專利名稱：模塊化小跨徑鋁合金橋梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種小跨徑鋁合金橋梁。
背景技術(shù)：
目前我國的橋梁結(jié)構(gòu)多以混凝土和鋼結(jié)構(gòu)為主?；炷敛牧蟽r格低廉，但結(jié)構(gòu)的體積很大，比較笨重。鋼結(jié)構(gòu)相對較輕，但由于鋼材容易發(fā)生銹蝕，表面需做專門防護，而且需要長期維修保養(yǎng)，后期維護費用很高，很多工程維護費用甚至超過初次建設(shè)費用。[0003] 鋁合金材料具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕、易加工、易再生、景觀效果好、不帶磁性、無毒等許多優(yōu)點，這與目前世界范圍內(nèi)大力推廣的環(huán)保理念是一致的，確屬一種環(huán)保型綠色建筑材料。目前國內(nèi)還幾乎沒有鋁合金橋梁，在國外已有工程實例，但仍然采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，主梁結(jié)構(gòu)形式為肋板梁或者簡易箱梁，形式過于單調(diào)，所采用的型材截面是專橋?qū)Ｓ?，加工安裝過程相對復雜，建造成本較高，不能得到實現(xiàn)工廠標準化生產(chǎn)和模塊化安裝拆卸。[0004] 鋁合金橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)屬于新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝，其尚未得到模塊化主要因為以下難題 1、現(xiàn)有型材截面過于簡單，不能充分發(fā)揮鋁合金型材易于擠壓成型的優(yōu)勢，為橋梁運營期的其它輔助功能提供便利； 2、加工技術(shù)和制作工藝不夠成熟，結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接處理粗糙，不能實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)加工，單個橋梁總造價較高。 同時，現(xiàn)有的鋁合金橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計型式笨重，不能體現(xiàn)鋁合金橋梁輕盈美觀的優(yōu)勢。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種模塊化小跨徑鋁合金橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)工廠標準化生產(chǎn)和模塊化安裝、拆卸。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的模塊化小跨徑鋁合金橋梁包括兩側(cè)主梁和固連在兩側(cè)主梁之間的道板，道板兩側(cè)連接有扶手，所述主梁、道板分別由主梁型材、道板型材構(gòu)成，所述扶手由扶手型材和扶手桿狀型材組成，主梁與道板、道板與扶手、主梁與扶手之間的連接皆為可拆卸固定連接。 所述扶手桿狀型材包括一一對應的垂桿和斜桿，所述垂桿和斜桿的上端與扶手型材通過螺栓可拆卸固連在一起，垂桿下端通過螺栓可拆卸連接有一連接型材，連接型材的下端與主梁型材的上端通過螺栓可拆卸連接在一起，沿順橋向，所述斜桿的底端與其鄰近的連接型材通過螺栓可拆卸固定連接。 