Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
STRETCHABLE ROAD BRIDGE AND MANUFACTURING AND CONSTRUCTION METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/060783
Kind Code:
A1
Abstract:
A stretchable road bridge and a manufacturing and construction method therefor, which relate to the field of road bridges. The stretchable road bridge may be stretched into a road or a bridge, and comprises a bridge, a bridge pier and a bridge deck, wherein the bridge is a unit structure positioned by a plurality of chord members (1), web members (3) and zero members (4) at junctions by means of tapered positioning pins (45), fastened by means of keyed large taper pins (15), and fixedly connected by means of junction plates (9); the bridge is erected on the bridge pier; and the bridge deck is made of equal-strength box-type beams or continuous beams. The present invention is stretched into a bridge and can bear weight, and facilitates storage and transportation after being compressed; manufacturing via machining is used under tooling constraints, and standardized mass production is achieved; a new process is used for construction, such that the construction is safe and reliable; and the road bridge has very low assembly stress, large rigidity and a small deflection. In the construction procedure, the structure is automatically stable, has a short construction period, a long service life, allows for very simple damage repair, is energy saving and environmentally friendly, and is highly cost effective; and the method is suitable for the construction of various types of road bridges.

Inventors:
ZHENG XIAOQUN (CN)
ZHENG YIMING (CN)
Application Number:
PCT/CN2022/000108
Publication Date:
April 20, 2023
Filing Date:
August 17, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ZHENG XIAOQUN (CN)
ZHENG YIMING (CN)
International Classes:
E01D15/00; E01D12/00; E01D15/12; E01D19/00; E01D21/00
Foreign References:
CN114293455A2022-04-08
CN107905087A2018-04-13
CN2084077U1991-09-04
CN204417994U2015-06-24
CN2075735U1991-04-24
CN106426277A2017-02-22
CN205775785U2016-12-07
CN106498839A2017-03-15
JP2014145203A2014-08-14
US20070044415A12007-03-01
Other References:
XIA ZHI-YUAN , DOND JUN , CHI PEI: "Application and Development of Deployable Bridge", WORLD BRIDGES, vol. 41, no. 6, 28 November 2013 (2013-11-28), pages 28 - 32, XP093056440, ISSN: 1671-7767
Download PDF:
Claims:
权 利 要 求 书

1 .《一拉得路桥》,一经展拉就能成路、成桥,其特征是它包括桥墩、桥梁和桥面,所述的 桥梁是由弦杆 1、腹杆 3、零杆 4在相交的结点盒处插入定位销 45后,固嵌带键槽的厚壁锥套 管 2 ,用三个或五个带键的大锥销 15插入连接并用螺母 17紧固,在路桥结构展拉时,拔掉定 位销,松解大锥销,上有槽无键,当路桥结构展拉成型时插入定位销,紧固大锥销并轻击键 入槽,后再用标准结点板固连成一体的杆系单元结构 ,所述桥梁每个单元结构包括二个刚 性三角形,刚性三角形是由在同一平面的一根弦杆和 一根零杆组成的整体刚性曲杆(也可 是分体后固连成整体),曲杆夹角为 90° ,还包括一根腹杆,曲杆与腹杆围成一刚性三角形, 在腹杆中点处开孔 P,孔内固嵌厚壁套管 14并加工成有键槽的大锥孔 2 ,在刚性三角形两个 锐角端开孔, Q、R,两孔内固嵌厚壁套管并加工成有键槽的锥孔,曲杆直角端点的轴线上开 孔,孔内固嵌厚壁套管并加工成有键槽 的锥孔 S ,二个刚性三角形的曲杆、腹杆分别处于《一 拉得路桥》结构中的四个平面,一个刚性三角形的曲杆位于 I平面,腹杆位于 III平面,另一 个刚性三角形的曲杆位于 IV平面,腹杆位于 II平面,两个刚性三角形在其腹杆中点 P锥孔处 钗接,三角形中的杆件可 以绕其腹杆中心 P在各自的平面内转动,转动时,在同一平面上的 相邻两个刚性三角形 的弦杆在搭接处,一个单元的一端在其横截面上,以其竖直中心线为 界,一侧剔除,反侧焊板加强;相邻单元搭接端在另一侧剔除,反侧焊板加强,剔除的长度为 分 3玄杆高,补强焊板的长度为; 3倍弦杆高,各单元图形的连接是:第一个单元图形中在 LIII 平面上加工成形 的锥孔 QpRrS1的中心线与第二个单元图形在 ILIV平面上加工成形的锥 孔。2部2§的中心线,在结构转动展拉成形时各自相互对正(、且52鸟、。]§、。2勺),插上 大锥销、入键 ,其余刚性三角形类推 ,遂成整体单元结构 ,结构展拉时结点处在皎接态 ;展拉 成形后,插上定位锥销 45 ,用螺母 17紧固带键大锥销 15 ,轻击入键,固装标准结点板 9 ,架在 桥墩上,所述下桥面是等间距平行放置的等强度箱式结构梁 ,上桥面是连续梁,均与弦杆固 装,所述的桥墩为钢筋混凝土结构,或是改性的《一拉得路桥》结构竖直使用,成桥墩,路桥 应作防腐处理。

2.根据权利要求书 1所述的一拉得路桥,其特征是路桥结构中每个单元的连接仅仅是 四个锥形定位销 45 ,和 12〜 14个带键大锥销 15的连接和用螺母 17紧固;放松锥销、拨掉键和 锥形定位销 45 ,《一拉得路桥》结构可成为自由展缩状态。

3.根据权利要求书 1所述的一拉得路桥,其特征是路桥结构中全部杆件、零件、部件都 需经过初加工和 精加工过程,初加工包括精确下料、车说刨磨焊、钻孔,焊后需经低温退火 处理;精加工是用工装 将杆件、零件、部件按图纸要求加工成标准件,后按路桥结构整体形 状 ,用工装固定在专用机床上,钻(钗)定位销孔,再插入锥度定位销 45定位后篷(铳)带键槽 大锥孔 2。

4.根据权利要求书 1所述的《一拉得路桥》,其特征是每个结构单元弦杆的两端各有四 根零杆,两两成双,当桥结构展拉成形时,将每对成双的零杆或刨或栓组装成零杆桁架 8 ,同 时在结构同一横截面 的零杆桁架上端用一连续水平工字梁 (方型钢管) 6固连,在所述路桥 结构同一横截面上,两个 相对的零杆桁架的内侧适当位置上固装一根水平杆,与零杆桁架 上方的连续工字梁 (方型钢管)或栓或钥 1组成水平桁架 20 ,在两个相对的零杆桁架外侧底部 固装一根斜向上方的支撑杆 ,与路桥上层桥面拓宽的外伸檐用结点固连成外伸的三角形桁

5.根据权利要求书 1所述的一拉得路桥,其特征是路桥每个结构单元的上、下弦杆都相 对独立 ,在结构展拉成形时 ,所有独立的弦杆都自动地排在一字水平线上,整体路桥结构的 上、下弦杆共排列出四条一字水平线,在定位销孔 46中,插入定位销 45 ,用螺母 17紧固全部 带键大锥销 15 ,并轻击插入键 ,再固装标准结点板 9 o

6 .根据权利要求书 1所述的一拉得路桥,其特征是该路桥结构的施工建设可用以下方 法:

(a)用架桥机整体施工,在一拉得结构上固装下层桥面 5、下弦杆间对角线支撑杆 11、单 元横向连杆 4。 (只是施工负荷)和与零杆适当位置上的一根水平杆,一拉得路桥用架桥机将 折叠态 24展拉成形 25后放在桥墩 26上,插入定位销 45 ,并紧固带键大锥销 15、轻击入键,组 装零杆桁架、水平桁架、三角形桁架、上弦杆间对角线支撑杆,固装结点板 9 ,然后就可在下 层桥面上做后续施工 ,直到作业完成;

(b)用吊车 (船)分体施工,将一拉得路桥结构拆分成若干结构稳定的连体双 (N)单元 28 (即包括连体双 (N)单元中的下层桥面 5、上、下弦杆间对角线支撑杆 11、单元横向连杆 40、及 零杆桁架 8、水平桁架 20、三角形桁架 21等己事先安装就位)作为一个小的施工单位,用吊车 (船)进行拼装,连体双 (N)单元间的连接是插入定位锥销 45、插入 12〜 14个标准带键大锥销 15用螺母 17紧固,轻击入键,固装标准结点板 9即可,施工可从桥墩一端始至另一端终,也可 以从两端同时开始 ,中段可准确合拢,在吊车施工过程中,桥梁下方有 2台可移动的液压顶 升结构,一前一后,前后轮换,配合吊车施工,直到桥梁合拢;

(c)用悬索起重机,施工大跨度悬索桥 ,施工是将大跨度悬索桥结构拆分成结构稳定的 连体双 (N)单元结构 28 ,作为一个小施工单位,施工原则上参考吊车施工方法,但无须用液 压顶升结构支撑施工,用桥梁的悬索牵拉即可;

