专利名称：模块化小跨径铝合金桥梁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小跨径铝合金桥梁。
背景技术：
目前我国的桥梁结构多以混凝土和钢结构为主。混凝土材料价格低廉，但结构的体积很大，比较笨重。钢结构相对较轻，但由于钢材容易发生锈蚀，表面需做专门防护，而且需要长期维修保养，后期维护费用很高，很多工程维护费用甚至超过初次建设费用。[0003] 铝合金材料具有轻质高强、耐腐蚀、易加工、易再生、景观效果好、不带磁性、无毒等许多优点，这与目前世界范围内大力推广的环保理念是一致的，确属一种环保型绿色建筑材料。目前国内还几乎没有铝合金桥梁，在国外已有工程实例，但仍然采用传统的结构形式，主梁结构形式为肋板梁或者简易箱梁，形式过于单调，所采用的型材截面是专桥专用，加工安装过程相对复杂，建造成本较高，不能得到实现工厂标准化生产和模块化安装拆卸。[0004] 铝合金桥梁结构系统属于新材料、新结构、新工艺，其尚未得到模块化主要因为以下难题 1、现有型材截面过于简单，不能充分发挥铝合金型材易于挤压成型的优势，为桥梁运营期的其它辅助功能提供便利； 2、加工技术和制作工艺不够成熟，结构构件之间的连接处理粗糙，不能实现模块化生产加工，单个桥梁总造价较高。 同时，现有的铝合金桥梁结构设计型式笨重，不能体现铝合金桥梁轻盈美观的优势。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种模块化小跨径铝合金桥梁结构系统，能够实现工厂标准化生产和模块化安装、拆卸。 为实现上述目的，本实用新型的模块化小跨径铝合金桥梁包括两侧主梁和固连在两侧主梁之间的道板，道板两侧连接有扶手，所述主梁、道板分别由主梁型材、道板型材构成，所述扶手由扶手型材和扶手杆状型材组成，主梁与道板、道板与扶手、主梁与扶手之间的连接皆为可拆卸固定连接。 所述扶手杆状型材包括一一对应的垂杆和斜杆，所述垂杆和斜杆的上端与扶手型材通过螺栓可拆卸固连在一起，垂杆下端通过螺栓可拆卸连接有一连接型材，连接型材的下端与主梁型材的上端通过螺栓可拆卸连接在一起，沿顺桥向，所述斜杆的底端与其邻近的连接型材通过螺栓可拆卸固定连接。 沿截面方向，所述主梁型材在其上、下、外、内四个方向上分别凸设有上槽孔、下槽孔、外槽孔、内槽孔，所述四个方向上的槽孔均包括依次连通的槽口、槽腹和槽底，槽口面积小于槽腹，槽腹内设有连接滑块；所述两侧主梁型材的下槽孔内的连接滑块通过螺栓向下可拆卸连接有下横杆，下横杆两两成对平行并排设置；每一对下横杆的间隙的两端皆插设有一纵向加固杆状型材，该纵向加固杆状型材的底端与该对下横杆的两端通过螺栓可拆卸固连在一起，纵向加固杆状型材的中下部通过螺栓与所述外槽孔内的连接滑块可拆卸固连在一起，纵向加固杆状型材的顶部通过铆钉与一连接铝板的一端可拆卸固连在一起，连接铝板的另一端与扶手的一垂杆通过铆钉固连在一起；所述两侧主梁型材之间设有横桥向的中部杆状型材，中部杆状型材的两端分别与两侧主梁型材内槽孔中的连接滑块通过螺栓可拆卸固连在一起，中部杆状型材的上表面沿顺桥向均匀固连有两个以上的支撑杆状型材，支撑杆状型材的上表面通过横撑与道板型材的下表面固定连接；所述连接型材的下端通过
螺栓与主梁型材上槽孔内的连接滑块可拆卸固连在一起。[0012] 所述扶手型材的内外两侧均设有插板。[0013] 本实用新型具有如下的优点 1.本实用新型结构简单，使用方便，能够实现工厂标准化生产和模块化安装、拆