沿截面方向，所述主梁型材在其上、下、外、內(nèi)四個方向上分別凸設(shè)有上槽孔、下槽孔、外槽孔、內(nèi)槽孔，所述四個方向上的槽孔均包括依次連通的槽口、槽腹和槽底，槽口面積小于槽腹，槽腹內(nèi)設(shè)有連接滑塊；所述兩側(cè)主梁型材的下槽孔內(nèi)的連接滑塊通過螺栓向下可拆卸連接有下橫桿，下橫桿兩兩成對平行并排設(shè)置；每一對下橫桿的間隙的兩端皆插設(shè)有一縱向加固桿狀型材，該縱向加固桿狀型材的底端與該對下橫桿的兩端通過螺栓可拆卸固連在一起，縱向加固桿狀型材的中下部通過螺栓與所述外槽孔內(nèi)的連接滑塊可拆卸固連在一起，縱向加固桿狀型材的頂部通過鉚釘與一連接鋁板的一端可拆卸固連在一起，連接鋁板的另一端與扶手的一垂桿通過鉚釘固連在一起；所述兩側(cè)主梁型材之間設(shè)有橫橋向的中部桿狀型材，中部桿狀型材的兩端分別與兩側(cè)主梁型材內(nèi)槽孔中的連接滑塊通過螺栓可拆卸固連在一起，中部桿狀型材的上表面沿順橋向均勻固連有兩個以上的支撐桿狀型材，支撐桿狀型材的上表面通過橫撐與道板型材的下表面固定連接；所述連接型材的下端通過
螺栓與主梁型材上槽孔內(nèi)的連接滑塊可拆卸固連在一起。[0012] 所述扶手型材的內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)有插板。[0013] 本實用新型具有如下的優(yōu)點 1.本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠?qū)崿F(xiàn)工廠標準化生產(chǎn)和模塊化安裝、拆
卸，便于推廣應用，尤其適合建造小跨徑的人行街橋、跨河橋梁、碼頭棧橋等。 2.扶手與主梁型材的連接方式簡單可靠，便于組裝和拆卸。 3.道板型材、主梁型材以及下橫桿等的設(shè)置及連接方式便于組裝和拆卸。各型材的結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮鋁合金型材易于擠壓成型的優(yōu)勢，為橋梁運營期的其它輔助功能提供便利。 4.扶手型材的內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)有插板，這樣就使扶手型材的外表面更平滑，同時也更美觀。

圖1是實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A斷面圖；圖3是圖2的B-B斷面圖；圖4是實施例一中主梁型材的截面圖；圖5是實施例一中連接型材的截面圖；圖6上實施例一中扶手型材的截面圖；圖7是實施例一中桿狀型材的截面圖；圖8是實施例一中連接滑塊的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是實施例一中連接滑塊的右視結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是實施例一中道板型材的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是實施例一中的主梁型材、扶手桿狀型材以及連接型材的連接示意圖圖12是實施例一中的扶手型材與扶手桿狀型材的連接示意圖；圖13是實施例二中扶手型材的截面圖；圖14是實施例二中扶手型材與扶手桿狀型材的連接示意圖；圖15是實施例二中道板型材的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是實施例三中扶手型材的截面圖；圖17是實施例三中的扶手型材與扶手桿狀型材的連接示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示，本實用新型的模塊化小跨徑鋁合金橋梁包括兩側(cè)主梁和固連在兩側(cè)主梁之間的道板，道板兩側(cè)連接有扶手。