(d)用上述三种方法施工,可以不必架设施工栈桥。

7 .根据权利要求书 1所述的一拉得路桥,其特征在于所述结点盒的构造和成型方法: 结点盒壁厚要 大于与之连接的腹杆、零杆和对角线撑杆的壁厚,结点盒要在工装约束 下制成; 腹杆结点盒有三部分 组成,即两端部结点盒和中部结点盒,三部分用腹杆串联在一起; 零杆只是两端有结点盒 ,以腹杆中部结点盒为例说明其制造方法: 在盒内壁两边各有三块 与盒壁等厚且尺寸规整的内钢板 42、43、44 ,在内钢板平面上的 几何中心开孔 ,孔壁与杆贴合 ,将腹杆插入内钢板 43、44的孔中,在工装约束下将腹杆轴线 与内钢板平面保持垂 直状态下施焊,将内钢板 42先行套在腹杆上,待用,在结点盒中心钻孔 E,在 E孔中固嵌 (施焊)厚壁套管 14之前,借助结点盒上 E孔的空档,将从结点盒两端插入的 内钢板 44与结点盒内壁焊牢,再从 E孔的另一侧将内钢板 43与结点盒内壁焊牢,此时可将厚 壁套管 14与 E孔施焊成一体 ,最后将事先套在腹杆上的内钢板 42与结点盒内壁及腹杆焊牢; 腹杆两端部结 点盒外侧各有一块加厚的内钢板 47 ,也借助结点盒开孔 E留有的空档一 侧和对面的一侧 ,双面与结点盒内壁焊牢,在加厚内钢板 47上加工出锥孔 46; 按图纸在结点盒上开孔 48和孔 49; 零杆结点盒制造方法可参阅上述 。

8 .根据权利要求 1所述的一拉得路桥 ,其特征在于所述的以三个平面一拉得结构为一 组连排结构展拉 ,其中的下层桥面 5、下弦杆间的对角线支撑 n、单元横向连杆 40和零杆适 当位置上固装的水平杆 等已固装其上,随之一起展拉成第一组一拉得路桥空间结构,放在 桥墩上形成 I、 II两条通道,如上,再展拉另一组相同的连排结构组成第二组一拉得路桥空 间结构,放在桥墩上形成了 IV、V两条通道,两组空间结构路桥的之间为第 III条通道;插上 所有定位锥销 45 ,紧固桥梁上两结构中的带键大锥销 15 ,轻击入键,固装结点板 9就可以做 后续施工。

9 .根据权利要求书 1所述的一拉得路桥,其特征是在下弦杆上平行安装有数个标准等 强度箱形结构的下层桥面 5 ,每个下桥面之间要有等距小间隔,两相邻下桥面小间隔之间放 有标准的厚壁止推铁盒,在盒壁两侧面与相邻两桥面之间的侧板上分别用螺栓固定。

10.根据权利要求 1所述的一拉得路桥要做防腐处理 ,其特征是: a.一拉得路桥结构中的所有 管状零件的两端都做封闭,并钻有小孔,以充填泡沫塑料 和油滴后封盖;孔口有密封盖; b .结构中所有零件、部件在制成标准件后,表面可做化学磷化处理; c .一拉得路桥表面适当位置,固嵌多个锌块(条); d .路桥结构施工完成后,可整体喷漆。

Description:
一 拉得路桥 及其制 造与施工 技术领域

[0001] 本发明涉及 桥结构及制造和施工领域。 背景技术

[0002] 世界上杆系结构桥的应用已多年,工程实践证 明了它具有跨度大、重量轻、受力合 理及安全优 势,但其制造太困难;装配成形,内应力太大 ;大尺寸 '桥常常无法运输 ;体量太 大,施工困难;杆系结构的损坏后维修更是难 上难,这些是世界上百多年来始终未解的难 题。优点多多的杆系结构,用起来却存在如此 多的难点,这就大大制约了大型、特大型钢结 构的广泛应用。

[0003] 目前,国内外大型路桥,多是用焊接方式将单 根杆件焊成结构,但缺点很突出,在 焊缝附近,热应力的释放造成结构产生难以控 制的不规则变形,无法保证路桥制造精度,给 日后的使用带来的隐 患很大,是困扰工程界多年的不解课题。因此 ,对制造精度要求高的桥 梁,就摒弃整体焊接而改用钥接工艺,如中国 武汉长江一桥。但几十万颗钥钉,人工钥接, 工 程量繁浩、工期长、费用高。可见用焊、钏工 艺都是造桥难,且焊接造成路桥整体结构的装 配 应力很大,科技界至今无人提出有效的解决办 法,这就是装配难。

[0004] 现代桥体量越来越大,但“大块头 ”的路桥如何能简便储运,成了困扰世界的世 性第二大难题,限制了大型路桥的应用。多年 来一直没有很好的解决办法,这是储运难。

[0005] 有人提出折中的方案,即在施工现场建厂房、 购置设备现场制造,但拘于当地的制 造链是否完善 ,可能影响结构的制造质量,并且当工程完工 后,厂房不得不它用,设备也不 易搬迁,造成原工程造价大大提高和后期滞留 的二次浪费。

[0006] 此夕卜,大型桥的自重有的几百吨、几千吨甚 至上万吨,怎么才能把这么重的结构吊 起架上桥墩,世界上罕见这么大的起重设备。 这是施工安装难。

[0007] 而且,现代工程中的大型桥梁结构体量大、重 大,在制造、装配、储运、施工安装 过程中难免发生 碰撞而损坏。杆系结构的损坏很难维修,若损 坏严重则报废,重新制造、更 换,损失很大,这是维修难。

[0008] 因此,为消解上述难题及由此而派生出来的一 列缺点,亟需对传统杆系结构路 桥进行彻底改造,以去劣存优。 发明内容

[0009] 本发明的目的在于提出一种一拉得路桥技术, 把机械学科中机构的精准和灵活 无痕地嫁接到 土木工程的结构中,学科间的杂交生出一系列 优势。这种新结构具有便于制 造、装配、储运、施工、维修的优点,是对现 行技术进行彻底改造。本发明来得更巧妙、更 合 理、更节约、更安全、更实用。

[0010] 为达此目的,本发明采用以下技术方案。

[0011] 一种一经展拉就可成路成桥的路桥,包括桥梁 、桥墩和桥面,所述桥梁为由多个弦 杆、零杆和腹杆连在一起的杆系单元结 构,所述弦杆、零杆和腹杆在相交的结点盒的 锥孔 中,插入定位销,紧固带键大锥销桥梁即成形 ;当拨掉键及定位销,路桥结构能展能缩,一 拉 得路桥为二级机构 ,此时,所述大锥销上无键,当展拉成桥梁状 时,插入定位销紧固所有大 锥销并轻击插入键 ,此时结点已成刚结点。所述桥梁架在桥墩上 ,桥墩为钢筋混凝土结构或 改性《一拉得路桥》竖直使用成柱、成墩;所 桥面为等强度梁箱形结构或连续梁结构。

[0012] ①本发明的目的是提供一种可以用传统结构设 计程序进行设计的路桥,从源头上 保障了《一拉得路桥》的安全性和可靠性。

[0013] 《一拉得路桥》的发明机理、内涵与传统结构 很不相同,但其展拉成桥结构时,与传 统桥的结构形式完 相同,因此整体受力分析也基本一致。 ,

[0014] 《一拉得路桥》的结构设计遵循相关的技术规 范,除结构中大锥销个别零件外,包 括桥结构的外形尺寸 、各零件、部件、杆件的规格、形状等等与现 行标准相同,所以《一拉得 路桥》能满足工程对路桥结构的一切使用要 求,如强度.、刚度、挠度、稳定性、抗风载 抗地 震、舒适性等,从源头上保证了路桥的安全性 、可靠性,这样,既继承了前人的智慧与成果 , 又节约了大量编程的时间、精力和金钱。

[0015] ②本发明的目的是提供一种易制造、易装配的 (特别是大型)路桥技术。

[0016] 一拉得路桥中的杆件、零件、部件等都是由机 加工在工装(模具)和卡具(卡紧装 置) 的约束下流水作业完成的,所以能实现标准化 、系列化、通用化,后续就是人工智能化, 好、快、省。

[0017] a .路桥结构选用钢材是 16Mnqo粗加工:按图纸,准确下料,并经车铁刨磨 钻孔、施 焊等工艺,加工成所需的外形,施焊件应做低 温退火处理,以消除内应力;其余零件、部件 情况也要做适当的热处理,以使材料获得较好 的塑性、韧性和强度。

[0018] b .按照图纸,根据零件的形状、尺寸设计制造 各种小工装,用小工装将上述粗加 工件制成标准件 ,这些独立的小工装在大型专用机床上可以精 准地拼装成能加工一拉得路 桥结构的标准单元体 ,甚至可精准地拼装成能加工三个或更多标准 单元体的工装,以进一 步提高加工精度和生产效率。

[0019] c .一拉得路桥每个结构单元中共有 4根 H型钢主弦杆 ,腹杆、零杆都与之相交汇,是 结构的关键件。在结构制造中,主弦杆下料后 ,其一端以横截面垂直中心线为界,一侧剔除 , 剔除的长度为 m玄杆高,反侧则焊板加强,,补强焊板的长 为 :倍弦杆高;其另一端与上述 反向剔除和补强,剔除补强后,对主弦杆要做 低温退火处理后并调直,以纠正切割和焊接产 生的内应力和变形,使每单元弦杆的轴线平直 ,保证整体路桥结构加工后形位公差达标。

