CN101802311A - 封闭桥梁 - Google Patents

Abstract

封闭桥梁包括至少一个外管(9)和装配于该外管(9)内的至少一个内管(2)，外管形成该桥梁的外表面且内管形成该桥梁的内部空间。附接到该桥梁结构上的桁架结构(1)装配于内管(2)内且由形成至少一个节点且承受拉伸载荷的元件形成，该桁架结构形成从内管内表面上的一点到其相对侧地横过内管的至少一个弦杆。

Description

封闭桥梁

技术领域

本发明涉及用于形成通道来运输材料，用于行人和脚踏车交通和用于个人等的封闭超轻桥梁。

背景技术

现有服务桥梁、管状桥梁和输送机桥梁包括具有框架构造的桥面和壁、底板和顶板，它们覆盖承载结构。管路、入口桥面、缆线和类似物位于桥梁内且需要支架结构，利用支架结构将它们从桥梁的框架结构悬置。因此，桥梁的承载结构必须承载覆盖保护结构以及其支架结构的整个重量和操作元件使得桥梁的支架结构必须坚固且重载。而重载结构需要在地面或建筑物上以较短间隔支承。这些重载结构建造起来较慢且昂贵，因为其需要大量材料和工作。桥梁截面通常为矩形。这种形状导致较大抗风表面和因此导致高风力荷载。在多雪环境中在桥梁顶板上聚集的雪导致增加的荷载。桥梁需要在地面或底板上较大的表面积，因为重载支承腿常常为宽的A形框架。总之，现有桥梁结构非常重、庞大且昂贵且其材料成本很高。

在国际专利申请PCT/FI2006/000218中做出消除上文所述桥梁的缺点的尝试。所公开结构是有关于壳层结构，其中桥梁由在彼此内部的两个或两个以上管形成，这些管附连到彼此。由于该构造，降低了制造和材料成本且构造起来更快。

发明内容

本发明意图形成壳层结构桥梁，其比先前的桥梁更坚固且更可靠。

本发明是基于位于壳层结构内的至少一个横向桁架结构。

更具体而言，根据本发明的桥梁以独立权利要求的特征部分所述的内容为特征。

在从属权利要求中更详细地描述了本发明的各种实施例。

借助于本发明得到很多优点。

形成为壳和/或小室/壳层结构的桥梁的最终强度通常由其纵向抗弯强度决定，且因此可小于桥梁的结构刚度，而桥梁的强度不是这样。壳层结构中材料厚度在原则上可很小，但仍存在这样的危险：由于荷载峰值或来自意外方向的荷载导致结构倒塌。随着支承件的跨度增加，结构刚度也会变弱，且即使结构强度可能是足够的，也可能会发生这种情况，其不足的刚度和随后发生的变形将需要例如增加材料厚度。由于由薄板制成的壳层结构所需的材料量随着材料厚度增加而迅速地增加，这也将会导致该结构的成本和重量的迅速增加。在根据本发明的解决方案中，该结构由桁架结构从内部支撑，利用桁架结构，与增加材料厚度或以某种其它方式支承结构相比，相对于重量和材料成本有利地增加了刚度和抗纵向弯曲强度。在计算上证明能借助于桁架结构显著地增加了桥梁的刚度和抗纵向弯曲强度。

如已知的那样，桁架结构易于制造且可以许多不同方式附接到桥梁的壳和/或小室/壳层结构上。

附图说明

在下文中，将参看附图更详细地描述本发明。

图1示出壳层结构桥梁的示意纵向截面图。

图2示出图1的桥梁的横向截面图。

具体实施方式

在下文中描述的结构意图结合在国际申请PCT/FI 2006/000218中所公开的封闭桥梁使用。因此，在本文中将不再较详细地描述桥梁本身和可选结构的构造，而前述申请的文本的相关部分结合在本说明中。

根据本发明的封闭桥梁包括内管2和外管9，内管2界定桥梁的内部，而外管9形成外壳。外管9和内管2例如通过螺栓焊接彼此连接以形成两层的壳层结构。外管2和内管9的形状可优选地为附图所示的椭圆形、圆形或某些其它希望的形状。管道10位于在外管9与内管之间保留的空间中，管道10可用作电缆、通信电缆等的空间，或者作为水、蒸汽或其它材料的输送空间。这些管道10附接到内管2的外表面且相应地附接到外管9的内表面，且因此形成将外管9、内管2系接成一体的壳、小室或套管结构的支承件。此外，管道借助于例如焊缝4彼此附接以进一步增加结构刚度。除了管道10之外，外管和内管可利用额外支承件(例如，套管结构或在桥梁中形成分割平面的支承钢6)彼此固定。此外，该结构由桥梁的中间隔板和制造模块的端部隔板8支承。在此实例中，人行道11和输送带12位于桥梁内部。内部空间可自由地用于各种结构，且如果可需要，可以被加压或者被充满蒸汽或甚至惰性气体。

在此实例中，桥梁由两个模块形成，其由水平延伸的分割平面13联结，分割平面13由套管结构或支承钢6加强。桥梁可包括(例如用于运输)两个或两个以上的模块，它们在安装地点通过分割平面13彼此附接。分割平面13在结构上可为套管、小室、加固件或某些其它类似结构。模块之间的接合可通过将它们焊接或栓接在一起或某种其它方式形成。通过利用模块形成桥梁，使之尽可能在工厂预制，从而使制造更有效且自动化，且在安装地点对桥梁的实际组装将是迅速的。由承载竖直荷载和水平荷载的分割平面13形成的结构6经得住力矩应力，且其作用是防止桥梁纵向弯曲。在此实例中，桥梁的一个单元包括两个模块，即，上部成形件14和下部成形件15。每个成形件14、15的外管9部分和内管2部分利用隔板8彼此附接，隔板8可位于预制模块端部和/或沿着模块长度的合适间隔处。隔板8的作用在于将外管9和内管2系接到彼此且加固该结构。隔板可以是弯曲的，朝向桥梁内部伸展，从而在其所处的位置留有通道。通过使隔板构造在这些位置成为壁或门，隔板构造也可用于在所希望的位置封闭桥梁截面。此外，可使用端部隔板8来将桥梁单元接合在一起。可通过例如焊接、栓接、铆接或某些其它已知方式做出接合。上部成形件14和下部成形件15可包括一或多个管、套管或小室，其通过焊接或栓接或某些其它方式接合在一起。该结构将承载竖直和水平荷载并经得住力矩应变。以此方式形成的模块是独立刚性结构且因此易于在安装期间运输和搬运。在工厂条件下，也易于在模块中制作湿气屏障或绝热层，在此情况下，其位于模块的外管9外表面中。可通过浇注、喷涂、轧制、包裹或以某种其它合适方式附接(例如，通过胶合)来制作绝热层和湿气隔离层。

桁架结构1位于桥梁内部，以增加其刚度和纵向抗弯曲强度。在该实例的情况下，桁架结构1位于桥梁的竖直轴线上且由竖直支承件16和倾斜支承件17形成。倾斜支承件从竖直支承件16的上端延伸到下端以形成桁架结构，并因此形成三角形桁架。这种桁架坚固且较轻。除了竖直桁架外，可以使用水平桁架或倾斜桁架，同时支承桁架可从中心或水平线拉到侧部。

竖直桁架结构1通过焊接、栓接或某些其它类似方式在内管2的位置5附接到上部成形件14和下部成形件15，或者附接到下部成形件中相应的结构，其可为管、套管、小室、制成其它形状的加固件或某些其它类似支承结构。在图1和图2的示例中，桁架的竖直支承件16和倾斜支承件的端部位于端部隔板和中间隔板中，使得它们提供强支承。竖直桁架结构在竖直方向加固该封闭桥梁。桁架结构的作用是防止桥梁纵向弯曲。竖直桁架结构将桥梁分成不同通道且可将桁架结构例如用作隔离分隔壁的框架结构或者用作装置安装的支承结构，同时此外还可存在若干竖直桁架结构。

竖直桁架结构通过焊接或栓接或某种其它类似方式相应地附接到成形件侧部，其中附连位置可为管、套管、小室或制成某种其它形状的加固件或者某些其它类似的支承结构。水平桁架结构在横向加固该封闭桥梁。水平桁架结构可处于不同高度且同时可支承分隔面、人行道或设备搁板，它们可存在多个。

水平桁架结构的作用在于防止桥梁纵向弯曲且相对于所用材料重量显著地增加结构刚度。因此，桥梁具有良好的荷载比。

如上文所述，该一个或多个桁架结构可以是水平的、竖直的或倾斜于这些平面设置。一或多个桁架也可位于该结构中心线侧部，在此情况下，其将形成桥梁内部截面中的弦杆，该弦杆从内管表面上的一点延伸到相对表面上的一点。除了在该实例中所述的简单三角形结构外，桁架可被制成多三角结构，或者其可包括多边形或甚至曲线。桁架由彼此附接的杆形成且承受拉伸和压缩荷载，这些杆可具有不同轮廓。还可设想到桁架由缆线或类似物形成，其例如通过结套且然后预张紧而附接到桥梁上。但是，缆线状元件仅能承受拉伸荷载，当评定作用于结构上的应变时和当设计该结构时必须将这点考虑在内。杆、缆线或类似物在其端部彼此附接，形成节点，或者它们可为单个一体件，其中通过使要加荷载的元件弯曲而形成节点。

桥梁的截面可以多种方式变化，桁架结构适应即时所用的桥梁截面。桥梁可包括在其端部附接在一起的多个桥梁单元。管、小室、套管、杆或类似结构的端部之间的接合可以适合于所用桥梁应用的方式形成，换言之，通过焊接、凸缘接合、栓接、螺纹件、适配器、延伸部或联接件形成。这些接合元件可整体形成于端部隔板中。

Claims (9)

1.一种封闭桥梁，其包括：至少一个外管(9)，其形成所述桥梁的外表面；装配到所述外管(9)内的至少一个内管(2)，其形成所述桥梁的内部空间；以及至少一个桁架结构(1)，其装配于所述内管(2)内且附接到桥梁结构，其由形成至少一个节点的元件形成，所述桁架结构形成至少一个弦杆，所述弦杆从所述内管的内表面上的一点到所述内表面的相对侧地横过所述内管，

其特征在于，所述桁架(1)是由承受拉伸和压缩荷载的杆状元件组装而成的刚性桁架。

2.根据权利要求1所述的桥梁，其特征在于，所述桁架(1)由仅承受拉伸荷载的元件形成。

3.根据前述权利要求中任一项所述的桥梁，其特征在于，所述桁架附接到所述内管(2)上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的桥梁，其特征在于至少一个隔板(8)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的桥梁，其特征在于，所述桥梁由至少两个模块形成，所述至少两个模块由分割平面(6)彼此间隔开，可使用分割平面(6)来组装模块结构以形成桥梁单元。

6.根据权利要求中任一项所述的桥梁，其特征在于，所述桥梁单元包括端部隔板(8)，其中存在用于将所述桥梁单元彼此接合的元件。

7.根据前述权利要求中任一项所述的桥梁，其特征在于，至少一个桁架结构(1)是竖直的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的桥梁，其特征在于至少一个桁架结构(1)是水平的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的桥梁，其特征在于，至少一个桁架结构(1)形成分割所述桥梁内部的壁或底板的框架。