CN112982134B - 一种在桥梁建造中使用的组合钢梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及路桥建设工程技术领域，具体涉及一种组合钢梁。本发明提供的一种在桥梁建造中使用的组合钢梁，包括梁本体，梁本体包括相互对接的上梁和下梁，上梁的开口端设有第一碗形结构，下梁的开口端设有第二碗形结构，第一碗形结构设有第一水滴型结构体，第二碗形结构设有第二水滴型结构体，第一碗形结构和第二碗形结构的开口端上设有彼此能插接在一起的连接体。本发明结构简单，安装方便，利用了梁本体结构的特性，延长了桥梁使用寿命。

Description

一种在桥梁建造中使用的组合钢梁

技术领域

本发明属于路桥技术领域，具体涉及一种组合钢梁。

背景技术

在桥梁的建造中，大量使用了钢梁，使用的钢梁多为工字形、梯形或矩 形结构的一种或几种的组合箱梁结构，这些组合箱梁结构的连接一般都使用 焊接或铆接的连接方式，使用这些结构的桥梁，虽然具有抗压和承压大的特性，但是，往往会因为承担过大的承载量时，会出现桥梁的强度和韧性不够发生变形且不能恢复性的现象，导致缩短了桥梁使用寿命。

发明内容

要解决的技术问题在于，本发明提供了一种在桥梁建造中使用的组合钢 梁，通过模仿甲壳类外动物肢节具有中空内腔和壳体相结合时具有的抗压、不易破损或折断的结构特点，采用插接的连接方式，在桥梁梁体承载量大时，实现提高梁本体的韧性、增加变形量恢复、延长桥梁寿命的目的。

为实现上述发明目的，本发明提供一种在桥梁建造中使用的组合钢梁， 包括设有内腔的梁本体，所述梁本体包括相互对接在一起且为中空结构的上梁和下梁，所述上梁和下梁的开口端相互对接在一起构成的截面为椭圆形，所述上梁的开口端和底部构成了开口向下的第一碗形结构，所述下梁的开口端和底部构成了开口向上的第二碗形结构，所述第一碗形结构的底部设置有两个相对连接的第一水滴型结构体，两个所述第一水滴型结构体的端部为粗端，所述第一水滴型结构体的粗端由第一碗形结构开口端的侧壁设有逐渐变细的第一收缩结构体，两个所述第一收缩结构体为第一水滴型结构的细端，所述第一水滴型结构体的粗端到第一收缩结构体之间设置有弧形结构过渡；

所述第二碗形结构的底部设有两个相互对接在一起的第二水滴型结构体， 两个所述第二水滴型结构体的端部为粗端，所述第二水滴型结构体的粗端向第二碗形结构开口端的侧壁设有逐渐变细的第二收缩结构体，第二收缩结构体为第一水滴型结构的细端，两个所述第二水滴型结构体的粗端相互对连接在一起，所述第二水滴型结构体的粗端到第二收缩结构体之间设置有弧形结构过渡；

所述第一碗形结构和第二碗形结构的开口端上设有彼此插接在一起的连接体。

优选的技术方案，所述连接体包括设置在第一碗形结构开口端且按照由内向外依次设有的第一凸缘、第一凹槽、第二凸缘和第一限位部，所述第二碗形结构的开口端设有由内向外依照顺序设置的第三凸缘、第二凹槽、第三凸缘、第三凹槽和第二限位部，所述第一凸缘插装在第二凹槽内，所述第二凸缘插装在第三凹槽内，所述第三凸缘插装在第一凹槽内。

优选的技术方案，所述连接体包括设置在第一碗形结构开口端上的第四凹槽和第四凸缘，所述第二碗形结构的开口端上设置有第六凸缘、U型槽和第七凸缘，所述第六凸缘插装在第四凹槽内，所述第四凸缘插装在U型槽内，所述U型槽外侧设有第七凸缘。

优选的技术方案，所述第四凸缘和第六凸缘相连接的一侧设有垂直的平面侧壁。

优选的技术方案，所述连接体包括设置在第一碗形结构开口端上的第九凸缘，所述第二碗形结构的开口端上侧设有的第五凹槽，所述第九凸缘设置在第五凹槽内，所述第九凸缘为关节头结构，所述第五凹槽为节窝型结构，所述关节头型结构设置在关节窝型结构内且相互啮合并进行限位。

