轻型张弦气承式桥梁的制作方法

本发明属于道路桥梁领域，涉及一种快速架设的临时性桥梁结构及其施工方法。

背景技术：

临时性桥梁既可以迅速抢通被毁坏的现有桥梁，又可以用来开设新的交通线，是保障机动的重要装备。在现代社会中，桥梁器材在抢险救灾中的作用也日益增强，通过架设临时性桥梁，可以保障救援物资车队、工程机械快速跨越障碍物，及时抵达灾区，降低灾情损失。

我军现有的桥梁器材是作为成套制式渡河器材配属于我军的渡河保障分队，可根据作战保障和抢险救灾的实际需要，快速架设临时性桥梁。但其也存在诸多缺陷，主要表现在以下几个方面：(1)现有军用桥梁主要由钢梁和钢板通过焊接制作而成，自重大，所以对运输道路的条件要求较高；(2)桥梁自身体积大，导致运输、伪装困难,在环境不利的道路条件下，连自我保障都难以实现；(3)它架设方式单一,架设机构复杂；并且由于自重大，不能折叠，其运输和架设只能依靠轮式底盘或履带式底盘车辆来进行，无法实现空投、空运，在情况紧急的条件下不能达到及时投入作战使用的要求，可靠性差，适用性低。

技术实现要素：

针对传统应急桥梁自身体积大、重量大、架设时间长、不便于运输的问题，本发明提出了一种轻型张弦气承式桥梁及其施工方法。

本发明的技术方案是：

轻型张弦气承式桥梁，包括气囊、桥跨模块、气囊帘布、帘布压板和钢索，所述气囊由多个长条形或圆柱形的封闭充气囊体组成；气囊帘布通过帘布压板将气囊固定在桥跨模块上，钢索用于将气囊连接固定在桥的两端，所述桥跨模块包含至少2个桥跨单元，各部分均可快速装拆，所述桥跨模块是组成桥梁的刚性结构，多组桥跨模块首尾拼接组成桥梁的桥面；

进一步的，所述气囊体为截面圆形或者鱼目形的柱式封闭充气囊体；

进一步的，所述气囊长度比桥梁的全长略短，优选为桥梁长度的90％左右，桥梁两端超出气囊的部位用于支撑桥体；

进一步的，所述囊体的材料选用气密性好、强度高的柔性材料，优选的，聚氨酯膜、聚氯乙烯膜或聚氯乙烯织物膜材料；

所述囊体工作时充满气，具有较好刚性，承载后，气囊变形小于囊体直径10％；拆卸不用时，所述囊体排净空气，则可以折叠便于携带；

进一步的，所述囊体上设置有充放气阀和压力表，优选的，设置于气囊囊体两端；

进一步的，所述囊体纵向的柱面上还设置有多条限位槽，用于限制钢索的滑动，沿着囊体的长度方向布置，选用搭扣、绳绑或其他公知的连接结构，所述限位槽材料选用与囊体材料一致；

所述桥跨单元是由方形框架、桥面板、铰接接头等组成；所述方形框架由轻质、高强的金属材料或复合材料拼接而成，还可以根据承载需要在其内部设置加强结构；框架两端安装有铰接接头，桥跨单元之间通过铰接接头及接头上的插销实现折叠；方形框架两侧设置有安装气囊帘布的结构；

进一步的，每个桥跨模块内部的各桥跨单元之间根据跨桥单元的数量可以采用“u”形、“n”形或“m”形等对折的方式组成桥跨模块，每个桥跨模块重量便于单人携带；

进一步的，所述方形框架还设置有提手、背带等附属结构，便于搬运及运输；

所述桥面板固定在方形框架上，选用或防滑金属板，或轻便的复合材料，或者其他公知的块装结构，优选的，采用轻便的复合材料以降低桥跨单元重量；

所述铰接接头选用公知的单双耳结构或其他公知的刚性铰链结构，以斜对角对称的形式设置在桥跨单元上；这种设置方式可以确保桥跨单元的互换性，即任意桥跨模块的任意的一个对接边均能相互连接，降低装配难度，便于更换；

