专利名称：多孔拱形结构的桥承重梁的制作方法
技术领域：
本实用新型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
一种结构新颖、抗压强度高的多孔拱形结构的桥承重梁。
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。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种整体牢固和稳定性较高，组装配合紧密并具有优异 承载强度的多孔拱形结构的桥承重梁，它不仅具有施工和安装快捷，牢固性和承重性能佳 的特点，还能够适用于各种长跨度桥梁的施工安装，其承重强度可以达到现有钢混结构的 桥梁承重体。 为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下 —种多孔拱形结构的桥承重梁，包括纤维增强复合材料的单梁体，其特征在于所 述桥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桥梁主体，所述桥梁主体的两端拉紧设置有拉紧索，所述桥梁主体在拉紧索的拉紧下中部呈向上 突起的拱形结构。 具体的讲，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桥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桥梁主体。 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。 所述拉紧索的两端分别连接设置桥梁主体两端部的下方，所述拉紧索为复数根并 列设置的纤维增强复合材料桥索。 所述每个单梁体两端的中下方均设置有一根拉紧索，所述桥梁主体的两端扣装封 闭钢板，所述封闭钢板将多孔梁的各中孔封闭成独立的空间，封闭钢板与多孔梁的端部螺 栓或铆钉固定，拉紧索分别固定在各对应单梁体中下方的封闭钢板上。 所述桥梁主体的两端扣装封闭钢板，所述封闭钢板将多孔梁的各中孔封闭成独立 的空间，封闭钢板与多孔梁的端部螺栓或铆钉固定，所述封闭钢板的下方设置有拉紧索固 定件，复数根拉紧索拉紧设置在两封闭钢板间。 所述封闭钢板封闭的部分或全部中孔内填充有轻质混凝土或轻质高密度发泡材
料，所述填充有轻质混凝土或轻质高密度发泡材料的中孔内设置有沿中孔长度方向设置的
复合材料拉索或钢索，所述复合材料拉索或钢索的两端分别固定在封闭钢板上。 所述桥梁主体的两端扣装封闭钢板，所述封闭钢板将多孔梁的各中孔封闭成独立
的空间，封闭钢板与多孔梁的端部螺栓或铆钉固定，所述封闭钢板的侧端面设置有拉紧索
固定件，复数根拉紧索的两端分别连接各拉紧索固定件并从所述桥梁主体的下方拉紧设置
在两封闭钢板间。 该多孔拱形结构的桥承重梁所使用的单梁体可采用一次性挤出工艺成型生产，长
度可以自由选择，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多孔梁后的配合 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。桥承重梁的桥梁主体的两 端采用拉紧索进行拉紧使桥梁主体成拱形结构，其承重程度会较大幅度的增加，同时又不 会破坏单梁体和其组成的桥梁主体的结构完整性，使桥梁主体的强度和稳定性能大幅度提 高。外部设置的拉紧索可以实现该大跨度桥梁施工时的难度和调节便宜度，同时在采用该 桥梁主体的大跨度桥在使用过程中的维护更加方便。 为提高桥梁主体中单梁体的结构强度和稳定性，可以在桥梁主体的两端扣装封闭 钢板，两个封闭钢板通过其扣合外缘与桥梁主体的两端进行螺栓固定，从而将多个单梁体 合并固定在一起，提高其整合强度，在单梁体的每个封闭中孔内可以填充轻质混凝土，并穿 设复合材料拉索或钢索，提高其局部的抗冲击能力。该轻质混凝土可以在部分中孔内设置，也可以在所有中孔内设置，以兼顾桥梁主体的重量和承重提高程度两方面的平衡。穿设在 轻质混凝土中的复合材料拉索或钢索的两端可以固定在封闭钢板上，封闭钢板将多孔梁的 各个中孔封闭成一个个的条形空腔，通过封闭钢板上设置的注浆孔，可向相应的中孔内注 入轻质混凝土，钢索和复合材料拉索预先设置在中孔内，其两端可以固定在封闭钢板上，并 可在注浆完成后穿设在注浆孔上。 拉紧索可以直接固定在桥梁主体下方的两端，也可以通过在桥梁主体两端设置牢 固的拉紧索固定件，实现拉紧索对整个桥梁主体的均衡拉紧作用力。拉索的个数可以根据 桥梁主体的宽度和其采用的单梁体的个数确定，可以在每个单梁体间设置一个或两个拉紧 索，也可以在整个桥梁主体间分布设置多个拉紧索，但以满足合理和稳定的拉紧作用力为 前提。 本实用新型的有益效果在于，该多孔拱形结构的桥承重梁的制作方便，施工成本 低，其结构能够保证施工和桥梁建设使用后的高承重强度和便捷调节功能。其能够适用于 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是本实用新型实施例1的结构示意图； 图2是本实用新型实施例1中桥梁主体的组成结构示意图； 图3是图1的纵向剖面结构示意图； 图4是本实用新型实施例2的结构示意图。