优选的技术方案，所述关节头结构的外凸弧形角度与第五凹槽的内凹弧形角度相同，以使第九凸缘与第五凹槽的接触面贴合紧密。

所述关节头结构的外凸弧形角度与第五凹槽的内凹弧形角度相同，以使第五凸缘与第五凹槽的接触面贴合紧密。

优选的技术方案，两个所述第一水滴型结构的中心位置分别设有第一通孔，两个所述第二水滴型结构体的中心位置分别设有第二通孔。

优选的技术方案，所述第一碗形结构的上部设有n字性结构的上支撑件，所述第二碗形结构的外侧设有两个L型结构的下支撑件，两个所述L型结构相互对接且与n字性结构的上支撑件固定连接。

优选的技术方案，所述第二碗形结构内壁的两侧分别设有若干根钢丝索，所述钢丝索之间设有能够调整钢丝索的调节部。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明节省材料，提高了桥梁的抗压能力，延长了桥梁的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例1中梁本体的立体图；

图2是本发明实施例1中上梁的主视图；

图3是本发明实施例1中下梁的主视图；

图4是本发明实施例1中连接体的主视图；

图5是本发明实施例2中连接体的另一结构主视图；

图6是本发明实施例3中连接体的另一结构主视图；

图7是本发明实施例4中梁本体的立体图；

图8是本发明实施例4中梁本体的另一结构主视图；

图9是本发明实施例5中梁本体的另一结构主视图。

附图标记

图中，1—梁本体；2—上梁；3—第一通孔；4—第一水滴型结构体；4A—第一收缩结构体；5—连接体；501—第一凸缘；502—第一凹槽；503—第二凸缘；504—第一限位部；505—第四凹槽；506—第四凸缘；507—第九凸缘； 511—第三凸缘；512—第二凹槽；513—第三凹槽；514—第二限位部；515—第五凸缘；516—第六凸缘；517—U型槽；518—第七凸缘；519—第五凹槽； 6—下梁；7—第二水滴型结构体；8—第二通孔；9—第二收缩结构体；10—内腔；11—上支撑件；12—填充部；13—下支撑件；14—钢丝索；15—调节部，图中，箭头A为梁本体受力的方向。

具体实施方式

下文参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

实施例1

如图1-3所示，本发明提供的一种在桥梁建造中使用的组合钢梁，包括梁本体1，梁本体1包括相互对接在一起为中空结构的上梁2和下梁6，上梁2的开口端和底部构成了开口向下的第一碗形结构，下梁6的开口端和底部构成了开口向上的第二碗形结构，上梁2和下梁6的开口端相互对接在一起构成了的截面为椭圆形，第一碗形结构的底部设置为两个相对设置的第一水滴型结构体4，第一水滴型结构体4的粗端向第一碗形结构的开口端侧壁设置有逐渐变细的第一收缩结构体4A，两个水滴型结构的端部为粗端，两个粗端相对连接在一起，两个水滴型结构的中心位置分别设有一个第一通孔3，由于设置了第一通孔3不但能够减轻上梁2的重量和节省材料，还能够起到增加梁本体1韧性的作用，在梁本体1受到过大的压力时，两个水滴型结构和第一通孔3的结构能随着受到超载车辆的大重力时，能随之产生相对应的结构变形，来承担或克服较大的压力，保证桥梁正常的使用。其中，第一通孔3的截面可以设置为水滴型、椭圆形、矩形或菱形结构等形状。由于在第一碗形结构的下侧设置了第一收缩结构体4A，两个第一收缩结构体4A为第一水滴型结构的细端，第一收缩结构体4A两侧侧壁的厚度相对较薄，壁厚相对较厚的第一水滴型结构体4到壁厚相对较薄的第一收缩结构体4A设置有弧形结构过渡，由于第一碗形结构的侧壁圆滑饱满，更具有韧性，能起到增加梁本体韧性的作用。如图3所所示，本实施例中，下梁6设有第二碗形结构，第二碗形结构的底部设有两个相对设置的第二水滴型结构体7，第二水滴型结构体7的粗端向第二碗形结构的开口端侧壁为逐渐变细的第二收缩结构体9，两个第二水滴型结构体7的端部为粗端且相对连接在一起，两个第二水滴型结构体7的中心位置分别设有一个第二通孔8，由于设置了第二通孔8，也起到了减轻下梁6重量和节省材料的作用，增加了梁本体1韧性的作用，当梁本体1受到压力时，两个第二水滴型结构体7和第二通孔8的结构能够产生弯曲变形，来承载较大的压力不会发生折断现象。其中，第二通孔8的截面也可以设置为水滴型、椭圆形、矩形或菱形结构。另外，由于第二碗形结构的两侧设有第二收缩结构体9，第二收缩结构体9两侧壁厚相对较薄，壁厚相对较厚的第三水滴型结构体7到壁厚相对较薄的第二收缩结构体9，同样也设有弧形结构进行过渡，起到使第二碗形结构侧壁圆滑饱满和更具韧性的作用。其中，第一碗形结构和第二碗形结构的开口端上设有彼此插接在一起的连接体5。如图4所示，本实施例中，连接体5包括设置在第一碗形结构开口端且按照由内向外依次设有的第一凸缘501、第一凹槽502、第二凸缘503和第一限位部504；在第二碗形结构的开口端设有由内向外依照顺序设置的第三凸缘511、第二凹槽512、第五凸缘515、第三凹槽513和第二限位部514，第一凸缘501插装在第二凹槽512内，第二凸缘503插装在第三凹槽513内，第五凸缘515插装在第一凹槽502内。其中，第一凸缘501和第二凸缘503之间设有倾斜角度，第一凸缘501设置在第一碗形结构内侧的斜上方位置，第二凸缘503设置在第一碗形结构外侧的斜下方，由于第二凸缘503的下方外侧设有第一限位部504，且第一凸缘501、第二凸缘503和第五凸缘515的端部为均为半球形结构，半球形结构能够起到让第一凸缘501、第二凸缘503和第五凸缘515在受到来自上部的压力时，不会从第一凹槽502、第二凹槽512和第三凹槽513中脱离出来，让受到的压力能向下均匀的分散出去。其中，由于第一限位部504和第二限位部514是相对应设置的，第一限位部504和第二限位部514是设置在连接体5的外侧，第一限位部504和第二限位部514的外缘端部设有弧形过渡，能够让第一限位部504和第二限位部514在承受压力变形时，两个弧形过渡彼此不相干涉，增强连接体5的承压强度和韧性。另外，位于连接体5设有的第三凸缘511在外侧端部设有弧形过渡结构，当第一水滴型结构体4收到向下的力时，能产生弯曲得结构变形时，第三凸缘511会卡住第一凸缘501且能一同发生弯曲变形，以起到提高梁本体1韧性的作用。