所述气囊帘布用于横向包裹气囊，将其固定在桥跨单元上；在气囊的全长范围内，每块桥跨单元均对应一块气囊帘布，采用帘布压板安装在桥跨单元的侧面；所述帘布压板压住气囊帘布端部，将其固定在桥跨单元上，优选的，气囊帘布选用与气囊相同的材料，帘布压板选用硬质材料；

所述钢索穿过囊体的限位槽，两端固定在桥梁两端的桥跨单元上；为确保桥梁的刚性和承载能力，钢索选用承载力大、拉伸率小的钢索；

优选的，钢索上设置有调节松紧的装置，即松紧器；松紧器和钢索固定方式均采用公知技术。

针对上述轻型张弦气承式桥梁，本发明还公开了两种施工方法，具体如下；

一种轻型张弦气承式桥梁施工方法，按照以下步骤进行：

s1-1，将桥跨模块倒扣展开并首尾拼接组成桥面，此时桥面板朝下；

s1-2，将气囊展开并放置在桥面上的指定位置，此时囊体上的限位槽远离桥面；

s1-3，将钢索穿过气囊限位槽并安装固定在桥的两端，用帘布压板安装固定气囊帘布；

s1-4，对气囊充气，充气至指定压力时，采用松紧器调节钢索张紧力；

s1-5，采用辅助工具将轻型张弦气承式桥梁翻转，将其两端支撑组成桥梁；

所述轻型张弦气承式桥梁的拆解过程为其架设过程的反过程。

一种轻型张弦气承式桥梁施工方法，按照以下步骤进行：

s2-1，事先将气囊帘布通过帘布压板安装固定在桥跨单元上，并将钢索穿过气囊的限位槽，组装时将桥跨模块倒扣展开并首尾相接；

s2-2，一边将气囊穿过气囊帘布，一边将气囊展开至指定位置，此时气囊上的钢索远离桥面；

s2-3，将钢索两端安装固定在桥的两端；

s2-4，对气囊充气，充气至指定压力时，采用松紧器调节钢索张紧力；

s2-5，采用辅助工具将轻型张弦气承式桥梁翻转，将其两端支撑组成桥梁；

所述轻型张弦气承式桥梁的拆解过程为其架设过程的反过程。

上述两种施工方法效果相同，后一种方法须在施工前将气囊帘布安装在桥跨单元上，施工速度更快。

本发明的有益效果是：

1)本发明通过采用桥跨模块和气囊等模块化设计组件，能够起到桥梁的快速架设及拆收、运输灵活方便的作用；

2)本发明通过采用气囊和轻质、高强的金属材料或复合材料降低了桥梁的重量和体积，起到了便于运输，满足应急响应需求的作用；

3)本发明通过采用气囊结构，使得桥体能够浮于水面，用作搭建浮游结构体，克服江河、湖泊等障碍。

附图说明

图1为轻型张弦气承式桥梁组装之后的结构示意图；

图2为气囊的结构示意图；

图3为桥跨模块折叠时的结构示意图；

图4为桥跨单元的结构示意图；

图5为方形框架的结构示意图；

图6为气囊帘布在桥跨单元上的安装结构示意图；

图7为桥跨倒扣组装时的结构示意图。

其中，0-轻型张弦气承式桥梁，1-气囊，2-桥跨模块，3-桥跨帘布，4-钢索，10-囊体，11-限位槽，12-充放气阀，13-压力表，20-桥跨单元，21-方形框架，22-桥面板，23-铰接接头，31-帘布压板，41-松紧器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

轻型张弦气承式桥梁0，包括气囊1、桥跨模块2、气囊帘布3、气囊压板31和钢索4，所述气囊1由多个长条形或圆柱形的封闭充气囊体组成；气囊帘布3通过帘布压板31将气囊1固定在桥跨模块2上，所述钢索4用于将气囊1连接固定在桥0的两端，所述桥跨模块包含至少2个桥跨单元，各部分均可快速装拆，所述桥跨模块2是组成桥梁的刚性结构，多组桥跨模块2首尾拼接组成桥梁的桥面；