卸，便于推广应用，尤其适合建造小跨径的人行街桥、跨河桥梁、码头栈桥等。 2.扶手与主梁型材的连接方式简单可靠，便于组装和拆卸。 3.道板型材、主梁型材以及下横杆等的设置及连接方式便于组装和拆卸。各型材的结构能够充分发挥铝合金型材易于挤压成型的优势，为桥梁运营期的其它辅助功能提供便利。 4.扶手型材的内外两侧均设有插板，这样就使扶手型材的外表面更平滑，同时也更美观。
图1是实施例一的结构示意图；图2是图1的A-A断面图；图3是图2的B-B断面图；图4是实施例一中主梁型材的截面图；图5是实施例一中连接型材的截面图；图6上实施例一中扶手型材的截面图；图7是实施例一中杆状型材的截面图；图8是实施例一中连接滑块的主视结构示意图；图9是实施例一中连接滑块的右视结构示意图；图10是实施例一中道板型材的结构示意图；图11是实施例一中的主梁型材、扶手杆状型材以及连接型材的连接示意图图12是实施例一中的扶手型材与扶手杆状型材的连接示意图；图13是实施例二中扶手型材的截面图；图14是实施例二中扶手型材与扶手杆状型材的连接示意图；图15是实施例二中道板型材的结构示意图；图16是实施例三中扶手型材的截面图；图17是实施例三中的扶手型材与扶手杆状型材的连接示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，本实用新型的模块化小跨径铝合金桥梁包括两侧主梁和固连在两侧主梁之间的道板，道板两侧连接有扶手。所述主梁、道板分别由主梁型材1、道板型材8构成，所述扶手由扶手型材5和扶手杆状型材组成。如图2和图4所示，沿截面方向，所述主梁型材1在其上、下、外、内四个方向上分别均匀凸设有上槽孔1A、下槽孔1B、外槽孔1C、内槽孔1D，所述四个方向上的槽孔均包括依次连通的槽口 a、槽腹b和槽底c，槽口 a面积小于槽腹b，如图2、图4和图8、图9所示，槽腹b内设有连接滑块7 ;以图4所示的上槽孔为例(其余三槽孔与上槽孔的结构相同)，槽腹的宽度Sl和厚度H2比图8、图9所示的连接滑块7的宽度S10和厚度H20分别大lmm 2mm，便于滑块在上槽孔内移动；上槽孔的壁厚Hl至少为3mm，以保证结构受力要求；槽底的C的纵向高度H3至少为2mm，以保证连接用螺栓头能够外伸出槽腹b中的滑块7 ;槽腹宽度Sl比槽口的开口宽度S0至少大3mm，以保证滑块7不会滑出上槽孔；槽口的开口宽度S0应大于所采用的连接螺栓直径，连接螺栓的直径为12mm 24mm ;上槽孔外侧宽度S比槽腹宽度Sl至少大2mm，以满足结构受力要求。[0036] 如图1、图2和图6、图7所示，所述扶手杆状型材采用图7所示的杆状型材，包括一一对应的垂杆6A和斜杆6B，所述垂杆6A和斜杆6B的上端与扶手型材5通过螺栓可拆卸固连在一起，垂杆6A的下端插入一连接型材2的上开口 2A中并与上开口 2A的槽壁通过螺栓可拆卸连接在一起。连接型材2的下端通过螺栓与上槽孔1A的槽腹b内的连接滑块7可拆卸固连在一起。图4中上槽孔1A外侧形状与图5中连接型材2下开口的形状相同，但图4中上槽孔外侧宽度S比图5中的连接型材2下开口 2B的顶部宽度S'至少大lmm，便于连接型材2沿图4中槽孔的外侧移动。沿指向桥心的顺桥向，所述斜杆6B的底端与其邻近的连接型材2通过螺栓可拆卸固定连接。如图6所示，扶手型材5的两侧均设有插板5A，从而将扶手型材上用来与垂杆6A和斜杆6B连接的螺栓遮挡在内部。