本实施例中，当梁本体1受到向下的压力时，第一碗形结构的第一水滴型结构体4首先会承受到压力，第一水滴型结构体4向下弯曲产生结构变形，第一水滴型结构体4内的第一通孔3相应也会承受一定的压力并产生一定的结构变形，第一水滴型结构体4和第一通孔3能够利用结构变形卸载掉一部分压力，并将受到压力的主要压力向下传递到第一收缩结构体4A上，第一收缩结构体4A承受压力产生结构变形，并向外产生移位，将压力A的主要压力通过连接体传递至第二碗形结构上。

其中，第一凸缘501与第二凹槽512、第二凸缘503与第三凹槽513、第五凸缘515与第一凹槽502采用紧密的连接，在受到压力A时，第一收缩结构体4A会将压力传导到第二收缩结构体9上，在受到压力的压力数值大于第二收缩结构体4A和第二收缩结构体9的自身材料能够承受的力时，第一收缩结构体4A和第二收缩结构体9只能依靠结构变形化解压力产生一定的移位B，当压力A的压力数值小于第一收缩结构体4A和第二收缩结构体9的自身材料能够承受的力时，第一收缩结构体4A和第二收缩结构体9依靠材料特性部分恢复变形结构。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进行了进一步改进，区别在于：为了安装更方便，如图5所示，本实施例提供了另一结构的连接体5，连接体5包括设置在第一碗形结构开口端上的第四凹槽505和第四凸缘506，在第二碗形结构的开口端上分别设置有第六凸缘516、U型槽517和第七凸缘518，第六凸缘516插装在第四凹槽505内，第四凸缘506插装在U型槽517内，为了提高U型槽517的强度，在U型槽517下侧设有第七凸缘518。优选的技术方案，为了连接的更牢固和更稳定，所述第四凸缘506和第六凸缘516相连接的一侧设有垂直的平面接触面，第六凸缘516的顶部设有圆弧形结构的凸起，第六凸缘516设有的圆弧形结构的凸起能够插装第四凹槽505内，为了起到定位准确的作用，圆弧形结构的凸起与第四凹槽505的间隙应该取小的间隙值，优选间隙值范围为1-5mm，第六凸缘516的侧壁与第四凸缘506的内侧壁同时贴紧，第七凸缘518能起到提高U型槽517强度的作用，能够共同承受来自上方的压力A。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上进行了进一步改进，区别在于：如图6所示，本实施例中，优选的技术方案，所述连接体5包括设置在第一碗形结构开口端上的第九凸缘507，第二碗形结构的开口端上侧设有的第五凹槽519，所述第九凸缘507设置在第五凹槽519内，第九凸缘507为关节头结构，所述第五凹槽519为节窝型结构，由于关节头结构设置在节窝型结构内相互啮合，其不仅能起到连接的作用，还能起到限位的作用。本实施例中，第九凸缘507外凸弧形结构的角度与第五凹槽519内凹弧形结构的角度相同，以使第九凸缘507与第五凹槽519形成面接触，这样设置能够让梁本体1在受到上方的压力A时，能够产生变形以克服压力，在压力消失时，梁本体1易于恢复到初始状态。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上进行了进一步改进，区别在于：如图7、8所示，本实施例中，第一碗形结构的上部设有n字性结构的上支撑件11，所述第二碗形结构的外侧设有两个L型结构的下支撑件13，两个所述L型结构相互对接且与n字性结构的上支撑件11固定连接。由于在第一碗形结构的上方和两侧设有上支撑件11，上支撑件11为n字形结构，n字形结构与上梁2之间设有第一空腔。其中，第二碗形结构的两个侧下方分别设有下支撑件13，下支撑件13为L型结构，两个所述L型结构相互对接，L型结构与第二碗形结构之间设有第二空腔，第一空腔和第二空腔构成了填充部12，填充部12内填充具有一定韧性且具有弹性的物料，物料选用如由塑胶材质的物料。由于填充部12填充了具有一定韧性且具有弹性的物料，能够使具有第一碗形结构的上梁2和第二碗形结构的下梁6在受到点性应力或线性应力时，受力能被平均分散到第一碗形结构和第二碗形结构的表面，能够起到将集中的受力能分散到梁本体1上的作用，还能起到提高梁本体1受抗击外力或抗冲击强度的作用，同时能够起到减震和减少路面噪音的作用，延长了桥梁的使用寿命。