[0020] d .制造下层桥面用专用小工装,路桥下桥面按 构外形与尺寸裁剪下料,在模具 上轧制成等强度箱形结构 ,后施焊箱体侧面,使之成为标准的凹型箱体 ,然后在工装约束下 按图纸在底板 垂直施焊轴向加强板 22和横向加强板 23。最后,把箱体上平面板分成三(或 几)块轴向板条(开坡口),与轴(横)向加 强板焊牢,成等强度梁箱式结构的标准件(见 图 8) , 并做低温退火。

[0021] e .上、下弦杆之间的对角线支撑杆 11的制造和标准件的整体组装都应在专用小工 装的约束下进 行的,以确保其外形包络线尺寸与对应的两平 行弦杆(H型钢)的 4个下缘吻 合。

[0022] 支撑杆 11及它的结点盒壁应稍厚。中部是一个 4杆共用的结点盒 52 ,它是由上、下 两块面板和分别朝两个方向的 4块侧板在工装的约束下焊成的,以保证朝向 准,每个朝向 的盒内壁都有 3块内钢板,其构造和制造方法参考腹杆中部结 盒。

[0023] 在结点盒 52±(JAL图 8) ,在同一平面内伸出二个不同方向的 4根支撑杆,在伸出杆 的另一端有搭铁 50插入结点盒内,结点盒端有外包铁拖 53与结点盒、搭铁一起焊牢(所有施 焊件要低温退火),搭铁 50伸出头搭在弦杆 H型钢的翼缘上,并用数个螺栓固定(见图 8 , B)。

[0024] 在工装的约束下,成形的下层桥面按等间隔安 在下弦杆上面的翼缘上用螺栓固 定。

[0025] 在工装的约束下,按图施工,下桥面两端按选 定的螺栓公称尺寸以确定孔径钻孔, 下弦杆的上翼缘位置按上述选 定的螺栓的内径钻孔、攻丝,在工装约束下, 下桥面上的钻孔 与翼缘上的螺孔共中心线,用螺栓 54拧紧固定(见图 8)。

[0026] 在各个下桥面,等距的小间隔之间(有小间隔 桥面上不积水,易清洁保养且从设计 上可以保障下桥 面的强度、刚度),装上厚壁止动铁盒,盒壁 两侧面与两相邻桥面之间的侧 板用螺栓固定 ,不使其脱落。其目的是防止路桥上动车(突 然)刹车时的惯力对下桥面损害, 装上止动盒后 ,使整体下桥面与下弦杆在受水平力时成为一 体,以消减行车时的水平力损 害。

[0027] f .在专用机床上(如大型程控坐标镇床或其它 将一拉得路桥各种已制成标准件 的弦杆、 腹杆、零杆,用工装和卡具拼装成一个或多个 标准单元体,也把已成形的下层桥面 5、上、 下弦杆间对角线支撑杆 11、单元横向连杆 40和在单元中零杆的适当位置上固装的一 根水平 杆(见图 7)等也组装在标准单元体中,后用仪器测量 准单元体长度方向侧面的矩 形两条 对角线长度应该等值,其误差必须达到设计要 求,以保证制成的路桥结构整体平 直、达标, (见图 31)所示。

[0028] g .上述测量合格后,在标准单元体的弦杆、腹杆 零杆相交处的结点盒上(即在盒 内焊有加厚 内钢板 47处),按图纸先钻一透孔,(见图 6),再将其锐(绞)成标准、光洁的定位 锥销孔 46 ,轻击插入高强度钢(60C r )制成的锥度定位销 45 ,此时在专用机床上,工装、卡具、 数个定位销三者共同约束下 ,以确保结构后续加工的形位公差满足技术要 求。

[0029] h .接下来,在专用机床的标准单元结构体上篷 铁)出带键槽的大锥孔 2 ,装配高强 度钢 (60C)制成的大锥销 15和键,并紧固大锥销和插入键。

[0030] i .在标准单元体的各个零杆上,按图纸尺寸钻 准孔,(零杆桁架中的各个腹杆已 在小工装上 制成标准件),当一拉得路桥展拉成形时或钥 或栓组装零杆桁架;按设计图纸, 在工字梁 (方形钢管) 7上钻孔,在每个单元中两相对的零杆内侧确 位置上固装水平杆,就 可以与上方工字梁组装 水平桁架 20;按设计图纸,在单元中两相对零杆的外侧 部钻孔,固 装一斜向上撑杆 ,就可以与路桥结构上层桥面的外伸檐结构组 成外展的三角形桁架 21。

[0031] j .继之,在专用机床上将已模轧成形的各种标 结点板,用卡具固定在一拉得路 桥相应的结点处 ,照图施工,将卡定的结点板和相应的结构底 板共同钻孔,使结点板在同类 结点上成为通用件 、标准件,逐一固连。

[0032] k .执行上述工艺,一拉得路桥结构的整体制造 度能达到 0 . 01mm ,甚至更高,新的 制造标准将超 过目前很多传统标准,新的工艺、新的标准或 许能统领路桥标准制定的话语 权,也是商业利益。

[0033] 1 .由于一拉得路桥结构合理、制造精准,用机 工的方法制造结构(开创了路桥结 构制造的先河),所以各杆件、零部件(包括 结点板)组装成结构时十分顺畅,装配应力小 几乎可以忽略不计 ,是目前用钥、焊工艺施工的桥梁很难做到的 ,故一拉得路桥投入使用后 的安全隐患很小 ,是一个很大的优势。至今,世界上仍有很多 科技人员千方百计地设法减小 传统结构的 “装配应力 ”,但收效甚小。本发明认为他们没从源头解 决问题,多是就事论事, 所以事倍功微,这就是传统技术的制造难、装 配难。

[0034] m .结构在专用机床加工完成,下生产线时不装 点板,不紧固大锥销,不装键 ,不 装定位销,不组装零杆桁架、水平桁架、三角 形桁架、上弦杆间的对角线支撑杆等八项工作 , 以便可以折叠储运至施 工现场,路桥展拉成形后再实施上述八项程序 ,再做后续作业,如: 上弦杆间对角线支撑杆 11、水平桁架 20、三角形桁架 21、单元横向支承梁 40、连续梁桥面 6、 铺设轨道、桥面及安全、照明、通讯设施等等 。 •

[0035] ③本发明的目的是提供一种易储运的全新(特 别是大型)路桥结构技术:《一拉得 路桥》是三角形和四边的可逆转换,是 “结构 ”和 “机构 ”的有机结合和轻松转化,目之所及, 世界上还没有出现过有类似路桥 的结构。

[0036] 当《一拉得路桥》在运输(储存)状态时 ,结构轻松被压缩、折叠成小尺寸,方便运输 或储存。新路桥结构的作业长度和被压缩折叠 后的长度之变幅 比,可根据实际工程需要设 计。见示意图 17。

[0037] 更长、更大、更重路桥结构的运输,可按单元 分拆运输,甚至可分拆成单根杆件,实 现全程无障碍运输。结构拆成单元,只需拆掉 12个结点插件(拆插标准大锥销),单元拆成 根杆件,只需拆掉 14个结点插件,可见《一拉得路桥》的灵活、 准。这就是易运输。

[0038] ④本发明的目的是提供一种易施工安装的全新 (特别是大型)路桥结构技术:

[0039] 本发明与传统的结构机理迥然不同,它可以从 折叠状态下的机构,瞬间轻松拉展 成能承载的路桥结构。

[0040] 《一拉得路桥》拆分成单元或单根杆件运到施 工现场后,借助起重设备可轻易地将 拆分的杆件组装成单元 ,将拆分的单元组装成分体或整体桥结构,只 是把定位锥销插上,把 拆下来的带键大锥销插上紧 固就好,然后将标准结点板(见图 2、图 5)与桥结构固连,则大刚 度的《一拉得路桥》骨架结构施工完成。

[0041] 这种拆分和拼装有三个特点,一是使得储运无 处不达、施工变得容易、安全、节约; 二是拆分十分简单 ,只是拆、插定位锥销和结构大锥销的插接和 紧固或松掉,及键的取下和 安装;三是再拼装成整体桥结构后 ,依然满足原设计的所有技术要求。这是传统 桥梁施工技 术从来没做到的事情 。

[0042] 为叙述清晰,下面将用架桥机施工、吊车施工 、缆索起重机施工大跨度悬索桥,和 它们的优点分别简要说明 。

[0043] A .用架桥机施工。见图 10。

[0044] a .桥梁在工厂制造时,可以将《一拉得路桥》的 层桥面 5(图 2、图 8、图 23)固装在 桥结构上 ,也可以在施工现场固装(不会影响结构装配 精度和桥结构的伸缩和拉展),又固 装下弦杆对角线支撑杆 11 ,单元横向连杆 40 ,两零杆内侧固连的水平杆,将折叠态的桥结 在架桥机上拉展成型 ,放在两端桥墩上,插上定位锥销 45 ,紧固所有大锥销结点并轻击入键 形成了刚性连接 。此时,将结构每个单元中两两相对的零杆组 装成零杆桁架 8 ,每个零杆桁 架又与其上方的连续工字 梁(方形钢管)组装成水平桁架 20 ,每个零杆桁架又与上桥面外伸 檐组成三角形桁架 21 ,再将标准节点板 9(图 2、图 5)与桥结构固连,桥结构下方与桥墩固连, [0062] 悬索桥在合拢时也是标准定位锥销插入、带键 大锥销插接、紧固后装结点板,见图 13、图 14 ,A(A')、B(B')、C(C')、D(D') 12个结点。没有焊、钥工艺。