[0037] 如图1至图3所示，所述两侧主梁型材1的下槽孔1B内的连接滑块7通过螺栓向下可拆卸连接有下横杆IO，下横杆10两两成对平行并排设置；每一对下横杆10的间隙的两端皆插设有一纵向加固杆状型材21，该纵向加固杆状型材21采用图7所示的杆状型材，其底端与该对下横杆10的两端通过螺栓可拆卸固连在一起，纵向加固杆状型材21的中下部通过螺栓与所述外槽孔1C内的连接滑块7可拆卸固连在一起，纵向加固杆状型材21的顶部通过铆钉11与一连接铝板9的一端可拆卸固连在一起，连接铝板9的另一端与扶手的一垂杆6A通过铆钉11固连在一起。 如图1至3所示，所述两侧主梁型材1之间还设有横桥向的中部杆状型材22，中部杆状型材22的两端分别与两侧主梁型材内槽孔1D中的连接滑块7通过螺栓可拆卸固连在一起，中部杆状型材22的上表面沿顺桥向均匀固连有三排支撑杆状型材23，支撑杆状型材23的上表面固连有横撑12，如图3所示横撑12两侧设有角铝24，角铝24的上表面与道板型材8通过铆钉ll相铆接。 与道板型材8的下表面固定连接。中部杆状型材22和支撑杆状型材23均采用图7所示的杆状型材。 图5中的连接型材2用于连接图4的主梁型材1和图7的杆状型材，其截面尺寸需要满足以下要求 1)上开口的内侧宽度B0比图7中杆状型材的宽度Cl或者C2大0. 5mm lmm，以保证图7的杆状型材能插入图5中的上开口 ； 2)上开口的外侧宽度Bl比内侧宽度B0至少大6mm，以保证连接型材2的结构强度；[0043] 3)上开口的长度L至少大于100mm，以保证采用螺栓连接时螺栓的间距能满足国家规范中的构造要求； 4)连接型材2的中部壁厚tl、底部壁厚t2和侧壁壁厚t3皆至少大于3mm，以保证连接型材2的结构强度。 图6中扶手型材5的截面尺寸需要满足以下要求 1)扶手型材5下开槽的宽度B6与图5中上开口的内侧宽度B0相同，比图7中杆状型材的宽度Cl或者C2大0. 5mm lmm，以保证图7的杆状型材能插入图3中的下开口 。[0047] 2)扶手型材壁厚t5和t6至少大于3mm，具体厚度根据结构承载能力设计要求确定； 3)扶手型材两侧槽口宽度S2根据连接用螺栓的螺帽厚度确定，与螺帽的厚度相同；4)插板5A的厚度H0为2mm-4mm，扶手型材两侧插槽5B的宽度比插板5A的厚度H0大lmm，插槽的挡块厚度tx至少大于2mm，插槽深度h至少大于3mm ;[0050] 5)扶手型材的宽度B2由内孔宽度B6、挡块厚度tx、扶手型材侧壁5C壁厚t5、插槽5B的挡块与侧壁5C的距离S2、插板5A的厚度H0确定； 6)扶手型材高度H至少要大于100mm，以保证采用螺栓连接时螺栓的间距能满足国家规范中的构造要求。 7)插板5A的高度H4由图6中型材的高度H、扶手型材5的顶壁壁厚t6和插槽深度h确定。 图7为杆状型材的截面，其截面尺寸满足以下要求 杆状型材的宽度Cl或C2由图5中上开口的内侧宽度B0和图6中的扶手型材内孔宽度B6(B0与B6长度相等)确定，另一宽度C2或者Cl以及壁厚t4根据结构承载能力设计要求确定。 图8为图4中主梁型材槽孔内专用的滑块，其截面尺寸满足以下要求[0056] 1)滑块的宽度S10和厚度H20分别由图4中槽腹的宽度Sl和厚度H2确定；[005" 2)滑块的厚度H20至少要大于3mm ; 3)滑块的开孔直径R3由所采用的连接螺栓直径确定，直径一般为12mm 24mm ; 4)滑块可以采用铝合金或者不锈钢材料制作。 图10为道板型材8的截面图，其截面尺寸满足以下要求 1)道板高度H8为40mm 100mm ; 2)道板的壁厚底壁tl3、顶壁t14和纵壁t15均至少为3mm ; 3)道板小悬臂长度L2至少为10mm，能满足单排铆钉或者小螺栓的构造布置要求；4)道板拼接后的实际宽度Ll的尺寸范围为100mm 300mm。 