所述主梁、道板分別由主梁型材1、道板型材8構(gòu)成，所述扶手由扶手型材5和扶手桿狀型材組成。如圖2和圖4所示，沿截面方向，所述主梁型材1在其上、下、外、內(nèi)四個方向上分別均勻凸設(shè)有上槽孔1A、下槽孔1B、外槽孔1C、內(nèi)槽孔1D，所述四個方向上的槽孔均包括依次連通的槽口 a、槽腹b和槽底c，槽口 a面積小于槽腹b，如圖2、圖4和圖8、圖9所示，槽腹b內(nèi)設(shè)有連接滑塊7 ;以圖4所示的上槽孔為例(其余三槽孔與上槽孔的結(jié)構(gòu)相同)，槽腹的寬度Sl和厚度H2比圖8、圖9所示的連接滑塊7的寬度S10和厚度H20分別大lmm 2mm，便于滑塊在上槽孔內(nèi)移動；上槽孔的壁厚Hl至少為3mm，以保證結(jié)構(gòu)受力要求；槽底的C的縱向高度H3至少為2mm，以保證連接用螺栓頭能夠外伸出槽腹b中的滑塊7 ;槽腹寬度Sl比槽口的開口寬度S0至少大3mm，以保證滑塊7不會滑出上槽孔；槽口的開口寬度S0應大于所采用的連接螺栓直徑，連接螺栓的直徑為12mm 24mm ;上槽孔外側(cè)寬度S比槽腹寬度Sl至少大2mm，以滿足結(jié)構(gòu)受力要求。[0036] 如圖1、圖2和圖6、圖7所示，所述扶手桿狀型材采用圖7所示的桿狀型材，包括一一對應的垂桿6A和斜桿6B，所述垂桿6A和斜桿6B的上端與扶手型材5通過螺栓可拆卸固連在一起，垂桿6A的下端插入一連接型材2的上開口 2A中并與上開口 2A的槽壁通過螺栓可拆卸連接在一起。連接型材2的下端通過螺栓與上槽孔1A的槽腹b內(nèi)的連接滑塊7可拆卸固連在一起。圖4中上槽孔1A外側(cè)形狀與圖5中連接型材2下開口的形狀相同，但圖4中上槽孔外側(cè)寬度S比圖5中的連接型材2下開口 2B的頂部寬度S'至少大lmm，便于連接型材2沿圖4中槽孔的外側(cè)移動。沿指向橋心的順橋向，所述斜桿6B的底端與其鄰近的連接型材2通過螺栓可拆卸固定連接。如圖6所示，扶手型材5的兩側(cè)均設(shè)有插板5A，從而將扶手型材上用來與垂桿6A和斜桿6B連接的螺栓遮擋在內(nèi)部。[0037] 如圖1至圖3所示，所述兩側(cè)主梁型材1的下槽孔1B內(nèi)的連接滑塊7通過螺栓向下可拆卸連接有下橫桿IO，下橫桿10兩兩成對平行并排設(shè)置；每一對下橫桿10的間隙的兩端皆插設(shè)有一縱向加固桿狀型材21，該縱向加固桿狀型材21采用圖7所示的桿狀型材，其底端與該對下橫桿10的兩端通過螺栓可拆卸固連在一起，縱向加固桿狀型材21的中下部通過螺栓與所述外槽孔1C內(nèi)的連接滑塊7可拆卸固連在一起，縱向加固桿狀型材21的頂部通過鉚釘11與一連接鋁板9的一端可拆卸固連在一起，連接鋁板9的另一端與扶手的一垂桿6A通過鉚釘11固連在一起。 如圖1至3所示，所述兩側(cè)主梁型材1之間還設(shè)有橫橋向的中部桿狀型材22，中部桿狀型材22的兩端分別與兩側(cè)主梁型材內(nèi)槽孔1D中的連接滑塊7通過螺栓可拆卸固連在一起，中部桿狀型材22的上表面沿順橋向均勻固連有三排支撐桿狀型材23，支撐桿狀型材23的上表面固連有橫撐12，如圖3所示橫撐12兩側(cè)設(shè)有角鋁24，角鋁24的上表面與道板型材8通過鉚釘ll相鉚接。 與道板型材8的下表面固定連接。中部桿狀型材22和支撐桿狀型材23均采用圖7所示的桿狀型材。 圖5中的連接型材2用于連接圖4的主梁型材1和圖7的桿狀型材，其截面尺寸需要滿足以下要求 1)上開口的內(nèi)側(cè)寬度B0比圖7中桿狀型材的寬度Cl或者C2大0. 