[0063] 合拢后,用缆索起重机将标准连续梁或静定多 跨梁的上层桥面吊起,放在《一拉得 路桥》上弦杆上的横向支承梁 6和水平桁架 20上,并与之固连,直到悬索桥建成。可以考 不 必建施工栈桥。

[0064] D .用架桥机、吊车、缆索起重机建造《一拉得 桥》有 6个基本优点是传统路桥施工 技术很难做到的 :

[0065] a .《一拉得路桥》用架桥机施工时,整体在拉 成结构的瞬间,下层桥面就已成型 , 插定位锥销定位 ,紧固所有带键大锥销结点,组装零杆桁架、 水平桁架、三角形桁架、上、下 弦杆间的支撑杆 11、固连标准结点板 9后铺装上层桥面,此时路桥已成为连续大刚度 构, 在上、下桥面上可进行后续施工作业。

[0066] b .用吊车或缆索起重机施工时起吊结构稳定的 体双(N)单元结构,体量小、重量 轻、易操控、快速安装、省力、安全、节约施 工费。

[0067] c .《一拉得路桥》施工时,单元间的连接仅是 4个定位销和 12个带键大锥销结点的 插接紧固,它强度高、连接牢、安装迅速、施 工方便,再用标准节点板的固装,技术含量低 ,易 操作,几乎人人能干。

[0068] d .传统桥梁施工,两段钢桥的连接靠焊接或钏 ,焊接工艺复杂,技术要求高,焊 后桥梁一定产生变形而埋 下不安全隐患;钏接繁琐,工期长、费用高。 技术无此缺点。

[0069] e .焊、钥]工艺的固有缺点,使得传统路桥结构的 装配应力过大,这是传统钢结构一 大固疾 ,至今没人能提出彻底解决方法。《一拉得路 桥》成型机理巧妙、结构零部件制造精 准,故路桥的装配应力极小,可以忽略不计, 发明从源头解决了问题,所以《一拉得路桥 投入使用后安全隐患极低 ,这是很大的优点。

[0070] f .《一拉得路桥》展拉成形时,下层工作桥面 自动形成 ,路桥结构很多零部件已 在地面上安装 完成 ,插上定位锥销 ,紧固所有带键大锥销形成刚结点,桥梁在 X、Y、Z轴线上 成稳定结构 ,就能在上面做各种后续施工,因此可以考虑 不必建施工栈桥,省钱、省时、省 力。不修栈桥,是对传统施工工艺、施工组织 的一大变革,带来效益。

[0071] 本发明原理的巧妙,制造工艺的精准,独树一 的施工方法,使得更大、更重的路 桥安装施工都变得轻而 易举。

[0072] ⑤本发明的目的是提供一种非常容易维修和更 换的新路桥结构。见图 18。

[0073] 大型钢构在制造、装配、储存、运输、施工安 装过程中被碰撞损坏很难避免,若损坏 轻微 ,切割焊补 ,设法维修后将就使用;若损坏严重只好报废 ,重新制造,损失很大。

[0074] 《一拉得路桥》是单元结构,主要由 3种杆件(分左、右,共六种)固接而成的大 杆 系单元结构,传统的杆系结构损伤修复难度很 大,新技术路桥完全摒弃传统修复方法 :当碰 撞损坏发生后 ,检查是哪几种杆件损坏及损坏数目,拆掉其 所在单元上定位销和带键大锥 销,撤换损坏的杆件,换上新的标准杆件,插 上定位销和带键大锥销并紧固,就是二个全新 的路桥结构 ,一拆一装,修损如新。省力、省工、省钱, 目之所及,没有一种传统结构可以这样 修损如新 ,这是新技术的一大亮点,也是所有使用本发 明者的一大福音,这就是易维修易更 换 (见图 18)。

[0075] ⑥本发明的目的是提供一种可以自动成型的整 体稳定路桥结构。 的模拟试验,并计算得出了试验结构的理论挠 度值 [F](试验结果的许用挠度值 [f]应满足 : [f] W [F])。

[0086] 模拟实验数据是:当均布载荷时,结构加载, 超额定载额 1 . 6 %时, [f] = [F] • 30.84%;超额定载荷 33 . 94%时, [f] = [F] • 45 . 92%;结构加载,超载 33 . 94%且偏载(荷载 都压在结构中心线一侧)时,[f] = [F] • 69.91 %

[0087] 当试验结构受集中载荷,超载 31 . 8 %(荷载均分在结构全长的 4个点)时, [f] = [F] - 60. 31铲上述模拟试验测试数据类推,当《一拉得 桥》建成,路桥在承受额定满载 时,结构的挠度保守估计有可能仅是国家规范 的不足:,达到由淀 ML 为跨度)。至此,《一 拉得路桥》的设计和制造标准将领先许多,与 本发明前述的制造标准(佥 mm)有可能一起重 新考虑路桥技术标准的修订 ,若如此,将在该领域内重建话语权且有巨大 商业利益。

[0088] ⑨本发明的目的是提供一种横向稳定的路构结 构,(采取三种技术措施)以抵抗横 向垂直风载和列车行驶 中的横向晃动,以及列车在弯道时的离心力载 荷。

[0089] a.《一拉得路桥》结构每个可折叠的单元中, 、下各有一对弦杆,在平面上成长方 形排布,在其对角线位置上各固装一对交叉撑 杆 11 ,路桥结构有 Q个单元上下就有 2Q对交叉 支撑杆。以增大路桥结构的平面横向刚度。见 图 2。《一拉得路桥》结构展拉成形紧固结点, 装结点板后 ,将路桥上、下层桥面分别与上、下弦杆(或 横向支承梁)固装后,就与交叉支撑 杆 11联合,增大一拉得路桥的平面横向稳定性。 见图 8)。

[0090] b .结构中每个单元的首尾各有 4根零杆,两两相对成双,将两个成双的零杆 成 “零杆桁架”(钥接或栓接)8(见图 7、图 3) ,在每个 “零杆桁架 ”的内侧固装有一水平杆与 “零 杆桁架 ”上方连续工字钢梁(方型管钢)7组成水平 架 20 ,其作用是:一、与在同一水平面上 的横向支撑梁 40(图 23)一起支撑上层桥面的连续梁,增大上层桥 的强度、刚度,减小挠 度;二、增加路桥结构的空间横向稳定性,( 图 2、图 7、图 27) =

[0091] c .在每对 “零杆桁架”下方外侧各安装有一根向上的撑 杆 21 ,与路桥上层桥面拓宽 的檐结构 10用结点固连,成外展的三角形桁架结构,以 撑上桥面所拓宽部分的载荷,又大 大增加了路桥结构的空间横向稳定性 ,(见图 2、图 7、图 28)。

[0092] ⑩本发明的目的是提供一种适应一拉得路桥结 构的结点盒。见图 24。

[0093] a .结点盒是在工装约束下制成的标准件,盒的 厚要大于结构腹杆、零杆和交叉 撑杆的壁厚。

[0094] b .腹杆的结点盒由三部分组成,即腹杆两端部 点盒和中部结点盒三部分用腹杆 串联在一起;零杆只是两端有结点盒 。以腹杆中部结点盒为例说明其制造方法和特 点(见图 24,上图) o

[0095] c .在盒的内壁两边各有三块与盒壁等厚且尺寸 整的内钢板 42、43、44 ,在内钢板 平面几何中心 上开长方孔,孔的尺寸与腹杆(零杆)外形尺 寸紧密贴合,后将腹杆(零杆)插 入孔中在工装的 约束下,将腹杆(零杆)与内钢板 43、44焊牢,焊接时要使腹杆(零杆)轴线与 内钢板平面保持垂直 ,将内钢板 42先行套在腹杆(零杆)上,待用。在结点盒 心钻孔 E ,在 E 孔中固嵌 (施焊)厚壁套管 14之前借助结点盒上 E孔的空档,将从结点盒两端插入的内钢板 44与结点内壁焊牢,再从 E孔另一侧将内钢板 43与结合盒内壁焊牢 ,此时可将厚壁套管 14与 结点盒在 E孔处施焊成一体,最后将事先套在腹杆(零杆 上的内钢板 42与结点盒和腹(零) 杆焊牢。注意三块内钢板和腹杆(零杆)配合 的尺寸要紧密,与杆件和结点盒内壁的施焊工 艺宜采取断续焊以保证焊接精度 。(见图 24)。

[0096] d .腹杆(零杆)两端部结点盒外侧各有一块加 的内钢板 47 ,借助结点盒开孔 E留 有空档的一侧和其对面一侧 ,双面与结点盒内壁焊牢,内钢板 47上加工有定位锥孔 46 ,与弦 杆、腹杆、零杆上的定位锥孔一体加工,插上 锥度定位锥销 45 ,实现桥结构加工时的整体定 位,保持结构整体加工时的形位公差达标。( 见图 6 ,图 24 ,下)

