[发明专利]一种板壳式大跨度轻量机械化桥结构

说明书

本发明公开了一种板壳式大跨度轻量机械化桥结构，包括导梁和桥体，采用模块化分节设计，每节的长度由载具、桥体总长及计算优化结果等方面因素确定，便于桥体运输和快速架桥。桥体与导梁均采用横向钢板夹层结构和纵向钢板夹层结构，一方面可以满足减重需求，另一方面需要增加桥体的抗弯截面系数，满足变形要求，纵向钢板夹层结构承受主要载荷，增加抗弯系数，横向钢板夹层结构增加屈曲稳定性，可以提高屈曲安全系数。

技术领域

本发明涉及机械化桥领域，尤其适合于对于架桥速度、桥体重量有要求的救灾抢险领域。具体地说，是指一种具有板壳式特点、模块化设计、架设速度快的轻量化机械桥。

背景技术

在救灾抢险过程中，时间是制约受灾人员存活率的关键因素。对于地震等自然灾害的救援经验表明，在24小时内救出的人员，其存活率在90％左右；在24～48小时内救出的人员，其存活率则下降至约60％；而在48～72小时内救出的人员，其存活率仅约为30％。

使用大型机械能够显著地提高救援效率。但是，自然灾害不但带来了人员伤亡及经济损失，对于地形地貌往往也有不同程度的影响，并且，天然存在的河流、沟壑等因素同样制约了大型救援机械的到达受灾现场的时间。目前，在救灾抢险过程中，较短距离的机械化桥多多为厚钢板结构，大跨度的机械化桥均为传统桁架结构，这类结构具有的共同特点是单位长度的重量较大，对配套的运输设施及架桥设施均有较高要求。

传统的桁架式机械化桥已经出现70余年，多基于材料力学中的经典梁单元理论进行设计，在减重方面，多依赖于材料性能的提高，结构上，已经很难进行突破。

本发明即针对该种情况，根据有限元理论，依托现代计算机技术，抛弃了桁架结构，转而创新性的采用横板和隔板即板壳式结构，根据分析，在同样跨度下，在满足强度、变形及屈曲稳定性的前提下，能大大减少桥体重量。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和不足，本发明提供了一种板壳式大跨度轻量机械化桥结构，桥的长度方向采用分节模块化设计，每节的长度由载具、桥体总长及计算优化结果等方面因素确定，不同于传统机械化桥为桁架结构，板壳式轻量机械化桥多采用钢板夹层结构，一方面可以满足减重需求，另一方面增加了桥体的抗弯截面系数，满足变形要求，纵向钢板夹层结构承受主要载荷，增加抗弯系数，横向钢板夹层结构增加屈曲稳定性，可以提高屈曲安全系数。本发明的板壳式大跨度轻量机械化桥结构，有效减少机械化桥的桥体重量，同时满足使用过程中强度、变形要求及屈曲稳定性要求。

为实现上述技术目的，本发明采取以下解决方案：

一种板壳式大跨度轻量机械化桥结构，至少包括导梁和桥体，机械化桥在架设过程中，所述导梁铺设完毕后，所述导梁作为铺设所述桥体的轨道；机械化桥在使用过程中，所述导梁用以增加机械化桥的稳定性，其特征在于，所述导梁和桥体在长度方向上均为分节模块式结构，各分节桥体与各分节导梁的长度相当，其中，

--所述分节导梁呈中空箱体结构，包括平行且在高度方向上间隔布置的导梁顶板、导梁底板以及固定设置在所述导梁顶板与导梁底板之间的左、右导梁侧板，所述左、右导梁侧板均沿竖直方向布置，所述导梁顶板、导梁底板、左右导梁侧板围成所述中空箱体结构，其中，

所述导梁顶板、导梁底板均为横向钢板夹层结构，分别包括沿导梁长度方向延伸的上、下水平钢板，上、下水平钢板之间沿导梁宽度方向间隔布置多个竖直钢板，且各竖直钢板均沿导梁长度方向延伸；

所述左、右导梁侧板均为纵向钢板夹层结构，分别包括沿导梁长度方向延伸的两间隔布置的竖直钢板，两竖直钢板之间沿导梁高度方向间隔布置多个水平钢板，且各水平钢板均沿导梁长度方向延伸；

--所述分节桥体，包括一顶部桥板以及固定设置在所述顶部桥板底面上并沿桥体跨度方向布置在所述顶部桥板两侧的左、右跨体，所述左、右跨体之间的宽度与分节导梁的宽度相适配，使得在使用时分节桥体在宽度方向上跨设在所述导梁上，其中，