实施例5

本实施例在实施例4的基础上进行了进一步改进，区别在于：如图9所示，本实施例中，在完成了第一碗形结构和第二碗形结构插装安装工序后，由于梁本体1内部设有内腔10，在内腔10中在第二碗形结构两侧的内壁分别固定连接有由若干根钢丝索14，钢丝索14的一端彼此呈固定状，钢丝索14的另一端呈彼此分散状，分散的一端固定连接在第二碗形结构的侧壁上，为了能调整钢丝索14松紧度，钢丝索14上设有调节部15，调节部15中间设有调整装置，调整状包括调整螺栓，旋钮调整螺栓能够调整钢丝索14的张紧度。其中，梁本体1在受到向下的压力时，第一碗形结构和第二碗形结构上的连接体5受到压力发生变形，会产生向外移位，由于在第二碗形结构的侧壁之间设有钢丝索14和调节部15，旋钮调整螺栓能够帮助第一碗形结构和第二碗形结构在受到压力产生变形时，减小产生向外移位B的变形量，连接体5在承受压力变小或消失时，调节部15能够帮助连接体5尽快恢复初始状态，起到减少第一碗形结构和第二碗形结构疲劳现象的作用。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但 是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种在桥梁建造中使用的组合钢梁，包括设有内腔（10）的梁本体（1），所述梁本体（1）包括相互对接在一起且为中空结构的上梁（2）和下梁（6），其特征在于，所述上梁（2）和所述下梁（6）的开口端相互对接在一起构成的截面为椭圆形，所述上梁（2）的开口端和底部构成了开口向下的第一碗形结构，所述下梁（6）的开口端和底部构成了开口向上的第二碗形结构，所述第一碗形结构的底部设置有两个相对连接的第一水滴型结构体（4），两个所述第一水滴型结构体（4）相对连接在一起的端部为粗端，所述第一水滴型结构体（4）的粗端向第一碗形结构开口端的侧壁设有逐渐变细的第一收缩结构体（4A），两个所述第一收缩结构体（4A）为第一水滴型结构的细端，所述第一水滴型结构体（4）的粗端到第一收缩结构体（4A）之间设置有弧形结构过渡；所述第二碗形结构的底部设有两个相互对接在一起的第二水滴型结构体（7），两个所述第二水滴型结构体（7）的端部为粗端，所述第二水滴型结构体（7）的粗端向第二碗形结构开口端的侧壁设有逐渐变细的第二收缩结构体（9），所述第二收缩结构体（9）为第二水滴型结构的细端，两个所述第二水滴型结构体（7）的粗端相对连接在一起，所述第二水滴型结构体（7）的粗端到第二收缩结构体（9）之间设置有弧形结构过渡；所述第一碗形结构和第二碗形结构的开口端上设有彼此插接在一起的连接体（5），所述连接体（5）包括设置在第一碗形结构开口端且按照由内向外依次设有的第一凸缘（501）、第一凹槽（502）、第二凸缘（503）和第一限位部（504），所述第二碗形结构的开口端设有由内向外依照顺序设置的第三凸缘（511）、 第二凹槽（512）、第五凸缘（515）、第三凹槽（513）和第二限位部（514），所述第一凸缘（501）插装在第二凹槽（512）内，所述第二凸缘（503）插装在第三凹槽（513）内，所述第五凸缘（515）插装在第一凹槽（502）内，所述第一凸缘（501）和所述第二凸缘（503）之间设有倾斜角度，所述第一凸缘（501）设置在第一碗形结构内侧的斜上方位置，所述第二凸缘（503）设置在第一碗形结构外侧的斜下方，所述第一凸缘（501）、所述第二凸缘（503）和所述第五凸缘（515）的端部为均为半球形结构，所述第一限位部（504）设在所述第二凸缘（503）下方外侧，且所述第一限位部（504）和所述第二限位部（514）设置在连接体（5）的外侧且相对应设置，所述第一限位部（504）和所述第二限位部（514）的外缘端部设有弧形过渡，所述第三凸缘（511）在外侧端部设有弧形过渡结构；当第一水滴型结构体（4）收到向下的力时，所述第一凸缘（501）、所述第二凸缘（503）和所述第五凸缘（515）不会从所述第一凹槽（502）、所述第二凹槽（512）和所述第三凹槽（513）中脱离出来，同时所述第三凸缘（511）会卡住所述第一凸缘（501）且能一同发生弯曲变形。