所述气囊1为封闭充气囊体；

进一步的，所述气囊1为多个长条形，或圆柱形封闭充气囊体10。

进一步的，所述气囊1长度比桥的全长略短；

进一步的，所述囊体10的材料选用气密性好、强度高的柔性材料；

进一步的，工作时，所述囊体10充满气，具有较好刚性，至一定相对压力；拆卸不用时，所述囊体10排净空气，则可以折叠便于携带；

进一步的，所述囊体10上设置有充放气阀12和压力表13，本实施例中设置于气囊囊体10两端；

所述囊体10纵向的柱面上还设置有多条限位槽11，用于限制钢索4的滑动，沿着囊体10的长度方向布置，选用搭扣、绳绑或其他公知的连接结构，所述限位槽11材料选用与囊体10材料一致；

所述桥跨模块2是组成桥梁0的刚性结构，多组桥跨模块2首尾拼接便可组成桥梁0的桥面；

进一步的，每个桥跨模块2包含至少2个桥跨单元20，每个桥跨模块2内部的各桥跨单元20之间根据跨桥单元的数量可以采用“u”形、“n”形或“m”形等对折的方式组成桥跨模块2，每个桥跨模块2重量便于单人携带；

所述桥跨单元20是由方形框架21、桥面板22、铰接接头23等组成；所述方形框架21由轻质、高强的金属材料或复合材料拼接而成，还可以根据承载需要在其内部设置加强结构；方形框架21两端安装有铰接接头23，桥跨单元20之间通过铰接接头23及接头上的插销实现折叠；方形框架21两侧设置有安装气囊帘布3的结构；

本实施例中，所述方形框架21还设置有提手、背带等附属结构，便于搬运及运输；

所述桥面板22固定在方形框架21上，选用或防滑金属板，或轻便的复合材料，或者其他公知的块装结构，优选的，采用轻便的复合材料以降低桥跨单元重量；

所述铰接接头23采用单双耳结构或其他公知的刚性铰链结构，以斜对角对称的形式设置在桥跨单元20上；这种设置方式可以确保桥跨单元20的互换性，即任意桥跨模块2的任意的一个对接边均能相互连接，降低装配难度，便于更换；

所述气囊帘布3用于横向包裹气囊1，将其固定在桥跨单元20上；在气囊1的全长范围内，每块桥跨单元20均对应一块气囊帘布3，采用帘布压板31安装在桥跨单元20的侧面；所述帘布压板31压住气囊帘布3端部，将其固定在桥跨单元20上，优选的，气囊帘布3选用与气囊1相同的材料，帘布压板31选用硬质材料；

所述钢索4穿过囊体的限位槽11，两端固定在桥梁0两端的桥跨单元20上；为确保桥梁0的刚性和承载能力，钢索4选用承载力大、拉伸率小的钢索；

优选的，钢索4上设置有调节松紧的装置，即松紧器41；松紧器41和钢索4固定方式均采用公知技术。

一种轻型张弦气承式桥梁施工方法，按照以下步骤进行：

s1-1，将桥跨模块2倒扣展开并首尾拼接组成桥面，此时桥面板22朝下；

s1-2，将气囊1展开并放置在桥面上的指定位置，此时囊体10上的限位槽11远离桥面；

s1-3，将钢索4穿过气囊1限位槽11并安装固定在桥0的两端，用帘布压板31安装固定气囊帘布3；

s1-4，对气囊1充气，充气至指定压力时，采用松紧器41调节钢索4张紧力；

s1-5，采用辅助工具将轻型张弦气承式桥梁0翻转，将其两端支撑组成桥梁；

所述轻型张弦气承式桥梁的拆解过程为其架设过程的反过程。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处是：所述轻型张弦气承式桥梁的施工方法，按照以下步骤进行：

一种轻型张弦气承式桥梁施工方法，按照以下步骤进行：

s2-1，事先将气囊帘布3通过帘布压板31安装固定在桥跨单元20上，并将钢索4穿过气囊1的限位槽11，组装时将桥跨模块2倒扣展开并首尾相接；

s2-2，一边将气囊1穿过气囊帘布3，一边将气囊1展开至指定位置，此时气囊1上的钢索4远离桥面；

s2-3，将钢索4两端安装固定在桥0的两端；

s2-4，对气囊1充气，充气至指定压力时，采用松紧器41调节钢索4张紧力；

s2-5，采用辅助工具将轻型张弦气承式桥梁0翻转，将其两端支撑组成桥梁；

所述轻型张弦气承式桥梁的拆解过程为其架设过程的反过程。