线处于绷紧状态下。
例如(参看图4和5)，圆柱管1′最好垂直放置，它可用薄金属板(例如约2毫米厚)、硬纸板或塑料板制成。管壁有许多排水孔4′，管子外螺旋形缠绕上两层钢丝2′和3′，一层顺时针方向绕，另一层反时针方向绕。这时扎线2′和管1′接触面扎线3′绕在2′上，两者都没有受到张力影响。
设有将上述一条扎线的每一端相对于另一扎线对应端固定的装置，例如把两个对应端固定到还同时用来把这些端头固定在管子1′端部的装置。这类装置的一个例子是绕套在管子1′外壁上的一种环状件6′，扎线的两对应端即固定在其上。管子1′的两端各有一相似的环状件。
管子内配置有一个或多个纵向排水管5′。假如管1′也是由钢材制成，则排水管最好用比管1′厚的钢管构成，例如钢管的壁厚为4毫米至6毫米。
管状外壳1′的材料和厚度应这样来选择，使管子能将力分布开来并能承受扎线层的剪应力。
液态混凝土倒入外管1′和排水管5′之间的空间。液态混凝土是由已知的骨料、沙子、水泥和水组成的混合物，骨料的性质与通常所用的混凝土骨料性质一样。但是，骨料最好选用高质量混凝土骨料，特别是能承受200至300兆帕压力的岩石骨料(即石灰石，沙石等)。粘合料同样可使用通常所用的混凝土粘合料，包括树脂基粘合料。骨料和粘合料的百分比含量均可和通常使用的混凝土一样。
50至150兆帕的轴向压力在混合物凝固过程前和过程中施加到混合物上，直至混凝土成为固体。混凝土中最初包含的一部分水份由通向外管1′的小洞4′和每个排水管5′渗漏出。小洞4′也可仅做气孔用。
为了施加轴向压力又不使管子弯曲，本发明为管子两端各装一块板子，用一或多个根纵穿过混凝土并由一柱塞牵引的预应力钢缆拉着，使这两块板子对向运动。该系统由图4示意，图中的加压板8′和9′由柱塞12′上牵引的钢缆10′和11′拉着作相向运动，柱塞贴压在上述的第二块板上。钢缆10′和11′以穿过排水管5′来配置为有利。
压缩力可以是恒定的或非稳定的，可以连续地或间续地加压。
在对混凝土施加的纵向压缩力的作用下，扎线处于张力状态下，进而对混凝土产生三向压缩。扎线从横向对压力产生反作用力，而产生压力的端板则提供沿第三方向或纵向的压力。
在某些情况下，特别是在杆件很长的情况下，可以采用混凝土逐层浇铸作业，在一层凝固后再浇注下一层。
按照本发明的典型的架桥方法，依下列步骤
预制高强度预应力混凝土杆件;
用杆件装配成三维桁架组，杆件由浇铸的装配块组装;
利用滑曳导梁将桁架组逐个相续安装，直至组成桥跨长度符合要求的悬臂部件;
将此部件加预应力;
在桁架组上安装桥板单元以构成桥跨的完整桥面。
桥板一般由高强度预应力混凝土制成，但也可用金属制作。
本发明并不局限在上述实施例范围。
权利要求
1、建造桥跨的方法是把桥跨的若干横向桥段逐一组装，桥跨不带桥板，由高强度预应力混凝土制三维桁架构成的预制桥段组成；将预制桥段安装就位，然后把建造桥板的构件装在预制桥段的装置上形成完整桥跨。
2、按照权利要求
1的建桥方法，由三维桁架构成的预制桥段是用悬臂吊装技术通过滑曳导梁安装就位的。
3、桥梁的预制混凝土三维桁架组是由装配块将高强度预应力混凝土杆件相互连接构成的。
4、按照权利要求
3构成的桁架，其中杆件的一部分摆放于中间留有空档的两个叠置的水平面中，另一部分则倾斜的装在上述空间，并将此两平面连接起来，杆件结构借助浇铸的混凝土装配块保持在为要求的结构形式。
5、按照权利要求
4组配成的桁架中，配置于上述空档的杆件包括处于立面内呈箱式结构的杆件和处于相对此立面倾斜的平面中的杆件。
6、按照权利要求
3构成的桁架，杆件均为一对平行的杆。
7、按照权利要求
3构成的桁架，其中杆件装配块是三向预应力块。
8、按照权利要求
7组成的桁架，其中的三向预应力块的预应力是由对连接该块的杆件进行预拉伸的钢缆产生的。
9、按照权利要求
3至8中任何一项组装的桁架，其中装配块上具有使钢缆自由穿行的通道，借此给构成桥跨的桁架装置施加预应力。
10、按照权利要求
3构成的桁架，装配块是由高强度混凝土制成。
11、按照权利要求
3至10的任何一项，桥跨包含许多三维桁架，上述桁架可由预应力钢缆使其相互组配在一起。
专利摘要
桥梁的预制混凝土三维桁架组是由浇铸的装配块将安装就位的高强度预应力混凝土杆件相互连接构成的。桥跨由若干横向桥段逐一组装起来而构成，桥跨不带桥板。上述三维桁架构成预制横向桥段，将预制桥段安装就位。然后，把桥板构件装在预制桥段的装置上形成完整桥跨。
文档编号E01D19/00GK85102731SQ85102731
公开日1986年10月15日 申请日期1985年4月16日
发明者皮埃尔·理查得 申请人:布亚格斯特导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan