CN103437275A - 基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,包括:钢桁架桥面板、钢桁架、钢横隔桁架、预警***;钢桁架设置在钢桁架桥面板的两侧,钢横隔桁架设置在钢桁架之间,预警***连接钢桁架。本发明设置承担桥面荷载的可展式预应力钢桁架,通过对钢索施加预应力,结构整体刚度提高,钢材用量降低,结构主桁架采用可展桁架,开合方便,易于拆装,施工速度快。本发明实现了可展与预应力的结合,设置预警***提高了使用安全性,利用弹簧弹性势能换取更大夹紧力,原理简单、方便易用。此外,本发明结构简单,桥梁架设时间短,便于携带,可用作城市道路改建过程中临时桥梁、抢险救灾临时桥梁、军用临时桥梁。
Description
技术领域
本发明属于桁架桥技术领域,尤其涉及一种基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥。
背景技术
当前,国内关于可展桥的研究与发展尚处于起步阶段,可展桥出现于第二次世界大战,所以旧式的可展桥以军用可展桥为主,如TLB托式冲击桥、费尔雷轴向折叠桥等等,该类桥梁展开机理复杂,形式笨重,需要特殊的运输装备,进入21世纪后,国内外均开始从事新型可展桥的开发,此类可展桥展开机理简单,易于操作,自重轻,运输方便。
现有的可展桥梁以及快速施工装配式桥梁仍存在不足,以桥节为单元拼装的桥梁***,桥节本身不可展,效率较低;以贝雷桁架为主桁架的快速施工桥梁,构件高度分散化,现场组装时构件数量多、节点连接繁琐,施工速度仍受到一定制约;另有些可展桥收缩比小,储存及运输体积较大,后勤保障车辆要求较高;主桥桁架多以普通桁架为主,与预应力桁架桥梁相比,经济性较差;现有快速施工桥梁无挠度预警***及后期使用监测***,无法对过载使用发出警告。
现有预应力桁架预应力的施加方法也较多,主要有花篮螺丝调节法、张拉钢索法和支承卸除法,花篮螺丝调节法一般只用于较小模型的张弦梁结构施加预拉力,提供的预应力值较小;使用较多的张拉钢索法需要一定数量的锚具和千斤顶,设备要求较高,操作不便;而支撑卸载法需要一定的条件,如场地条件是否允许,是否有起重设备等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,旨在解决现有预应力桁架预应力的施加方法存在的使用条件有限,操作复杂,操作不便的问题。
本发明是这样实现的,一种基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,该基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥包括:钢桁架桥面板、钢桁架、钢横隔桁架、预警***;
钢桁架设置在钢桁架桥面板的两侧,钢横隔桁架设置在钢桁架之间,预警***设置在钢桁架内。
进一步,钢桁架可展开和合闭,桁架内部具有预应力。
进一步,钢桁架可以设置为一榀、两榀或多榀。
进一步,钢桁架桥面板通过夹紧装置连接钢桁架。
进一步,钢桁架之间通过钢横隔桁架连接。
进一步,钢桁架包括:上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆、转轴、钢索、传感器、带刻度螺钉;
上弦杆设置在钢桁架的上端,下弦杆设置在钢桁架的下端,斜腹杆在钢桁架内倾斜设置,竖腹杆设置在上弦杆和下弦杆之间,上弦杆连接下弦杆,间隔两个竖腹杆设置转轴,钢索设置在钢桁架内部,钢索两端连接上弦杆两端,带刻度螺钉设置在下弦杆上,传感器设置在钢索上,钢索采用廓内布索。
进一步,上弦杆通过竖腹杆和斜腹杆连接下弦杆。
进一步,钢索的一端通过带刻度螺钉连接下弦杆。
进一步,带刻度螺钉还包括:挂环、螺帽、带刻度螺杆;
挂环设置在带刻度螺钉的上面,用于连接钢索,螺帽设置在带刻度螺钉的底部,带刻度螺杆连接挂环,通过螺帽固定在带刻度螺钉上。
进一步,该基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥的夹紧装置包括:上盖板、下盖板、夹板、压缩弹簧、反力弹簧、反向螺纹杆、拧头;
上盖板设置在夹紧装置的顶端,下盖板设置在夹紧装置的底部,夹紧装置的左侧设置压缩弹簧,在压缩弹簧之间设置夹板,反力弹簧设置在夹紧装置的右侧,反向螺纹杆设置在夹紧装置的中间位置,拧头设置在反向螺纹杆上,上盖板和下盖板之间设置夹板、压缩弹簧、反力弹簧、反向螺纹杆。