5mm lmm，以保證圖7的桿狀型材能插入圖5中的上開口 ； 2)上開口的外側(cè)寬度Bl比內(nèi)側(cè)寬度B0至少大6mm，以保證連接型材2的結(jié)構(gòu)強度；[0043] 3)上開口的長度L至少大于100mm，以保證采用螺栓連接時螺栓的間距能滿足國家規(guī)范中的構(gòu)造要求； 4)連接型材2的中部壁厚tl、底部壁厚t2和側(cè)壁壁厚t3皆至少大于3mm，以保證連接型材2的結(jié)構(gòu)強度。 圖6中扶手型材5的截面尺寸需要滿足以下要求 1)扶手型材5下開槽的寬度B6與圖5中上開口的內(nèi)側(cè)寬度B0相同，比圖7中桿狀型材的寬度Cl或者C2大0. 5mm lmm，以保證圖7的桿狀型材能插入圖3中的下開口 。[0047] 2)扶手型材壁厚t5和t6至少大于3mm，具體厚度根據(jù)結(jié)構(gòu)承載能力設(shè)計要求確定； 3)扶手型材兩側(cè)槽口寬度S2根據(jù)連接用螺栓的螺帽厚度確定，與螺帽的厚度相同；4)插板5A的厚度H0為2mm-4mm，扶手型材兩側(cè)插槽5B的寬度比插板5A的厚度H0大lmm，插槽的擋塊厚度tx至少大于2mm，插槽深度h至少大于3mm ;[0050] 5)扶手型材的寬度B2由內(nèi)孔寬度B6、擋塊厚度tx、扶手型材側(cè)壁5C壁厚t5、插槽5B的擋塊與側(cè)壁5C的距離S2、插板5A的厚度H0確定； 6)扶手型材高度H至少要大于100mm，以保證采用螺栓連接時螺栓的間距能滿足國家規(guī)范中的構(gòu)造要求。 7)插板5A的高度H4由圖6中型材的高度H、扶手型材5的頂壁壁厚t6和插槽深度h確定。 圖7為桿狀型材的截面，其截面尺寸滿足以下要求 桿狀型材的寬度Cl或C2由圖5中上開口的內(nèi)側(cè)寬度B0和圖6中的扶手型材內(nèi)孔寬度B6(B0與B6長度相等)確定，另一寬度C2或者Cl以及壁厚t4根據(jù)結(jié)構(gòu)承載能力設(shè)計要求確定。 圖8為圖4中主梁型材槽孔內(nèi)專用的滑塊，其截面尺寸滿足以下要求[0056] 1)滑塊的寬度S10和厚度H20分別由圖4中槽腹的寬度Sl和厚度H2確定；[005" 2)滑塊的厚度H20至少要大于3mm ; 3)滑塊的開孔直徑R3由所采用的連接螺栓直徑確定，直徑一般為12mm 24mm ; 4)滑塊可以采用鋁合金或者不銹鋼材料制作。 圖10為道板型材8的截面圖，其截面尺寸滿足以下要求 1)道板高度H8為40mm 100mm ; 2)道板的壁厚底壁tl3、頂壁t14和縱壁t15均至少為3mm ; 3)道板小懸臂長度L2至少為10mm，能滿足單排鉚釘或者小螺栓的構(gòu)造布置要求；4)道板拼接后的實際寬度Ll的尺寸范圍為100mm 300mm。 將本實用新型中的各型材組裝成模塊化小跨徑鋁合金橋梁的步驟如下 1)將滑塊7裝入兩側(cè)主梁型材1各槽孔的槽腹b內(nèi)。 2)通過螺栓4連接圖4中的主梁型材1、圖5中的連接型材2和圖7中的桿狀型材，見圖ll所示。 3)通過螺栓4連接圖6中的扶手型材、圖7中的桿狀型材，見圖12所示。圖6中的插板封閉圖6中扶手型材的的槽孔以美化扶手外觀。 4)在主梁型材的下方通過滑塊7和連接螺栓4連接下橫桿10，在下橫桿10的兩側(cè)端部通過螺栓連接縱向加固桿狀型材21，利用螺栓4將縱向加固桿狀型材的中下部同外槽孔1C內(nèi)的滑塊7連接起來，再通過鉚釘11將縱向加固桿狀型材21的頂部與連接鋁板9連接起來，將連接鋁板9的另一端與扶手垂桿6A通過鉚釘11連接起來。