将本实用新型中的各型材组装成模块化小跨径铝合金桥梁的步骤如下 1)将滑块7装入两侧主梁型材1各槽孔的槽腹b内。 2)通过螺栓4连接图4中的主梁型材1、图5中的连接型材2和图7中的杆状型材，见图ll所示。 3)通过螺栓4连接图6中的扶手型材、图7中的杆状型材，见图12所示。图6中的插板封闭图6中扶手型材的的槽孔以美化扶手外观。 4)在主梁型材的下方通过滑块7和连接螺栓4连接下横杆10，在下横杆10的两侧端部通过螺栓连接纵向加固杆状型材21，利用螺栓4将纵向加固杆状型材的中下部同外槽孔1C内的滑块7连接起来，再通过铆钉11将纵向加固杆状型材21的顶部与连接铝板9连接起来，将连接铝板9的另一端与扶手垂杆6A通过铆钉11连接起来。[0070] 5)将图4中两侧主梁型材内槽孔1D中的连接滑块7与中部杆状型材22的两端通过螺栓相连接，在中部杆状型材22的上表面沿顺桥向均匀固定连接(可以是焊接，也可以是其他形式的固定连接)三排支撑杆状型材23，支撑杆状型材23的上表面固连有横撑12 (可以是焊接，也可以是其他形式的固定连接)，将横撑12两侧的角铝24通过铆钉11与道板型材8相铆接。连接完毕后的本实用新型如图1至图3所示。[0071] 实施例二 如图13至图15所示，本实施例与实施例一的不同之处在于 1.扶手型材5结构不同，本实施例采用的扶手结构如图13、图14所示，扶手型材
5的截面尺寸满足以下要求 1)扶手型材5下开槽的宽度B6与图5中连接型材上开口的内侧宽度B0相同，比图7中杆状型材的宽度Cl或者C2大0. 5mm lmm，以保证杆状型材能插入图13中的下开槽； 2)扶手型材5侧壁厚t7、底部壁厚t8和上部壁厚t9皆至少大于3mm，具体厚度根据结构承载能力设计要求确定； 3)扶手型材5两侧槽口宽度S3根据连接用螺栓的螺帽厚度确定，与螺帽的厚度相同； 4)插板5A的厚度为2mm-4mm，两侧插槽5B的宽度比插板5A的厚度大0. 5mm lmm，上插槽深度H6至少大于5mm ; 5)插板高度H5至少要大于100mm，以保证采用螺栓连接时螺栓的间距能满足国家规范中的构造要求。 6)扶手型材5上部圆孔的直径R4的大小根据结构承载能力设计要求确定；[0080] 7)扶手型材5底部圆槽的直径R5的大小根据扶手下部所要连接的护栏形式确定。[0081] 2.道板型材8结构不同，本实施例采用的道板型材的结构如图15所示，除道板之间连接方式由图10中的小悬臂搭接改为榫铆结构外其截面尺寸要求与道板1 一样，道板两侧分别设置榫头8A和榫槽8B，相邻道板之间以插入形式连接，对榫头8A和榫槽8B的要求为 1)榫头8A长度L2至少10mm ; 2)榫头8A的凸出部分半径R7比榫槽8B的半径R8小0. 5mm lmm。 3.将本实用新型中的各型材组装成模块化小跨径铝合金桥梁的步骤3为通过螺
栓4连接图13中的扶手型材5、图7中的杆状型材，见图14所示。图12中的插板5A封闭
图12中扶手型材的的槽孔以美化扶手外观。 实施例三[0086] 如图16、图17所示，本实施例与实施例一的不同之处在于 1.扶手型材结构不同，本实施例采用的扶手结构如图16、图17所示。本实施例的扶手型材5的结构尺寸需要满足以下要求 1)扶手型材5下开槽的宽度B6与图5中上开口的内侧宽度B0相同，比图7中杆状型材的宽度Cl或者C2大0. 5mm lmm，以保证杆状型材能插入图5中的下开槽；[0089] 2)扶手型材5顶部壁厚tl0、侧壁壁厚tll和肩部壁厚t12皆至少大于3mm，具体厚度根据结构承载能力设计要求确定； 3)扶手型材5两侧槽口宽度S4根据连接用螺栓的螺帽厚度确定，与螺帽的厚度相同；4)扶手型材5两侧插槽5B的宽度比插板5A的厚度HO大0. 5mm lmm ; 5)插板5A的厚度HO为2mm-4mm，插板5A的高度H7至少要大于100mm，以保证采