本发明提供的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,设置可展式预应力钢桁架承担荷载,通过对钢索施加预应力,结构整体刚度提高,结构整体刚度提高,钢材用量降低,结构主桁架采用可展桁架,开合方便,易于拆装,施工速度快;预应力可增加结构刚度,减少用钢量,自重轻,经济效果好;可展结构储运空间小,施工快速便捷,较为环保;自带预警***,在索力检测过程中,如发生过载使用可及时发出警报,提高使用安全性,同时可以及时发现问题,采取维护和抢救措施。本发明设置预警***提高了使用安全性,同时可以及时发现问题,采取维护和抢救措施。本发明设置以弹簧弹性势能换取更大的夹紧力,原理简单、方便易用。此外,本发明结构简单,桥梁架设时间短,便于携带,可用作城市道路改建过程中临时桥梁、抢险救灾临时桥梁、军用临时桥梁。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的带刻度螺钉的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的夹紧装置的结构示意图;
图中:1、钢桁架桥面板;2、钢桁架;2-1、上弦杆;2-2、下弦杆;2-3、斜腹杆;2-4、竖腹杆;2-5、转轴;2-6、钢索;2-7、传感器;2-8、带刻度螺钉;2-8-1、挂环;2-8-2、螺帽;2-8-3、带刻度螺杆;3、钢横隔桁架;4、上盖板;5、下盖板;6、夹板;7、压缩弹簧;8、反力弹簧;9、反向螺纹杆;10、拧头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示,本发明实施例的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥主要由钢桁架桥面板1、钢桁架2、钢横隔桁架3和预警***组成;钢桁架2设置在钢桁架桥面板1的两侧,钢横隔桁架3设置在钢桁架2之间,预警***连接钢桁架2;
钢桁架2包括:上弦杆2-1、下弦杆2-2、斜腹杆2-3、竖腹杆2-4、转轴2-5、钢索2-6、传感器2-7、带刻度螺钉2-8组成;
上弦杆2-1设置在钢桁架2的上端,下弦杆2-2设置在钢桁架2的下端,斜腹杆2-3在钢桁架2内倾斜设置,竖腹杆2-4设置在上弦杆2-1和下弦杆2-2之间,实现上弦杆2-1和下弦杆2-2的连接,在间隔两个竖腹杆2-4设置转轴2-5,钢索2-6设置在钢桁架2内部,钢索2-6的一端通过带刻度螺钉2-8连接下弦杆2-2,另一端连接上弦杆2-1和斜腹杆2-3的交点,带刻度螺钉2-8设置在下弦杆2-2上,传感器2-7设置在钢索2-6上,钢索2-6采用廓内布索方案,并通过改变钢索2-6平面内横向位移给钢索2-6施加预应力,钢索2-6为三段布索,转折点避开转轴2-5处,目的在于避开薄弱点并加强可展开单元间的联系。钢索2-6端头固定,转折点处钢索2-6采用可在平面内转动的铰接形式;
如图2所示,带刻度螺钉2-8还包括:挂环2-8-1、螺帽2-8-2、带刻度螺杆2-8-3组成;挂环2-8-1设置在带刻度螺钉2-8的上面,用于连接钢索2-6,螺帽2-8-2设置在带刻度螺钉2-8的底部,带刻度螺杆2-8-3连接挂环2-8-1,通过螺帽2-8-2固定在带刻度螺钉2-8上;
如图3所示,钢桁架桥面板1通过夹紧装置连接钢桁架2的上弦杆2-1,夹紧装置包括:上盖板4、下盖板5、夹板6、压缩弹簧7、反力弹簧8、反向螺纹杆9、拧头10;
上盖板4设置在夹紧装置的顶端,下盖板5设置在夹紧装置的底部,夹紧装置的左侧设置压缩弹簧7,在压缩弹簧7之间设置夹板6,反力弹簧8设置在夹紧装置的右侧,反向螺纹杆9设置在夹紧装置的中间位置,拧头10设置在反向螺纹杆9上,上盖板4和下盖板5之间设置夹板6、压缩弹簧7、反力弹簧8、反向螺纹杆9;
扭转拧头10,在两头的反向螺纹杆9带动下,上盖板4下移,下盖板5上移,压缩弹簧7及反力弹簧8,夹板6将被夹件夹紧,提供较大夹紧力,反力弹,8提供反力,平衡上盖板4和下盖板5。
本发明的工作原理:
钢桁架桥面1的荷载由可展式预应力钢桁架2承担,通过对钢索2-6施加预应力,结构整体刚度提高,结构整体刚度提高,钢材用量降低;同时,结构钢桁架2采用可展桁架,开合方便,易于拆装,施工速度快;
为了确保快速施工,预应力采用一种新型可控的施加方法,钢索2-6布置在钢桁架2内部,分别在钢桁架2下弦杆2-2的1/3、2/3处用头部带钩,尾部带刻度螺钉2-8将钢索2-6钩住,带刻度螺钉2-8布置在下弦杆2-2上,旋转螺帽2-8-2,将带刻度螺钉2-8下拉,钢索2-6随之发生横向位移,此时产生预应力,为控制预应力的施加,在带刻度螺钉2-8上刻有刻度,相应刻度代表预应力的施加的大小,同时保证两个螺钉下降高度一致;