[0070] 5)將圖4中兩側(cè)主梁型材內(nèi)槽孔1D中的連接滑塊7與中部桿狀型材22的兩端通過螺栓相連接，在中部桿狀型材22的上表面沿順橋向均勻固定連接(可以是焊接，也可以是其他形式的固定連接)三排支撐桿狀型材23，支撐桿狀型材23的上表面固連有橫撐12 (可以是焊接，也可以是其他形式的固定連接)，將橫撐12兩側(cè)的角鋁24通過鉚釘11與道板型材8相鉚接。連接完畢后的本實用新型如圖1至圖3所示。[0071] 實施例二 如圖13至圖15所示，本實施例與實施例一的不同之處在于 1.扶手型材5結(jié)構(gòu)不同，本實施例采用的扶手結(jié)構(gòu)如圖13、圖14所示，扶手型材
5的截面尺寸滿足以下要求 1)扶手型材5下開槽的寬度B6與圖5中連接型材上開口的內(nèi)側(cè)寬度B0相同，比圖7中桿狀型材的寬度Cl或者C2大0. 5mm lmm，以保證桿狀型材能插入圖13中的下開槽； 2)扶手型材5側(cè)壁厚t7、底部壁厚t8和上部壁厚t9皆至少大于3mm，具體厚度根據(jù)結(jié)構(gòu)承載能力設(shè)計要求確定； 3)扶手型材5兩側(cè)槽口寬度S3根據(jù)連接用螺栓的螺帽厚度確定，與螺帽的厚度相同； 4)插板5A的厚度為2mm-4mm，兩側(cè)插槽5B的寬度比插板5A的厚度大0. 5mm lmm，上插槽深度H6至少大于5mm ; 5)插板高度H5至少要大于100mm，以保證采用螺栓連接時螺栓的間距能滿足國家規(guī)范中的構(gòu)造要求。 6)扶手型材5上部圓孔的直徑R4的大小根據(jù)結(jié)構(gòu)承載能力設(shè)計要求確定；[0080] 7)扶手型材5底部圓槽的直徑R5的大小根據(jù)扶手下部所要連接的護欄形式確定。[0081] 2.道板型材8結(jié)構(gòu)不同，本實施例采用的道板型材的結(jié)構(gòu)如圖15所示，除道板之間連接方式由圖10中的小懸臂搭接改為榫鉚結(jié)構(gòu)外其截面尺寸要求與道板1 一樣，道板兩側(cè)分別設(shè)置榫頭8A和榫槽8B，相鄰道板之間以插入形式連接，對榫頭8A和榫槽8B的要求為 1)榫頭8A長度L2至少10mm ; 2)榫頭8A的凸出部分半徑R7比榫槽8B的半徑R8小0. 5mm lmm。 3.將本實用新型中的各型材組裝成模塊化小跨徑鋁合金橋梁的步驟3為通過螺
栓4連接圖13中的扶手型材5、圖7中的桿狀型材，見圖14所示。圖12中的插板5A封閉
圖12中扶手型材的的槽孔以美化扶手外觀。 實施例三[0086] 如圖16、圖17所示，本實施例與實施例一的不同之處在于 1.扶手型材結(jié)構(gòu)不同，本實施例采用的扶手結(jié)構(gòu)如圖16、圖17所示。本實施例的扶手型材5的結(jié)構(gòu)尺寸需要滿足以下要求 1)扶手型材5下開槽的寬度B6與圖5中上開口的內(nèi)側(cè)寬度B0相同，比圖7中桿狀型材的寬度Cl或者C2大0. 5mm lmm，以保證桿狀型材能插入圖5中的下開槽；[0089] 2)扶手型材5頂部壁厚tl0、側(cè)壁壁厚tll和肩部壁厚t12皆至少大于3mm，具體厚度根據(jù)結(jié)構(gòu)承載能力設(shè)計要求確定； 3)扶手型材5兩側(cè)槽口寬度S4根據(jù)連接用螺栓的螺帽厚度確定，與螺帽的厚度相同；4)扶手型材5兩側(cè)插槽5B的寬度比插板5A的厚度HO大0. 5mm lmm ; 5)插板5A的厚度HO為2mm-4mm，插板5A的高度H7至少要大于100mm，以保證采
