专利名称：一种便携式整体预制圬工拱桥结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及拱形桥梁技术领域，特别涉及一种便携式整体预制圬工拱桥结 构。
背景技术：
目前大多数由钢筋混凝土作为主要建筑材料的桥梁结构在服役较短期限后都出 现了由于钢筋腐蚀而引起的耐久性能下降的问题，从而导致其维护费用大幅上升，更有甚 者失去交通承载能力。圬工拱桥由于其特殊的受力性能对钢筋的使用量较低，因此成为解决耐久性问题 的有效途径。但是由于圬工拱桥施工难度大和施工成本高等问题的束缚而很难获得更进一 步的突破，其其繁琐而危险的施工过程造成这一结构体系正在慢慢淡出桥梁工程领域。目前国际上所开展的圬工拱桥的研究工作，大多为预制拱圈的研究，但是现有的 预制拱圈由于为整体预制成型，其结构由于预制成型后，整体结构已经提前成拱，由于拱结 构特殊的受力性能，造成其容易在运输途中被损坏，预制拱圈的运输和安装不便，难以广泛 应用。
发明内容本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种材料成本低，施工效率 高，承载能力好，使用寿命长的便携式整体预制圬工拱桥结构。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案。—种便携式整体预制圬工拱桥结构，它包括拱圈，拱圈与桥面之间填充有桥体，所 述拱圈包括由多个预制拱块依次排列组成的主体，以及固定贴覆于所述主体上表面的纤维 增强复合材料连接层，每相邻两个所述预制拱块的侧面相互贴合，所有所述预制拱块的下 表面组成拱圈下表面，所述纤维增强复合材料连接层与每一预制拱块上表面固定连接，所 述拱圈上表面设置有吊环；所述拱圈两端分别设置有基座，所述基座开设有与拱圈端部相 匹配的卡槽，所述拱圈两端分别卡嵌于所述卡槽内。进一步地，所述主体由多个相同的预制拱块依次排列组成。其中，所述预制拱块一侧面凸设有连接部，另一侧面凹设有与所述连接部相匹配 的连接槽。其中，所述纤维增强复合材料连接层通过螺栓和/或剪力键固接于所述主体上表根据以上所述的，所述纤维增强复合材料连接层与所述主体上表面之间粘结有高 强树脂粘结层。其中，所述拱圈包括多个并排排列的主体，所有主体通过连接构件固定成整体。所述桥体侧面设置有端板，所述端板与桥体通过连接筋连接。本实用新型有益效果为本便携式整体预制圬工拱桥结构包括拱圈，拱圈与桥面之间填充有桥体，所述拱圈包括由多个预制拱块依次排列组成的主体，以及固定贴覆于所 述主体上表面的纤维增强复合材料连接层，每相邻两个所述预制拱块的侧面相互贴合，所 有所述预制拱块的下表面组成拱圈下表面，所述纤维增强复合材料连接层与每一预制拱块 上表面固定连接，所述拱圈上表面设置有吊环；所述拱圈两端分别设置有基座，所述基座开 设有与拱圈端部相匹配的卡槽，所述拱圈两端分别卡嵌于所述卡槽内；本实用新型可先预 制所述预制拱块，并通过所述纤维增强复合材料连接层将所有预制拱块连接成一整体；施 工时通过吊环吊起，每相邻两预制拱块的侧面相互贴合而形成拱形的拱圈，主体两端卡嵌 入所述基座而固定后，在各预制拱块的相互挤压作用下，主体保持成拱的拱形；本实用新型 施工效率高，承载能力强，且桥体可由建筑圬工材料填充而成，材料成本低。
利用附图对本实用新型作进-任何限制。
-步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的
图1是本实用新型的一种便携式整体预制圬工拱桥结构的结构示意图<
图2是本实用新型的拱圈局部示意图。
图3是本实用新型的拱圈在未吊装施工时的局部示意图。
图4是本实用新型的预制拱块设置有连接块的示意图。
图5是本实用新型的一种便携式整体预制圬工拱桥结构的剖面示意图,
图6是本实用新型的端板与桥体的连接示意图。
图1、图2、图3、图4、图5和图6中包括
112-13— 2—— 5一
-拱圈 一连接槽 一吊环
111-
面板 桥端
11—预制拱块
12——纤维增强复合材料层
14——高强树脂粘结层 15—— 3——桥体4——基座
6——连接筋。
_连接部
-夹角