[0097] e .用卡具将模轧成形的标准结点板卡装在相对 的结点上,按设计图纸,在其上 加工多个钏钉孔 48以备日后钏接结点板;在其上加工多个可以向 腹杆(零杆)内填充泡沫塑 料和向内吹充过滤 的废矿物油雾的孔 49 ,待腔内发泡塑料填满且又沾满油雾滴,用密 盖 将小孔盖紧 。腹杆(零杆)腔内充满油雾,可防止黑金属 从内部氧化,发泡塑料吸收行车震 动,衰减噪音,一石二鸟。

[0098] 本结点盒可使路桥在工作状态下提高腹杆(零 杆)的抗拉抗压强度和结点盒的刚 度。

[0099] ⑪本发明的目的是提供一种易于开发的山区路 桥系统,它安全、环保、便捷、节约。 见图 15、图 29。

[0100] 古今中外开发山区交通是修盘山路(费用极高 ),几乎是无法走直线,自下而上,自 上而下,大量开山凿洞,一路占地,一路拆迁 ,一路爆破,一路土石方工程,破坏山体安息 角, 泥石流塌方滑坡频 发,破坏自然环境。往往是开通隧道,断了山 的毛细水脉,从此青山成 秃山,如京郊樟柘寺。

[0101] 采用本发明,一定是少开山、少占地、少拆迁 、少毁绿、少走曲线、多走直线,采用 《一拉得路桥》技术,山山之间、山水之间、 村村之间 ,选定某一恰当的水平高度一拉成桥 ,一 劳永逸,天堑变通途。

[0102] 曲本发明的目的是提供一个节能、环保、便捷 的城际铁路系统(见图 30)。

[0103] 随着城市化进程,国内大小城镇以千计数 ,世界 200多个国家,仅发达国家城镇约 以万计数。城镇间多有高速公路通连,跑汽车 。一是筑(养)路费不菲,二是汽车消耗巨量 石燃料 (石油是液体黄金,它们的组成几乎包含了门 列夫周期表上的全部 106种元素,是 绝好的化工原料 ,资源有限,烧掉是巨大的浪费)。且造成严 的环境污染。解决办法是在城 镇间建设节能、环保、便捷的城际铁路系统, (见图 30)。若如此,各城镇交通公交化。

[0104] 《一拉得路桥》及制造与施工作为城际交通的 首选,它有本发明所述的一切技术优 势,若只展拉《一拉得路桥》一排结构,就可 形成上下两层、八轨四动车通道,四条动车线 路, 往返各两条 ,可设计不同的时速。这样,一是方便人们不 同的出行需要,二是减小(由于高 速一一磨损与速 度的平方成正比)线路、轨道和车辆的磨损, 利于维修和节约运行费用。采 用新技术是一件利世 、利国、利民的大好事。

[0105] ⑲本发明的目的是提供一种能承重载的一拉得 路桥。见图 26。

[0106] 重载一拉得路桥的组装是以三个平面一拉得结 构(见图 l ,d)为一组连排展拉,(其 中下层桥面 5、下弦杆间的对角线支撑 11、单元横向连杆 40(是施工负荷)与零杆在内侧适当 位置上固连的一根水平杆 ,见图 7 ,已固装其上),随之一起展拉成空间一拉得 桥结构作为 第一组 ,放在桥墩上形成了 I、H两条通道;如上,再展拉相同的连排结构作 第二组,放在 桥墩上形成 IV、V两条通道,两组间隔为第 IH条通道。插上所有定位销 45紧固两组结构中带 键的大锥销 15 ,轻击入键(见图 6、图 26) ,就可以进行后续施工。

[0107] 路桥结构下层第 III条通道是行人和机动车道,其余四条通道各 一动车;上层全 走动车或是双向 6〜 8条车道的高速公路。

[0108] 在本方案的一拉得路桥的结构中,增加了二排 平面一拉得结构,所以该路桥结构 整体的强度和刚度将 大大增加,以适应重载的需要。该方案简便、 易行,依此思路,根据工程 的实际需要 ,重载《一拉得路桥》可采用多个一拉得平面 结构连排组合而成,本发明中所阐 述的一切技术 — 经济优势,重载一拉得路桥同样拥有。

[0109] ⑭本发明的目的是提供一种方便建设的市政观 光过街天桥。(见图 20)

[0110]

[0111] 本发明中过街天桥基础施工,是在行人便道或 路中央隔离带的局部,基本不影响 交通流量。桥墩是一拉得路桥结构改性 ,在工厂已制成 ,适时运到现场,借助吊车一拉成墩 , 插定位销紧固带键大锥销 ,轻击入键、固装结点板及加固措施后固装在 已硬化的桥基础上, 继之安装已制成标准件的楼梯 。以上施工不影响交通。

[0112] 本发明中过街桥结构及桥面均已在工厂制成, 时运抵现场,一拉成上、下两层桥 结构,架在桥墩上,插入多个定位销,紧固数 个带键大锥销并轻击入键即成刚性结构,固装 标准结点板 ,铺装标准上下桥面及侧面安全护栏 ,补漆,安装照明设施,即可通行。

[0113] 该市政观光过街天桥的整体施工的大部分工序 是在工厂里完成的。当桥墩基础工 程完成后,按照 “中国速度 ”,一拉得桥梁结构及标准件桥面和结点板的 固装施工,约一天或 一夜 (8小时)即可一桥飞架。

[0114] ⑮本发明的目的是提供一种与传统路桥技术相 比有高性价比的《一拉得路桥》。

[0115] 网查,中国高速铁路单层、四轨、双向两动车 ,建设费用是人民币 1 .25亿 /km,性价 比是 1 : 1 . 25 = 0. 8(中国人民大学金灿荣教授说是人民币 1 . 8亿 /km ,性价比是 1: 1 . 8 = 0.56);欧盟是人民币 1 .89亿 /km,性价比是 1: 1.89 = 0 , 53;美国是人民币 3 . 2亿 /km,性价比 是 1:3.2 =0.31。

[0116] 作者根据 2017年 6月 18日网查钢材市场价格草算,采用《一拉得路 》若技术投资 人民币 2. 00亿(即增加 0.75亿,约 60%)可建成上下两层,如图 2 ,图 28所示,双向 4轨 2 动车 高铁线路 2条,双向 6车道高速公路 1条,人行路 1条共 4条通道 ,平均造价为 0 . 50亿 /KM。其性 价比是刍 Z«uu = 2. 00。《一拉得路桥》性价比是目前国内高铁建 技术的 £ u«ou = 2. 5 (倍),也就 是采用《一拉得路桥》技术,比现在国内建高 速铁路的投资平均节约 60 % ,即采用新技术建 设 1万公里高铁 ,较传统技术少投资金 7500亿,折合美金约 1150亿。

[0117] 为此,作者做一个粗略的草算 :如图 2示,高铁、高速公路等双层四通道《一拉得 桥》 ,每公里用钢量大约为 9700吨左右 ,材料费(16Mnq)按 4000元 /吨计,需要 3880万元,在工 厂里将其制成 《一拉得路桥》成品(工装费、卡具费、专用 工具费、零件配件费,制造费、不可 预见费等),连工带料按(工 :料 = 1: 1)计,共需 7760万元,约占总投资的 38. 8%。

[0118] 若桥墩跨度为 25米,则 1公里线路有 50座桥墩,每座桥墩承受桥梁自重静载荷为 194 吨 /墩,土建费用(征地、拆迁、补偿、青苗费 设计费、监理费、建材费、施工费、不可预 费等)为 20000-7760 = 12240万元,均摊到每个桥墩,折合造价为 244.8万元 /墩,在整体路桥 工程建设中,土建费用占整体投资额的端 = 61. 2%,两者之比为 38.8:61.2 ,基本合理。 [0119] 同理,欧、美等国采用《一拉得路桥》技术后 ,性价比较他们现在的技术将分别提高 约至 2. 6倍和 2. 5倍,有巨大的经济利益。

[0120] ®本发明的目的是提供一种可以广泛应用的路 。

[0121] 正如诸多专家所言,《一拉得路桥》结构是巧 妙的、科学的、合理的。它突破了传统 路桥技术理念 ,是对传统技术颠覆性地突破,变得更简单、 更快捷、更节约和更安全了。

[0122] 《一拉得路桥》可应用于高速铁路、重载铁路 (图 26) .hyperloop超级高铁(图 19)、 城际铁路 (图 30)、高速公路(图 10、图 19)、磁悬浮铁路、山区道桥(图 15、图 29)、跨越抢险栈 桥、跨大山之间、跨江河湖的悬索桥(图 13、图 14)、城市过街天桥(图 20)及一切轨道、非轨 道交通。 '

[0123] 本发明采用如下技术方案:

[0124] 《一拉得路桥》,其特点是:桥墩是二种钢筋 凝土结构(见图 2、图 22) ,或是《一拉 得路桥》结构改性一拉得成柱,做为桥墩垂直 使用,桥墩底部固装在承台 31上(见图 16)。