用螺栓連接時螺栓的間距能滿足國家規(guī)范中的構(gòu)造要求； 6)扶手型材5底部圓槽的直徑R6的大小根據(jù)扶手下部所要連接的護欄形式確定。[0094] 2.將本實用新型中的各型材組裝成模塊化小跨徑鋁合金橋梁的步驟3為通過螺栓4連接圖16中的扶手型材、圖7中的桿狀型材，見圖17所示。圖16中的插板5A封閉圖6中扶手型材的的槽孔以美化扶手外觀。
權(quán)利要求模塊化小跨徑鋁合金橋梁，包括兩側(cè)主梁和固連在兩側(cè)主梁之間的道板，道板兩側(cè)連接有扶手，其特征在于所述主梁、道板分別由主梁型材、道板型材構(gòu)成，所述扶手由扶手型材和扶手桿狀型材組成，主梁與道板、道板與扶手、主梁與扶手之間的連接皆為可拆卸固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化小跨徑鋁合金橋梁，其特征在于所述扶手桿狀型材 包括一一對應的垂桿和斜桿，所述垂桿和斜桿的上端與扶手型材通過螺栓可拆卸固連在一 起，垂桿下端通過螺栓可拆卸連接有一連接型材，連接型材的下端與主梁型材的上端通過 螺栓可拆卸連接在一起，沿順橋向，所述斜桿的底端與其鄰近的連接型材通過螺栓可拆卸 固定連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化小跨徑鋁合金橋梁，其特征在于沿截面方向，所述主 梁型材在其上、下、外、內(nèi)四個方向上分別凸設(shè)有上槽孔、下槽孔、外槽孔、內(nèi)槽孔，所述四個 方向上的槽孔均包括依次連通的槽口、槽腹和槽底，槽口面積小于槽腹，槽腹內(nèi)設(shè)有連接滑 塊；所述兩側(cè)主梁型材的下槽孔內(nèi)的連接滑塊通過螺栓向下可拆卸連接有下橫桿，下橫桿 兩兩成對平行并排設(shè)置；每一對下橫桿的間隙的兩端皆插設(shè)有一縱向加固桿狀型材，該縱 向加固桿狀型材的底端與該對下橫桿的兩端通過螺栓可拆卸固連在一起，縱向加固桿狀型 材的中下部通過螺栓與所述外槽孔內(nèi)的連接滑塊可拆卸固連在一起，縱向加固桿狀型材的 頂部通過鉚釘與一連接鋁板的一端可拆卸固連在一起，連接鋁板的另一端與扶手的一垂桿 通過鉚釘固連在一起；所述兩側(cè)主梁型材之間設(shè)有橫橋向的中部桿狀型材，中部桿狀型材的兩端分別與兩側(cè) 主梁型材內(nèi)槽孔中的連接滑塊通過螺栓可拆卸固連在一起，中部桿狀型材的上表面沿順橋 向均勻固連有兩個以上的支撐桿狀型材，支撐桿狀型材的上表面通過橫撐與道板型材的下 表面固定連接；所述連接型材的下端通過螺栓與主梁型材上槽孔內(nèi)的連接滑塊可拆卸固連在一起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的模塊化小跨徑鋁合金橋梁，其特征在于所述 扶手型材的內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)有插板。
專利摘要本實用新型公開了一種模塊化小跨徑鋁合金橋梁，包括兩側(cè)主梁和固連在兩側(cè)主梁之間的道板，道板兩側(cè)連接有扶手，所述主梁、道板分別由主梁型材、道板型材構(gòu)成，所述扶手由扶手型材和扶手桿狀型材組成，主梁與道板、道板與扶手、主梁與扶手之間的連接皆為可拆卸固定連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠?qū)崿F(xiàn)工廠標準化生產(chǎn)和模塊化安裝、拆卸，便于推廣應用，尤其適合建造小跨徑的人行街橋、跨河橋梁、碼頭棧橋等。
文檔編號E01D15/133GK201459589SQ20092009182
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者溫慶杰 申請人:溫慶杰