[发明专利]一种带下弦增强系统的复合材料‑金属组合大跨桥

说明书

技术领域

本发明涉及一种应急大跨度桥，具体涉及一种轻质、高承载、大跨度带下弦增强系统的复合材料-金属组合大跨桥，属于工程领域。

背景技术

现有的制式应急桥梁装备多数为金属结构，其中包括为数较多的钢结构和为数较少的铝合金结构。虽然钢材具有强度高、塑性和韧性好、各向受力均匀以及设计计算理论成熟等优点，但是钢制桥梁存在自重大、机动性差、运输车辆多和作业劳动强度大等缺陷，难以满足现阶段应急保障任务不断增强的苛刻需求。如抢险器材中较为常用的装配式公路钢桥，由一系列预制钢桁架片和其它拼装构件组装而成，其单片桁架片的重量约为270kg，自重荷载几乎占整个桥梁设计荷载的约1/4，严重影响了该应急桥梁的承载效率。由于自重较大、拼装连接件数量较多，致使整个桥梁的机动性能差和作业任务大，严重降低了桥梁的拼装和架设效率，不利于应急抢修快速保障作业。

无论从战时角度还是非战争救援行动角度讲，都迫切需要我们寻求新型的应急桥梁装备。结构轻型化、高强化和模块化是应急桥梁装备未来发展的主要方向，新结构的设计、新材料的应用以及新技术工艺的采用是实现结构轻型化的必由之路。轻质的复合材料具有比强度/比模量高、可设计性好、运输架设轻便和耐腐蚀性好等显著优点，其已在民用固定桥梁结构中得到了广泛的应用，比如已建桥梁的加固补强和新建结构的建造。若将这种轻质高强的复合材料应用于应急移动式桥梁器材，可在保证承载能力的前提下降低桥梁自重，提高机动性能和架设速度。

发明内容

有鉴于此，针对目前制式应急桥梁装备中钢桥的一些不足，如自重大、机动性差、运输车辆多和作业劳动强度大、拼装架设效率低等，将材料与结构形式作为一个相互影响的整体，提供一种带下弦增强系统的复合材料-金属组合大跨桥。

所述的带下弦增强系统的复合材料-金属组合大跨桥包括：由一个以上中桥节依次连接所形成的桥梁主体、位于所述桥梁主体两端的边桥节以及位于所述桥梁主体下方的下弦增强系统；

所述中桥节包括：两个平行设置的空间桁架A、固定于每个空间桁架A顶部的铝合金桥面板A、用于连接两个空间桁架的一组横向连杆A以及用于连接两个铝合金桥面板A的一组加强横梁A；所述空间桁架A包括：下弦杆A、一组斜腹杆A、一组互相平行的垂向竖杆A和一组斜向竖杆A；所述下弦杆A上沿其长度方向间隔设置有一组以上由一个垂向竖杆A和两个斜向竖杆A构成的三杆结构，其中两个斜向竖杆A分别位于垂向竖杆A沿桥宽度方向的两侧，且两个斜向竖杆A的下端与垂向竖杆A的下端相连，上端向远离垂向竖杆A的方向延伸后和与其对应的铝合金桥面板A相连；每相邻两个垂向竖杆A的对角线上连接一根斜腹杆A，相邻两个斜腹杆A首尾相连；两个所述空间桁架A的下弦杆A之间通过一组沿下弦杆A长度方向间隔设置的横向连杆A相连，相邻两个所述横向连杆A的对角线上设置有一根斜向连杆A；

所述边桥节也包括两个平行设置的空间桁架B、固定于每个空间桁架顶部的铝合金桥面板B、用于连接两个空间桁架B的一组横向连杆以及用于连接两个铝合金桥面板A的一组加强横梁A；其与所述中桥节的区别在与：所述边桥节中空间桁架B的尾部增设有接地小横梁、加强小竖梁、小纵梁加强梁、接地小纵梁和接地大横梁；且所述铝合金桥面板B为斜面板，其一端与中桥节中铝合金桥面板A处于同一水平高度，另一端向下倾斜后与空间桁架B中的下弦杆B位于同一水平高度；由此所述空间桁架B中垂向竖杆B的长度沿下弦杆B长度方向按铝合金桥面板B与水平面的坡度递减，最终铝合金桥面板B连接在接地大横梁上；所述接地大横梁的两端分别设置接地小横梁，每个接地小横梁的末端设置一个接地小纵梁，所述接地小纵梁的一端与接地小横梁相连，另一端和与其对应侧的下弦杆B相连；在所述接地小纵梁与接地小横梁连接端连接有一个竖直方向的加强小竖梁，所述加强小竖梁的顶部与其正上方位置的铝合金桥面板B相连；所述小纵梁加强梁一端与接地小纵梁的底部相连，另一端斜向上连接铝合金桥面板B；

所述下弦增强系统包括：竖向撑杆、斜向拉杆、纵向拉杆和螺杆调节装置；所述纵向拉杆沿桥梁长度方向设置，纵向拉杆的两端均设置有竖向撑杆和斜向拉杆，纵向拉杆的端部通过螺杆调节装置与竖向撑杆的底部相连，竖向撑杆的顶部与该位置正上方的下弦杆相连；所述斜向拉杆的一端通过螺杆调节装置与竖向撑杆的底部相连，另一端通过螺杆调节装置和双耳座与边桥节的下弦杆B相连；