具体实施方式实施例1如图1、图2和图3所示，该多孔拱形结构的桥承重梁主要由拉紧索30、 单梁体11和封闭钢板22、22组成，其桥梁主体10由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，桥梁主体10的两端拉紧设置有拉紧索30，桥梁主体10在拉紧 索30的拉紧下中部呈向上突起的拱形结构。 单梁体间并行排列并沿桥承重梁的长度方向延伸，单梁体11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9个截面为方形结构的中孔。单梁体的上、下外壁向一 侧延伸111和112，形成两个凸部，上、下外壁的另一侧向内凹陷113和114，形成两个与凸 部配合的凹部，彼此相邻的单梁体的凹部与另一单梁体梁的凸部配合扣装形成桥梁主体。 桥梁主体10的两端分别扣装封闭钢板21和22，封闭钢板将多孔梁的各中孔封闭 成独立的空间，封闭钢板与多孔梁的端部用螺栓23固定，拉紧索30分别固定在各对应单梁 体中下方的封闭钢板的拉紧索固定件31和32上，该拉紧索为8根并列设置的纤维增强复 合材料桥索。 实施例2如图4所示，该多孔拱形结构的桥承重梁主要由拉紧索30、单梁体和封闭 钢板21、22组成，其桥梁主体10由内部具有沿梁体长度方向延伸的中孔的8个单梁体并列 组成，桥梁主体的两端拉紧设置有拉紧索30，桥梁主体在拉紧索的拉紧下中部呈向上突起 的拱形结构。[0029] 单梁体间并行排列并沿桥承重梁的长度方向延伸，单梁体11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9个截面为方形结构的中孔。单梁体的上、下外壁向一侧延伸， 形成两个凸部，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梁的凸部配合扣装形成所述桥梁主体。 桥梁主体的两端分别扣装封闭钢板21、22，封闭钢板将多孔梁的各中孔封闭成独 立的空间，封闭钢板与多孔梁的端部螺栓固定，封闭钢板的侧端面设置有拉紧索固定件31、 32，复数根拉紧索的两端分别连接各拉紧索固定件并从所述桥梁主体的下方拉紧设置在两 封闭钢板间。
权利要求一种多孔拱形结构的桥承重梁，包括纤维增强复合材料的单梁体，其特征在于所述桥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桥梁主体，所述桥梁主体的两端拉紧设置有拉紧索，所述桥梁主体在拉紧索的拉紧下中部呈向上突起的拱形结构。
2. 根据权利要求1所述的多孔拱形结构的桥承重梁，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。
3. 根据权利要求1所述的多孔拱形结构的桥承重梁，其特征在于所述单梁体间并行排 列并沿桥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桥梁 主体。
4. 根据权利要求3所述的多孔拱形结构的桥承重梁，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。
5. 根据权利要求1所述的多孔拱形结构的桥承重梁，其特征在于所述拉紧索的两端分 别连接设置桥梁主体两端部的下方，所述拉紧索为复数根并列设置的纤维增强复合材料桥 索。
6. 根据权利要求5所述的多孔拱形结构的桥承重梁，其特征在于所述每个单梁体两端 的中下方均设置有一根拉紧索，所述桥梁主体的两端扣装封闭钢板，所述封闭钢板将多孔 梁的各中孔封闭成独立的空间，封闭钢板与多孔梁的端部螺栓或铆钉固定，拉紧索分别固 定在各对应单梁体中下方的封闭钢板上。
7. 根据权利要求1所述的多孔拱形结构的桥承重梁，其特征在于所述桥梁主体的两端 扣装封闭钢板，所述封闭钢板将多孔梁的各中孔封闭成独立的空间，封闭钢板与多孔梁的 端部螺栓或铆钉固定，所述封闭钢板的下方设置有拉紧索固定件，复数根拉紧索拉紧设置 在两封闭钢板间。
8. 根据权利要求7所述的多孔拱形结构的桥承重梁，其特征在于所述封闭钢板封闭的 部分或全部中孔内填充有轻质混凝土或轻质高密度发泡材料，所述填充有轻质混凝土或轻 质高密度发泡材料的中孔内设置有沿中孔长度方向设置的复合材料拉索或钢索，所述复合 材料拉索或钢索的两端分别固定在封闭钢板上。
9. 根据权利要求1所述的多孔拱形结构的桥承重梁，其特征在于所述桥梁主体的两端 扣装封闭钢板，所述封闭钢板将多孔梁的各中孔封闭成独立的空间，封闭钢板与多孔梁的 端部螺栓或铆钉固定，所述封闭钢板的侧端面设置有拉紧索固定件，复数根拉紧索的两端 分别连接各拉紧索固定件并从所述桥梁主体的下方拉紧设置在两封闭钢板间。
专利摘要一种多孔拱形结构的桥承重梁，包括纤维增强复合材料的单梁体，其特征在于所述桥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桥梁主体，所述桥梁主体的两端拉紧设置有拉紧索，所述桥梁主体在拉紧索的拉紧下中部呈向上突起的拱形结构。该多孔拱形结构的桥承重梁的制作方便，施工成本低，其结构能够保证施工和桥梁建设使用后的高承重强度和便捷调节功能。其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E01D2/00GK201436321SQ200820180249
公开日2010年4月7日 申请日期2008年12月1日 优先权日2008年12月1日
发明者袁悦 申请人:北京海博思强桥梁新技术有限公司