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明，见图1 图6所示，一种便携式整体 预制圬工拱桥结构，它包括拱圈1，拱圈1与桥面2之间填充有桥体3，所述拱圈1包括由多 个预制拱块11依次排列组成的主体，以及固定贴覆于所述主体上表面的纤维增强复合材 料连接层12，每相邻两个所述预制拱块11的侧面相互贴合，所有所述预制拱块11的下表 面组成拱圈1下表面，所述纤维增强复合材料连接层12与每一预制拱块11上表面固定连 接，所述拱圈1上表面设置有吊环13 ；所述拱圈1两端分别设置有基座4，所述基座4开设 有与拱圈1端部相匹配的卡槽，所述拱圈1两端分别卡嵌于所述卡槽内。其中，所述主体由多个预制拱块11依次排列组成，亦即是说，各个预制拱块11的 侧面依次接触贴合，预制拱块11的上表面依次相连组成主体的拱形上表面，预制拱块11的 下表面依次相连组成主体的拱形下表面。每一预制拱块11的上表面宽度宽于下表面宽度， 各预制拱块11水平排列时，每两相邻预制拱块11上端相抵，下端形成有间隙，两预制拱块 11相对的侧面形成有夹角。[0030]见图1、图2、图3所示，该圬工拱桥在施工过程中，根据设计需要在施工现场浇注 基座4，同时根据拱圈1的拱形分段切割而得到各预制拱块11的形状，以在混凝土构件预制 车间预制所述预制拱块11，完成预制拱块11的制作后，将各预制拱块11依次排列，再在所 有预制拱块11上表面固定贴覆所述纤维增强复合材料连接层12，通过纤维增强复合材料 连接层12将各预制拱块11连接成一整体结构；由于个预制拱块11已通过所述纤维增强复 合材料连接层12连接成整体，并不需要将预制拱块11分块运至施工现场安装，这降低了施 工难度，提高了施工效率；同时又由于所述纤维增强复合材料连接层12为柔性材料，所述 整体结构并未成拱，避免了运输途中由于碰撞而破坏拱圈1的拱形结构，故而具有良好的 便携性；完成排列和固接纤维增强复合材料连接层12后，即可运至施工现场进行安装；在 施工现场，通过所述吊环13吊起主体，在自身重力和纤维增强复合材料连接层12的拉力相 互作用下，各预制拱块11相互挤压，每两相邻的预制拱块11相对的侧面相互贴合，夹角消 失，从而使所有预制拱块11依次贴合、各预制拱块11下表面依次相连而形成拱形主体，所 述纤维增强复合材料连接层12延展变形而形成所述拱圈1上表面；将组成拱圈1两端部的 预制拱块11分别卡嵌入两基座4的卡槽内后，拱圈1的拱形即由于各预制拱块11的相互 抵压而固定，从而完成拱圈1的安装。完成了拱圈1安装后，依次填充桥体3，铺设桥面2，即可完成本圬工拱桥的施工。 其中，桥体3可由建筑圬工材料填充而成，充分利用了水泥固体废弃物和建筑及其它工业 废渣废料，材料成本低，且圬工材料的回收利用有利于环保。本实用新型的拱圈1、基座4、 桥体3和桥面2均可采用混凝土或圬工材料制备，而所述纤维增强复合材料连接层12所用 的纤维增强复合材料柔韧性好，变形余量大，沿纤维方向抗拉强度高，耐腐性性好，作为拱 圈1的连接构件，保证了拱圈1的整体性，从而保证了拱桥承载能力和使用寿命，因而不需 使用钢筋材料作为骨架，减少了钢筋材料的应用，避免了钢筋腐蚀对拱桥使用寿命的影响。其中，所述主体可以由多个相同的预制拱块11依次排列组成。依照预制拱块11 形状获取的原理，各预制拱块11的上表面和下表面均为弧形面，然而实际生产中，由于该 弧形面弧高较低，弧面近似于平面，故而采用平面替代弧面并不会影响成拱质量，因而，将 拱圈1形状等距分割而成各预制拱块11形状，并以平面替代各预制拱块11的弧形表面是 完全可行的，因而可以由多个相同预制拱块11依次排列组成主体。这样预制所述预制拱块 11时，可采用同一模具浇注预制，一方面提高了预制拱块11浇注模具的通用性，降低了模 具制造成本，提高了预制效率，另一方面也提高了预制拱块11的通用性，减少了预制拱块 11的配合误差，提高了组装效率和安装精度。见图4所示，本实用新型所述预制拱块11 一侧面凸设有连接部111，另一侧面凹设 有与所述连接部111相匹配的连接槽112。本实用新型所述的拱圈1，其承载能力，也就是 其拱形稳固程度，取决于各预制拱块11相互抵压贴合的整体性。设置所述连接部111和连 接槽112，则预制拱块11相互接触抵压时，一个预制拱块11的所述连接部111与另一预制 拱块11的所述连接槽112相互配合，亦即是两相邻预制拱块11相互扣合而难以脱开，这提 高了拱圈1的整体性，增强了拱圈1拱形稳固程度，进一步提高了本实用新型的使用寿命和 使用可靠性。当然，所述连接部111也可以采用锯齿形、弧形等其它形状的连接部，只要使 预制拱块11的侧面为非平面即可达到目的。其中，所述纤维增强复合材料连接层12通过螺栓和/或剪力键固接于所述主体上