[0125] 所述的《一拉得路桥》,其特点是:桥梁是《 拉得路桥》结构,桥梁的上弦杆、下弦 杆为大尺寸 H型钢,腹杆、零杆为方型钢管(或槽钢), 弦杆、腹杆、零杆相连处的结点盒有 定位销 45定位,用带键大锥销 15紧固并轻击入键,固装标准结点板,就可以 现《一拉得路 桥》的整体大刚度连接。见图 6。

[0126] 所述的《一拉得路桥》其特点是:桥梁上的弦 、腹杆、零杆均由机加工成标准件, 每个单元的 H型弦杆两端与相邻单元 H型弦杆搭接处,一端在其横截面上,以垂直 心线为 界,一侧剔除,反侧焊板补偿加强,相邻单元 弦杆端部在另一侧剔除和反侧焊板补偿加强, 剔除长度等于: J弦杆高,补强板的长度等于 : J倍弦杆高,在此处的零杆也做相应地剔除和加 强,后在专用数控机 床上,用工装和卡具约束篷(说)定位锥孔和 带键槽的大锥孔,《一拉得 路桥》展拉成形,两相搭接的弦杆端部,在其 接处横截面上的垂直中心线两侧贴合,弦杆 上的锥孔与在此 相交腹杆、零杆结点盒上的锥孔中心线重合, 插定位锥销、插带键大锥销固 接,成一刚性连接 ,见图 5、图 6。

[0127] 所述的《一拉得路桥》其特点是:下层桥面由 个等强度箱形结构与下弦杆固连而 成 ,《一拉得路桥》展拉成形时 ,下层桥面已展成,每个箱形结构内焊有数个纵 交叉垂直排 布的加强板 22.23 ,以保证桥面强度和刚度足够,同时与下弦杆 对角线支撑杆 11联合,增 大路桥整体 的平面横向刚度,如图 2、图 8。与零杆桁架组合而成的水平桁架 20和三角形桁架 21 ,共同增大路桥结构空间横向刚度。紧固路桥 构所有结点后,固装标准结点板,就可在 下层桥面进行 后续施工,如铺设上层桥面横向支承梁和上层 连续梁桥面 6 ,固装上弦杆间对 角线支撑杆,在桥 面上铺设钢轨用于动车,铺设水泥、柏油用于 机动车和人行道,桥面上有 照明、通讯和安全防护设施。

[0128] 《一拉得路桥》一次性在长度方向展拉可形成 1〜 M排通道,垂直方向可展拉出 2〜 M 层桥面 (M为自然数)。这是本发明优于传统路桥技 最突出的优点之一:若展拉出 M排通道 或展拉 出 M层桥面,日后,则可在此地附近少建 M座桥,既提前解决了交通拥堵,着眼于可持 续发展 ,又避免了日后重新征地建桥和重复投入建桥 资金。

[0129] 本发明具有的优点和积极效果是:

[0130] 优点: [0131] ①《一拉得路桥及其制造与施工》是 “土木工程 ”和 “机械工程”两大基础学科交叉。 在边缘突破的产物 ,在国内外的文献中,本发明提出的“一拉得 ”新技术以外,从来没有一拉 成结构,一拉成路,一拉成桥的记载。目之所 及也没见到完全以机加工的方法制造桥梁结构 及简捷的施工程式好 、快、省地建设路桥。本发明是 “结构 ”和 “机构 ”的杂交,是基础研究,是 对结构力学理论的补 充。它又是应用研究,生出来一系列优势是对 传统路桥技术颠覆性的 突破。它易设计,用现行结构设计程序;制造 精度高;总装配应力小;在各种环境下均可实现 无障碍通达;施工安全 、精准、快捷;修损如新;它大刚度、小挠度、 工时结构能自行稳定、 节能环保、建设周期短、使用寿命长、性价比 高且又安全、稳固。它有众多优点,正如当年 建 设部总工程师许溶 烈教授和科技界、工程界几十位专家称此结构 有综合优势,应用范围极 广,国内外未见报导。至今未见。经年研究, 本发明作者又在诸多技术环节上有实质性地改 善,使《一拉得路桥》更安全、更合理、更好 用。

[0132] ②有完全自主知识产权,有独立的技术体系、 技术标准,简单易推广。

[0133] ③用“工装 ”和机械加工造路桥,可实现系列化、标准化 、通用化、智能化。质量好、 成本低、效率高 ,能实现大生产。

[0134] ④其性价比高于传统技术。适用于一切大、中 、小型,轻型、重型路桥建设,及一切 轨道和非轨道路桥 建设。如高速铁路、重载铁路>Hyperloop超级高 铁、高速公路、磁悬浮铁 路、城际铁路、山区道桥、抢险救援栈桥、城 市过街天桥、跨大山之间、跨江河湖的悬索桥 。

[0135] 积极效果:

[0136] ①由于《一拉得路桥及制造与施工》技术上先 进、经济上合理,将有广阔的国内外 市场,推广应用后将带出一个新兴的、历久不 衰的路桥制造业、新路桥建筑业及上、下游企 业,推动经济发展。

[0137] ②《一拉得路桥及制造与施工》用于山区交通 开发,独辟蹊径,用技术进步和相对 很少的资源 投入修建山区高级公路,解决困扰历朝历代的 “三农 ”问题,路通畅,山民富裕 了,将额手称庆。

[0138] ③世界各国地形地貌差异极大,《一拉得路桥 及制造与施工》突显技术、经济优势。 附图说明

[0139] 图 1《一拉得路桥》结构原理图

[0U0] 1、弦杆 , 2、带键槽大锥销孔 , 3、腹杆 , 4、零杆。

[0141] 图 2《一拉得路桥》结构示意图(主视图、仰视 、剖面图)

[0142] 1、弦杆 , 3、腹杆 , 4、零杆 , 5、等强度梁下桥面 , 6、上层桥面横向支承梁,上铺设连续 梁桥面 , 7、连续工字梁(方型管钢),8、零杆桁架 , 9、标准结点板,10、上桥面拓宽外伸檐 , 11、 上、下弦杆间对角线支撑杆, 12、八轨道(四动车), 20、水平桁架 , 21、三角形桁架 , 38、钢筋混 凝土桥墩。

[0143] 图 3零杆桁架示意图

[0144] 3、腹杆 , 4、零杆,15、带键大锥销。

[0145] 图 4腹杆结点盒示意图

[0146] 2、带键槽大锥销孔 , 3、腹杆 , 9、结点板。

[0147] 图 5多杆在结点处与结点板固装示意图 [0148] 1、弦杆 , 2、带键槽大锥销孔 , 3、腹杆 , 4、零杆 , 9、结点板,13、零杆结点盒, 14、厚壁 锥套管 ,45、锥形定位销。

[0149] 图 6弦杆、腹杆、零杆的连接及在结点盒处固嵌 键大锥销结构示意图

[0150] 1、弦杆 , 2、带键槽大锥销孔 , 3、腹杆 , 4、零杆 , 13、零杆结点盒,14、厚壁套管,15、带 键大锥销 ,16、紧固垫圈,17、紧固螺母,1&、弦杆 除后补焊的加强板,19、零杆(剔除后)补 焊的加强板 , 8、零杆桁架 ,45、锥形定位销 ,46、锥形定位销孔。

[0151] 图 7《一拉得路桥》上层桥面工字钢梁(方型钢 )与零杆桁架组成水平桁架,及上 层桥面外伸檐与零杆桁架支撑杆 21 ,组成三角形支撑桁架示意图 .

[0152] 1、弦杆 , 5、下层桥面 , 6、上层桥面横向支承梁,上铺设连续梁桥面 , 7、连续工字钢 梁(方型管钢),8、零杆桁架 , 12、八钢轨(四动车),20、水平桁架 , 21、支撑杆与三角形桁架。

[0153] 图 8下层桥面示意图

[0154] 22、轴向加强板 , 23、横向加强板,1、弦杆 , 5、等强度箱形梁下桥面, H、弦杆对角线 支撑杆 , 50、搭铁 , 51、止动铁盒 , 52、结点盒 , 53、结点盒端部铁拖。

L0155] 图 9在两相邻单元弦杆端部搭接处的横截面上, 其垂直中心线为界一侧剔除,另 一侧补焊加强板,另一单元端部则反向处理后 ,在垂直中心线两侧贴合;零杆也做相应剔除 和补偿加强后 ,在此处固接,每个单元结点处有 3(或 5)个锥孔与带键大锥销固接。

[0156] 1、弦杆 , 2、带键槽大锥销孔 , 18、反面补焊的加强板。

[0157] 图 10用架桥机建《一拉得路桥》示意图

[0158] 20、水平桁架 , 24、《一拉得路桥》折叠态 , 25、架桥机正在展拉《一拉得路桥》, 26、 在一个桥墩上展 拉出两排《一拉得路桥》结构,就形成三条通 道, 27、构成两层八轨四动车, 上层高速公路 ,下层人行通道,共四条交通线网,40、《一 得路桥》两上弦杆间单元横向连 杆。