用螺栓连接时螺栓的间距能满足国家规范中的构造要求； 6)扶手型材5底部圆槽的直径R6的大小根据扶手下部所要连接的护栏形式确定。[0094] 2.将本实用新型中的各型材组装成模块化小跨径铝合金桥梁的步骤3为通过螺栓4连接图16中的扶手型材、图7中的杆状型材，见图17所示。图16中的插板5A封闭图6中扶手型材的的槽孔以美化扶手外观。
权利要求模块化小跨径铝合金桥梁，包括两侧主梁和固连在两侧主梁之间的道板，道板两侧连接有扶手，其特征在于所述主梁、道板分别由主梁型材、道板型材构成，所述扶手由扶手型材和扶手杆状型材组成，主梁与道板、道板与扶手、主梁与扶手之间的连接皆为可拆卸固定连接。
2. 根据权利要求1所述的模块化小跨径铝合金桥梁，其特征在于所述扶手杆状型材 包括一一对应的垂杆和斜杆，所述垂杆和斜杆的上端与扶手型材通过螺栓可拆卸固连在一 起，垂杆下端通过螺栓可拆卸连接有一连接型材，连接型材的下端与主梁型材的上端通过 螺栓可拆卸连接在一起，沿顺桥向，所述斜杆的底端与其邻近的连接型材通过螺栓可拆卸 固定连接。
3. 根据权利要求2所述的模块化小跨径铝合金桥梁，其特征在于沿截面方向，所述主 梁型材在其上、下、外、内四个方向上分别凸设有上槽孔、下槽孔、外槽孔、内槽孔，所述四个 方向上的槽孔均包括依次连通的槽口、槽腹和槽底，槽口面积小于槽腹，槽腹内设有连接滑 块；所述两侧主梁型材的下槽孔内的连接滑块通过螺栓向下可拆卸连接有下横杆，下横杆 两两成对平行并排设置；每一对下横杆的间隙的两端皆插设有一纵向加固杆状型材，该纵 向加固杆状型材的底端与该对下横杆的两端通过螺栓可拆卸固连在一起，纵向加固杆状型 材的中下部通过螺栓与所述外槽孔内的连接滑块可拆卸固连在一起，纵向加固杆状型材的 顶部通过铆钉与一连接铝板的一端可拆卸固连在一起，连接铝板的另一端与扶手的一垂杆 通过铆钉固连在一起；所述两侧主梁型材之间设有横桥向的中部杆状型材，中部杆状型材的两端分别与两侧 主梁型材内槽孔中的连接滑块通过螺栓可拆卸固连在一起，中部杆状型材的上表面沿顺桥 向均匀固连有两个以上的支撑杆状型材，支撑杆状型材的上表面通过横撑与道板型材的下 表面固定连接；所述连接型材的下端通过螺栓与主梁型材上槽孔内的连接滑块可拆卸固连在一起。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的模块化小跨径铝合金桥梁，其特征在于所述 扶手型材的内外两侧均设有插板。
专利摘要本实用新型公开了一种模块化小跨径铝合金桥梁，包括两侧主梁和固连在两侧主梁之间的道板，道板两侧连接有扶手，所述主梁、道板分别由主梁型材、道板型材构成，所述扶手由扶手型材和扶手杆状型材组成，主梁与道板、道板与扶手、主梁与扶手之间的连接皆为可拆卸固定连接。本实用新型结构简单，使用方便，能够实现工厂标准化生产和模块化安装、拆卸，便于推广应用，尤其适合建造小跨径的人行街桥、跨河桥梁、码头栈桥等。
文档编号E01D15/133GK201459589SQ20092009182
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者温庆杰 申请人:温庆杰