5表面。以螺栓为例，可以在浇筑预制拱块11时预埋连接螺栓，在预制拱块11上表面铺设纤 维增强复合材料连接层12时，使所述连接螺栓贯穿纤维增强复合材料连接层12，并在纤维 增强复合材料连接层12上表面压上连接板，拧上连接螺栓，即可使纤维增强复合材料连接 层12连接于预制拱块11上表面。本实用新型可以通过螺栓连接纤维增强复合材料连接层 12和预制拱块11，也可通过剪力键连接纤维增强复合材料连接层12和预制拱块11，当然， 也可以同时设置螺栓和剪力键用以纤维增强复合材料连接层12和预制拱块11。作为纤维增强复合材料连接层12和预制拱块11的连接方式，所述纤维增强复合 材料连接层12与所述主体上表面之间也可以采用高强树脂粘结层14粘接结合。这种连接 方式不会破坏纤维增强复合材料连接层12的结构。当然，本实用新型也可以采用采用高强 树脂粘结层14粘接结合，同时使用螺栓和/或剪力键连接的复合连接方式。其中，所述拱圈1包括多个并排排列的主体，所有主体通过连接构件固定成整体。 这样可以通过改变所述主体的排列数量而建造不同宽度的拱桥，这提高了预制拱块11的 通用性。见图5和图6所示，所述桥体3侧面设置有端板5，所述端板5与桥体3通过连接 筋6连接。所述连接筋6与端板5有效解决了圬工材料推力不足的问题，提高了桥体3的 承载能力。以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述 的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
权利要求一种便携式整体预制圬工拱桥结构，它包括拱圈，拱圈与桥面之间填充有桥体，其特征在于所述拱圈包括由多个预制拱块依次排列组成的主体，以及固定贴覆于所述主体上表面的纤维增强复合材料连接层，每相邻两个所述预制拱块的侧面相互贴合，所有所述预制拱块的下表面组成拱圈下表面，所述纤维增强复合材料连接层与每一预制拱块上表面固定连接，所述拱圈上表面设置有吊环；所述拱圈两端分别设置有基座，所述基座开设有与拱圈端部相匹配的卡槽，所述拱圈两端分别卡嵌于所述卡槽内。
2.根据权利要求1所述的一种便携式整体预制圬工拱桥结构，其特征在于所述主体 由多个相同的预制拱块依次排列组成。
3.根据权利要求2所述的一种便携式整体预制圬工拱桥结构，其特征在于所述预制 拱块一侧面凸设有连接部，另一侧面凹设有与所述连接部相匹配的连接槽。
4.根据权利要求3所述的一种便携式整体预制圬工拱桥结构，其特征在于所述纤维 增强复合材料连接层通过螺栓和/或剪力键固接于所述主体上表面。
5.根据权利要求1 4任意一项所述的一种便携式整体预制圬工拱桥结构，其特征在 于所述纤维增强复合材料连接层与所述主体上表面之间粘结有高强树脂粘结层。
6.根据权利要求5所述的一种便携式整体预制圬工拱桥结构，其特征在于所述拱圈 包括多个并排排列的主体，所有主体通过连接构件固定成整体。
7.根据权利要求6所述的一种便携式整体预制圬工拱桥结构，其特征在于所述桥体 侧面设置有端板，所述端板与桥体通过连接筋连接。
专利摘要一种便携式整体预制圬工拱桥结构，包括拱圈、桥面与桥体，拱圈包括由多个预制拱块依次排列组成的主体，以及固定贴覆于主体上表面的纤维增强复合材料连接层，每相邻两个预制拱块的侧面相互贴合，所有预制拱块的下表面组成拱圈下表面，纤维增强复合材料连接层与每一预制拱块上表面固接，拱圈两端分别卡嵌于设置有卡槽的基座内；本实用新型可先预制预制拱块，并通过纤维增强复合材料连接层将所有预制拱块连接成一整体；施工时通过吊环吊起成拱，主体两端卡嵌入基座而固定后，在各预制拱块的相互挤压作用下，主体保持成拱的拱形；本实用新型施工效率高，承载能力强，且桥体可由建筑圬工材料填充而成，材料成本低。
文档编号E01D4/00GK201704615SQ20102024902
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者郑愚 申请人:东莞理工学院