[0159] 图 11用吊车建《一拉得路桥》示意图

[0160] 20、水平桁架 , 28、结构稳定的连体双单元结构 , 40、《一拉得路桥》两上弦杆间单元 横向连杆。

[0161] 图 12悬索起重机示意图

[0162] 图 13悬索起重机建大跨度《一拉得路桥》,平行 拉索悬索桥示意图

[0163] 20、水平桁架 , 28、结构稳定的连体双单元结构 ,40、《一拉得路桥》两上弦杆间单元 横向连杆。

[0164] 图 14悬索起重机建大跨度《一拉得路桥》,斜拉索 悬索桥示意图

[0165] 20、水平桁架 , 28、结构稳定的连体双单元结构 ,40、《一拉得路桥》两上弦杆间单元 横向连杆。

[0166] 图 15山区道桥示意图一一《一拉得路桥》结构形 可做桥梁也可改性后做桥墩,可 以大量减少修盘 山公路。

[0167] 29、改性的《一拉得路桥》结构作为桥墩垂直 用。

[0168] 图 16《一拉得路桥》平面结构(见图 1)二片、三片、四片、五片、六片,用弦杆 接可 成三面 … 六面柱结构,拼装成立体桥墩结构。

[0169] 30、《一拉得路桥》四面体作为立柱用的桥墩 31、承台,32、空间对角线支撑杆,

33、平面对角线支撑杆 , 34、改性《一拉得路桥》立柱的弦杆及插连接 紧固。 [0170] 图 17《一拉得路桥》易储存、易运输示意图

[0171] 图 18《一拉得路桥》易更换、易保养示意图

[0172] 图 19Hyperloop超级高铁密封管道固嵌在《一拉得路 》中,就更牢固、更安全,与 高速公路连体,通行无阻。

[0173] 35、Hyperloop管道与《一拉得路桥》固嵌 , 36、上层高速公路 , 37、下层人行、救援通 道

[0174] 图 20《一拉得路桥》用于城市观光过街天桥。

[0175] 图 21当代日本东京过街天桥。 ,

[0176] 图 22跨海《一拉得路桥》宜采用钢筋混凝土桥墩, 示意图

[0177] 38、钢筋混凝土桥墩,39、钢筋混凝土中的预 件与支撑杆 21固连 , 6、上层桥面横 向支承梁,上铺设连续梁桥面

[0178] 图 23《一拉得路桥》上层桥面横向支承梁与两上 杆间单元横向连杆示意图。

[0179] 7、连续工字钢梁(方型钢管)组成水平桁架 , 6、上层桥面横向支承梁,上铺设连续 梁桥面 ,40、两上弦杆间单元横向连杆(是临时安装的 施工负荷),41、柱销。

[0180] 图 24腹杆两端及腹杆中部结点盒示意图(上图)

[0181] 零杆两端部结点盒结构示意图(下图)

[0182] 2、带键槽大锥孔 , 3、腹杆 , 4、零杆 , 14、厚壁套管 , 42、结点盒内钢板 , 43、结点盒内 钢板 , 44、结点盒内钢板 ,46、锥形定位孔 , 47、结点盒内加厚钢板 ,48、钏]钉孔 , 49、注塑(油) 孔。

[0183] 图 25弦杆、腹杆、零杆在《一拉得路桥》中连接 横向剖视图。

[0184] 1、弦杆 , 2、带键槽锥孔 , 3、腹杆 ,4、零杆 , 5、箱形结构下桥面 , 6、上层桥面横向支撑 梁,其上安装连续梁上桥面 , 8、零杆桁架,14、厚壁套管 , 21、三角形桁架。

[0185] 图 26重载《一拉得路桥》结构示意图。

[0186] 图 27上下桥面 16轨 8动车,机动车道 2条 ,人行道 1条示意图。

[0187] 图 28下桥面 8轨 4动车,人行、机动车道 1条,上桥面 6车道高速公路 1条,共 4条通道。 [0188] 图 29山区道桥结构示意图。

[018刃 图 30节能、环保、便捷的城际铁路系统示意图。 图 31在专用机床加工前,用仪器测量标准单元体 面矩形对角线应等值。示意图。 [0190] 图中,1、弦杆 , 2、带键槽大锥销孔 , 3、腹杆 ,4、零杆 , 5、等强度箱形结构下桥面, 6、 上桥面横向支承梁 ,其上安装连续梁上桥面, 7、连续工字梁(方型钢管), 8、零杆桁架 , 9、标 准结点板,10、上桥面拓宽外伸檐,11、弦杆 对角线支撑 , 12、八轨(四动车),13、零杆结点 盒,14、厚壁锥套管,15、带键大锥销,16、紧 固垫圈,17、紧固螺母,18、弦杆补焊的加强 , 19、零杆补焊的加强板 , 20、水平桁架 , 21、支撑杆和三角形桁架 , 22、轴向加强板(等强度) , 23、横向加强板 , 24、《一拉得路桥》折叠态示意图,25、架桥 正在展拉《一拉得路桥》示意 图 , 26、在一个桥墩上展拉出两排空间《一拉得路 》结构,形成三排通道示意图;27、两层八 轨四动车、上层高速公路,下层人行、救援通 道示意图 , 28、结构稳定的连体双单元结构 , 29、 改性《一拉得路桥》结构作为立柱竖直使用, 作为桥墩示意图,30、改性《一拉得路桥》四 体 作为立柱用的桥墩 , 31、承台,32、空间对角线支撑杆 , 33、平面对角线支撑杆 , 34、弦杆及插 接件 , 35>Hyperloop密封管道固连在《一拉得路桥》中 、一桥三用,36、上层高速公路, 37、下 层人行、救援通道,38、钢筋混凝土桥墩,39 钢筋混凝土中的预埋件与支撑杆 21固连 , 40、 上弦杆间单元横 向连杆(施工负荷), 41、柱销 , 42、结点盒内钢板 , 43、结点盒内钢板 , 44、结 点盒内钢板 , 45、锥形定位销 , 46、锥形定位销孔 , 47、结点盒内加厚钢板 ,48、钏钉孔 ,49、注 塑小孔 , 50、搭铁 , 51、止动铁盒 , 52、结点盒 , 53、外包铁拖 , 54、下桥面固定螺栓。

[0191] 配合附图举实施例如下

[0192] 实施例 1

[0193] 一种《一拉得路桥》可瞬间展拉成型,它包括 桥墩 38(图 2)和桥梁、桥墩支承桥梁, 桥梁由弦杆 1、腹杆 3、零杆 4锥形定位销 45和带键大锥销 15固接成刚性结构,再固装标准结 点板,上下桥面分别与上下弦杆固连(图 2) ,弦杆 1和零杆 4可成直角状施焊成一刚构或分体 后又固连成一体 (见图 1 . a)

[0194] 《一拉得路桥》的弦杆 1为 H型钢(或其它),当桥梁跨度为 2伽展拉出两排《一拉得路 桥》形成三通道 时,尺寸为 320x305x 16 . 9x29 . 0x27mm ,腹杆 3为方型钢管(或槽钢) 220x140x10mm,零杆 4为方型钢管(或槽钢) 140x140x8mm,弦杆 1、腹杆 3和零杆 4均是规整的 标准件 ,各杆在相交处钻孔,孔内固嵌厚壁带键槽的 锥形套管 14 ,由带键大锥销轴 15 固接 成刚性连接 (图 6)。

[0195] 《一拉得路桥》两相邻单元的 H型钢(或其它)弦杆端部在搭接处,以其横 面的垂 直中心线为界 ,一侧剔除,反侧焊板补偿加强,剔除的长度 等于令玄杆高,补偿焊板的长度为 :倍弦杆高;相邻单元的弦杆端部在另一侧剔除 反侧补偿加强 ,弦杆在两相搭接处端部的 垂直中心线两侧贴合 。此处的零杆也做相应剔除和补偿加强后,在 专用数控机床上,在工装 和卡具的约束下 ,在厚壁套管 14和补强的腹板上篷(铢)出定位锥销孔和 3〜 5个带键槽的大 锥孔,当一拉得路桥展拉成形时,两相邻单元 的弦杆贴合搭接,成 H型弦杆状,在此处与相交 的腹杆和零杆结 点盒上的锥孔中心线重合,插定位锥销,再插 3个(或 5个)带键的大锥销,紧 固成刚性连接 (图 5、图 6、图 9) ,后固装标准结点板。

[0196] 下层桥面 5(图 8)由数个等强度箱形结构与弦杆 I固连而成。箱形结构内施焊多个 纵横交叉且 垂直排布的加强板 22、23 ,以增强度和刚度,下桥面之间有等间隔,间 上安装 止动铁盒 51。

[0197] 《一拉得路桥》在长度方向,每个单元上下各 有二根在水平水面上平行排布的弦杆 (类矩形),在其对角线上固装交叉支撑杆 11(图 2 ,图 8) ,以增大路桥结构的平面横向刚度; 与零杆桁架组 合而成的水平桁架 20和三角形桁架 21(图 7) ,共同增大路桥结构的空间横向 刚度。

[0198] 此实施例 1中《一拉得路桥》长度方向拉出二组空间一 得路桥结构,形成三个通 道,纵向路面为 2层(图 2、图 10)。在桥面上铺设钢轨,用于轨道交通,也可 铺设水泥或柏油用 于机动车和人行 、救援通道。路面上装有照明设施、通讯和安 全防护设施。