钢桁架桥面1与上弦杆2-1翼缘的连接,采用一种新型夹紧装置,由上盖板4、下盖板5、夹板6、压缩弹簧7、反力弹簧8、反向螺纹杆9、拧头10;扭转拧头10,在两头的反向螺纹杆9带动下,上盖板4下移,下盖板5上移,压缩弹簧7及反力弹簧8,夹板6将被夹件夹紧,提供较大夹紧力,反力弹簧8提供反力,平衡上上盖板4、下盖板5;
同时在钢索2-6中装有预警***,主要由传感器2-6来传递电信号,预先设置索力与桁架片跨中挠度的数值关系,并将预警分为二级,当索力大于使用状态下桁架最大挠度对应索力的90%时,预警***开始预警,通过语音提醒注意,当达到其100%时,通过闪灯兼有急促报警声报警,该预警***在平时使用中,还兼有对索力及跨中挠度的实时监测,一旦发现问题,可及时维护,在架设阶段,预警***中钢索与预应力可控施加法可对预应力施加实行双控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,该基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥包括:钢桁架桥面板、钢桁架、钢横隔桁架、预警***;
钢桁架设置在钢桁架桥面板的两侧,钢横隔桁架设置在钢桁架之间,预警***设置在钢桁架内。
2.如权利要求1所述的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,钢桁架可展开和合闭,桁架内部具有预应力。
3.如权利要求1所述的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,钢桁架可以设置为一榀、两榀或多榀。
4.如权利要求1所述的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,钢桁架桥面板通过夹紧装置连接钢桁架。
5.如权利要求1所述的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,钢桁架之间通过钢横隔桁架连接。
6.如权利要求1所述的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,钢桁架包括:上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆、转轴、钢索、传感器、带刻度螺钉;
上弦杆设置在钢桁架的上端,下弦杆设置在钢桁架的下端,斜腹杆在钢桁架内倾斜设置,竖腹杆设置在上弦杆和下弦杆之间,上弦杆连接下弦杆,间隔两个竖腹杆设置转轴,钢索设置在钢桁架内部,钢索两端连接上弦杆两端,带刻度螺钉设置在下弦杆上,传感器设置在钢索上,钢索采用廓内布索。
7.如权利要求6所述的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,上弦杆通过竖腹杆和斜腹杆连接下弦杆。
8.如权利要求6所述的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,钢索的一端通过带刻度螺钉连接下弦杆。
9.如权利要求6所述的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,带刻度螺钉还包括:挂环、螺帽、带刻度螺杆;
挂环设置在带刻度螺钉的上面,用于连接钢索,螺帽设置在带刻度螺钉的底部,带刻度螺杆连接挂环,通过螺帽固定在带刻度螺钉上。
10.如权利要求4所述的基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥,其特征在于,该基于挠度预警***的可展式预应力钢桁架桥的夹紧装置包括:上盖板、下盖板、夹板、压缩弹簧、反力弹簧、反向螺纹杆、拧头;
上盖板设置在夹紧装置的顶端,下盖板设置在夹紧装置的底部,夹紧装置的左侧设置压缩弹簧,在压缩弹簧之间设置夹板,反力弹簧设置在夹紧装置的右侧,反向螺纹杆设置在夹紧装置的中间位置,拧头设置在反向螺纹杆上,上盖板和下盖板之间设置夹板、压缩弹簧、反力弹簧、反向螺纹杆。
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Granted publication date: 20160511 |
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