2.根据权利要求1所述一种在桥梁建造中使用的组合钢梁，其特征在于，所述连接体（5）还可以设置为包括设置在第一碗形结构开口端上的第四凹槽（505）和第四凸缘（506），所述第二碗形结构的开口端上设置有第六凸缘（516）、U型槽（517）和第七凸缘（518），所述第七凸缘（518）设在所述U型槽（517）外侧，所述第六凸缘（516）插装在第四凹槽（505）内，所述第四凸缘（506）插装在U型槽（517）内，所述第四凸缘（506）和第六凸缘（516）相连接的一侧设有垂直的平面接触面，所述第六凸缘（516）的顶部设有圆弧形结构的凸起能够插装所述第四凹槽（505）内。

3.根据权利要求1所述一种在桥梁建造中使用的组合钢梁，其特征在于，所述连接体（5）还可以设置为包括设置在第一碗形结构开口端上的第九凸缘（507），所述第二碗形结构的开口端上侧设有的第五凹槽（519），所述第九凸缘（507）设置在第五凹槽（519）内，所述第九凸缘（507）为关节头结构，所述第五凹槽（519）为节窝型结构，所述关节头结构设置在所述节窝型结构内且相互啮合并进行限位，所述第九凸缘（507）外凸弧形结构的角度与所述第五凹槽（519）内凹弧形结构的角度相同，以使所述第九凸缘（507）与所述第五凹槽（519）形成面接触。

4.根据权利要求1所述一种在桥梁建造中使用的组合钢梁，其特征在于，两个所述第一水滴型结构体（4）的中心位置分别设有第一通孔（3），两个所述第二水滴型结构体（7）的中心位置分别设有第二通孔（8）。

5.根据权利要求1所述一种在桥梁建造中使用的组合钢梁，其特征在于，所述第一碗形结构的上部设有n字性结构的上支撑件（11），所述第二碗形结构的外侧设有两个L型结构的下支撑件（13），两个所述L型结构相互对接且与n字性结构的上支撑件（11）固定连接。

6.根据权利要求5所述一种在桥梁建造中使用的组合钢梁，其特征在于，所述第二碗形结构内壁的两侧分别设有若干根钢丝索（14），所述钢丝索（14）上设有调整所述钢丝索（14）张紧度的调节部（15）。

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