[0199] 本实施例的具体实施过程

[0200] 《一拉得路桥》所有杆件和零部件,凡施焊的 零部件,焊后要做 “低温退火 ”处理 ,后 在 “工装 ”的约束下按标准机加工成型,组装成单元结 构或整体结构,根据储运和施工的实 际需要 ,将《一拉得路桥》或是整体折叠储运,或是 拆成单元或单根杆件,实现全程无障碍运 输到施工现场 。下层桥面的箱式结构,可以在制造厂里固连 在下弦杆上,也可以待运到工地 后再固连。到工地后可借助架桥机整体安装, 也可用吊车或悬索起重机以(结构稳定的) 连 体双 (或 N)单元,为一施工单位分体安装 ,各个分体单元间的连接 ,仅是 4个定位销和 12个 带键的标准大锥销 在结点上的插接和紧固后,固装标准结点板 9 ,再将《一拉得路桥》上下弦 杆用对角线撑杆 11固连,借助架桥机或起重机,将标准的上层桥 面 6(图 2、图 23) 固装在上 弦杆 (横向支承梁)上,又将每个单元中两两相对 零杆组装成 “零杆桁架 ” 8 ,每个单元中同一 横截面上,在适当位置,两 “零杆桁架”的内侧按装一水平杆,与其上方 工字钢梁(方型钢管) 7组成水平桁架 20(图 2、图 7);“零杆桁架 ”外侧下方装有一根向上的撑杆 21 ,与上层桥面拓 宽的檐结构 10用结点固连,成外展的三角形桁架结构(图 2、图 7)

[0201] 上述技术措施都可以在《一拉得路桥》初始展 拉成型的下层桥面上施工作业,可以 考虑无须架设施工 栈桥,至此,《一拉得路桥》已成大刚度桥。 在桥面上铺设钢轨用于轨道交 通,铺设水泥、柏油用于高速公路、机动车和 人行道,上下层桥面安装照明、通讯及安全防 设施。

[0202] 实施例 2

[0203] 一种《一拉得路桥》瞬间展拉成型,它用于群 山峻岭中的山区道桥建设,可以极大 地减少修筑盘 山公路、安全又节约巨额筑路费,多走平路、 直路,少爬坡,少开山,少凿隧洞, 环保、节能,利于山区开发(图 15)。它包括桥墩(图 16)、桥梁和上下两层桥面,桥墩 29 (图 15)为《一拉得路桥》结构改性,作为立柱垂 使用,当它作为桥墩使用时其弦杆、腹杆、 杆、(还会增加空间支撑杆 32和水平支撑杆 33(图 16)) ,根据受力状态需重新设计、制造,用 定位销和带键 的大锥销插结点并紧固后固装标准结点板,桥 梁固装在桥墩上,桥墩用地脚 螺栓固定在承台 31上(图 16)。

[0204] 也可将改性的《一拉得路桥》结构拆成平面结 构,3片、 4片 …… 6片,折叠运抵现场 展拉成平面结构 ,借助起重设备在承台上逐片插接、安装如 30.34(图 16)成三面体、四面体、 六面体,结点紧固,固连水平、空间撑杆 32和 33 ,固装结点板遂成稳定的空间桥墩结构。

[0205] 《一拉得路桥》做为山区道 桥跨度 为 29m时,弦杆 H型钢(或其它)尺寸为 200x200x9.0x15. 0mm(依桥跨度而定),腹杆为方型钢管(或槽 钢) 180x100x8 . 0mm,零杆为方 型钢管 (或槽钢) 100x100x6. 0mm,它们在连接处固嵌带键槽的厚壁锥套管 14(图 6) ,用锥形 定位销 45和带键大锥销 15固接成刚性结构,后固装标准结点板。

[0206] 《一拉得路桥》两相邻单元 H型钢(或其它)弦杆在端部搭接,在搭接处以 横截面 的垂直中心线为界 ,一侧剔除,反侧补焊加强板 18 ,剔除长度等于令玄杆高,补偿板的长度为 g倍弦杆高;相邻单元的弦杆端部在另一侧剔除 反侧补焊加强板 18 ,零杆也做相应剔除和 补焊加强后 ,在专用数控机床上,在工装和卡具的约束下 ,在厚壁套管 14和补强的腹板上车堂 (锐) 出定位锥销孔和 3(或 5)个带键槽的大锥孔,当一拉得路桥展拉成 时,两相邻单元的 弦杆端部在此贴合搭 接,成 H型弦杆形状,并与相交的腹杆和零杆结点盒上 锥孔中心线重 合,插定位锥销和 3个(或 5个)带键的大锥销,紧固成刚性连接(图 5、图 6、图 9)。

[0207] 在《一拉得路桥》每个单元上下各有二根平行 排布的弦杆,在其水平面的对角线上 固装交叉支撑杆 11(图 2),以增大路桥的平面横向刚度(见图 2、图 8)。

[0208] 《一拉得路桥》每个单元中相对的 “零杆桁架”上固装水平桁架 20(图 2、图 7) ,每个 相对的 “零杆桁架 ”外侧下方固装一向上的支撑杆,与上层桥面 宽外伸檐结构 10用结点固 连,成外展的三角形桁架结构 21(图 2、图 7),共同增大路桥结构的空间横向刚度。将 桥的 下层桥面 5固装在下弦杆上,上层桥面固装在上弦杆横向 承梁 6上。

[0209] 《一拉得路桥》山区道桥为一组一拉得路桥结 构,上下两层桥面,各为双向 2车道, 做防腐工程 ,路面上铺水泥或柏油用于机动车、非机动车 和人行道,路桥上安装照明、通讯 和安全防护设施。

[0210] 本实施例的具体实施过程

[0211] 《一拉得路桥》所有杆件和施焊的零部件,二 次加工前必做 “低温退火”处理后,在 “工装”的约束下按标准机加工成标准件,组 成单元结构或整体结构 ,根据山区道路状况, 将《一拉得路桥》结构或整体折叠储运,或是 拆成单元或单根杆件,以求顺利运到施工现场 , 下层桥面的箱式结 构可以在制造厂里已安装好,也可以分别运输 到工地后,按整体或按结 构稳定的连体 N结构单元,为一个施工单位安装就位 ,再做后续施工。

[0212] 桥墩可以选用改性《一拉得路桥》结构,做为 立柱垂直使用,根据需要可以插接拼 成多面体空间结构 30(图 16) ,用地脚螺栓固定在承台 31上。

[0213] 在结构施工完成以后,继之,做防腐工程。

[0214] 包括四个方面:

[0215] a .在路桥表面固嵌多个金属锌条(块),借助 、铁化学活性差异,延缓黑色金属腐 蚀。

[0216] b .由于路桥零部件构件尺寸较小(本案中最长 管件小于 5 .6m) ,故在路桥都制成 标准件后,组装成整体路 桥之前可以进行整体或局部化学磷化处理 (发黑或发蓝),以防材 料氧化锈蚀,尤其是局部一一锥销和锥套等的 磷化处理,既可延缓结构内部的零件氧化,又 使这种连接更牢固、更可靠。方法简单,效果 出奇的好。

[0217] c .一拉得路桥结构中的所有管件的两端都必须 闭,并留有带盖的小孔,向管内 充填满泡沫塑料和废矿物油滴 (即减震消噪,又内部防腐),最后盖盖密封 。

[0218] d .路桥结构整体施工完成后喷漆。

[0219] 上下层桥面铺水泥或柏油做为机动车、非机动 车及人行道,安装照明、通讯和安全 防护设施。

[0220]

[0221] 土木工程和机械工程已是经典学科,前人积累 了丰富的理论和实践经验 ,《一拉得 路桥》是将 “桁架结构 ”和 “二级机构 ”杂交而衍生出来的一种崭新的结构形式,杂 交生出一 系列优势 ,它既有 “结构 ”的特性 :强度、刚度、稳定性足够,又具有 “机构 ”的精准和灵活。它 可以用当今的通 用和专用的结构设计程序设计,既安全、快捷 又节约;它可以单体制造,精 度很高;一改钢结构 (路桥)制造多年靠传统的焊、枷老工艺,因 而避开了焊接的变形和钏接 的繁琐,用工装约束的数控机加工造钢结构, 开创了路桥制造的先河;整体装配,应力极低; 折叠储运,能实现无障碍通达;用新工艺施工实 了快速安装,能从折叠状态下的机构瞬间 展拉为可承载 的结构;突破了杆系结构维修的传统理念,修 损如新 ;《一拉得路桥》刚度大、 挠度小、施工中结构能自行稳定、节能环保、 性价比高、施工周期短、使用寿命长、适应多 种 路桥建设,在同一地点、同一次施工中,可建 成多用途、多通道的路桥体系,极大地节约建 设 成本,与传统技术建路桥相比缩短工期!,甚至 多 -经草算 ,性价比约是传统路桥技术的 2倍 多,能安全、快捷地建成大刚度路桥。 [0222]

[0223] 《一拉得路桥》在国家建设中的应用,由于它 在技术和经济上的双重优势,可以预 见到在国际上将会有广阔的市场 。