專利名稱：采用了波紋鋼板的箱型橋梁及其施工方法
技術領域：
本發明涉及橋梁及其施工方法。更具體地說，本發明涉及采用了波紋鋼板的箱型橋梁及其施工方法。
背景技術：
橋梁一般由上部結構及支持它的下部結構來構成，圖1及圖2所示的橋梁，是一種廣為采用的避免平面交叉來橫穿道路、鐵道或小河流等的立體交叉橋(over-bridge)。這種傳統的橋梁如圖1所示，基礎部(1)、下部垂直壁體(2)以及上部水平板(3)一體性形成本體部，在利用連接板(4)來連接兩個地面(21、22)與上述本體部之后，在其上面形成另一個地層并進行道路鋪裝(5)，由此來完成橋梁。
對這種傳統的橋梁而言，由于利用鋼筋及混凝土來一體性形成本體，因而存在著因氣象對材料特性的影響及復雜的工序等而延長工期的缺點。
另外，在所連接的地面(21、22)較高的情況下，垂直壁體(2)的高度也應加高，地面越高，從地面受到的壓力便越大，垂直壁體(2)的厚度便應增厚，從而基礎(1)也應進一步增大。因此施工費用便增加。
此外在兩個地面(21、22)之間較寬的情況下，由于上部水平板(3)的長度及厚度應增加，因而不僅橋梁整體不穩定，而且支持它的垂直壁體(2)及基礎(1)也應增大，所以施工費用便增加。對這種傳統的橋梁而言，由于由鋼筋及混凝土來一體性形成本體，因而最好只在地面之間的跨度小于15m左右的場合下施工。
此外，為連接本體部與地面(21、22)，需要采用連接板(4)，并在其上面鋪裝道路(5)以完成橋梁的施工，因此在本體部與連接板(4)的連接部分的道路鋪裝中會發生龜裂。
此外，由于傳統橋梁是不能與兩個地面(21、22)一體活動的剛性結構物，因而為能承受從兩個地面受到的外力，應增大各部分(1、2、3)的大小。
為此，本發明者開發出一種通過采用波紋鋼板，可減縮施工工期且節約施工費用，而且可解決在所鋪裝的道路(5)中發生的龜裂問題，并與兩個地面一體活動的穩定的橋梁及其施工方法。
此外本申請人已在中國專利申請第200410086448.6號中，申請了針對采用了波紋鋼板的地下鋼板結構物及其施工方法的發明。
對上述申請而言，使波紋鋼板整體具有曲率，整體性形成圓弧狀截面，以增加撓曲剛性及耐力，然而結構物的幅度與高度隨圓弧狀截面的形狀而受到許多制約，因而不適用于立體交叉橋等。
即，由于結構物的高度應為幅度的1/2以上，因而在兩個地面的高度低于地面之間的跨度的情況下，為結合地面之間的跨度來形成橋梁，應人為地提高所連接的地面的高度，結構物相對高度的幅度變窄，不能完全確保在橋梁下流動的河流流量。因此，對于橫穿道路、鐵道或小河等的立體交叉橋之類的高度及幅度受限制的橋梁，不適于采用具有圓弧狀截面的波紋鋼板結構物。
為此，本發明者開發出均能滿足波紋鋼板結構物的特性及成立條件，同時還可自由體現幅度及高度的構成的箱型橋梁及其施工方法。
發明內容
本發明的目的在于，提供采用了波紋鋼板的橋梁及其施工方法。
本發明的其它目的在于，提供可通過采用波紋鋼板來縮短施工工期的橋梁及其施工方法。
本發明的其它目的在于，提供可通過采用波紋鋼板來節省施工費用的橋梁及其施工方法。
本發明的其它目的在于，提供可防止發生上部鋪裝道路表面龜裂的橋梁及其施工方法。
本發明的其它目的在于，提供與周圍地面一體性活動且作用負荷穩定的橋梁及其施工方法。
本發明的其它目的在于，提供通過將波紋鋼板組裝成箱型，結構物的幅度及高度的構成為自由的采用了波紋鋼板的橋梁及其施工方法。
由下列說明的本發明，可完全達到本發明的上述及其它目的。
本發明涉及的采用了波紋鋼板的箱型橋梁的特征在于包括鋼筋混凝土基礎部(10)；波紋鋼板結構物(20)，其設于上述基礎部的上端，組裝成邊緣互相重疊且整體成箱型結構；上述波紋鋼板結構物出入口部的混凝土壁(30)；充填上述波紋鋼板結構物與上述混凝土壁形成的空間的后充填材料(40)；以及在上述后充填材料(backfill material)之上鋪裝的道路(50)。
本發明涉及的采用了波紋鋼板的箱型橋梁的特征在于上述波紋鋼板結構物(20)中，箱型結構兩角部分的波紋鋼板由具有曲率尤其是切角為100～125°的曲率的波紋鋼板來組成，通過2個波紋鋼板對置的雙重結構來加強波紋鋼板結構物的一部分，從而增加抗壓力及撓曲剛性。
本發明涉及的采用了波紋鋼板的箱型橋梁的特征在于包括鋼筋混凝土基礎部(10)；波紋鋼板結構物(20)，其設于上述基礎部的上端，組裝成邊緣互相重疊且整體成箱型結構；上述波紋鋼板結構物出入口部的混凝土壁(30)；充填上述波紋鋼板結構物與上述混凝土壁形成的空間的后充填材料(40)；以及在上述后充填材料的上端鋪裝的道路(50)。
其施工方法大致由以下階段組成鋼筋混凝土基礎部的施工階段(S1)；在上述基礎部的上端面組裝多個波紋鋼板且邊緣互相重疊，整體成箱型結構的階段(S2)；在上述波紋鋼板結構物的出入口部進行混凝土壁施工的階段(S3)；對上述波紋鋼板結構物與上述混凝土壁之間的空間進行后充填的階段(S4)；以及在上述后充填了的結構物的上端形成鋪裝道路的階段(S5)。
圖1是表示傳統橋梁的截面圖。
圖2是表示傳統橋梁道路鋪裝前的狀態的斜視圖。
圖3是表示本發明涉及的橋梁本體的斜視圖。
圖4是本發明涉及的橋梁的正面圖。
圖5是表示本發明涉及的橋梁抗壓力增強結構的附圖。
圖6是沿圖5所示的A-A′線切開的波紋鋼板結構物的部分截面圖。
具體實施例方式
更詳細地說，如圖3所示，鋼筋混凝土基礎部(10)被在橋梁所坐落的基礎面兩側施工。上述基礎部的形成是在內設了鋼筋結構后設置壁體的模板，并在所設置的模板內注入混凝土。由于本發明涉及的橋梁與傳統的鋼筋混凝土橋梁相比，基礎部應該支持的結構物的負荷較小，因而與傳統相比可縮小基礎部的大小。可在如此形成的基礎部的上段形成基礎溝槽(base channel)(未圖示)，以便可組裝波紋鋼板。
在如上所述形成的基礎部的上端，將多個波紋鋼板組裝成邊緣互相重疊且整體成箱型結構。這種箱型結構的角部分在采用了波紋鋼板的箱型橋梁中是非常重要的部分。其原因在于，與外力沿圓弧狀截面傳遞的圓弧狀波紋鋼板結構物不同，外力不沿截面傳遞，而是集中于兩角部分，因而必須要求一種可抵抗外力的角形結構。因此，為增加所需要的這種撓曲剛性，如圖3至圖5所示，通過使波紋鋼板結構物的角部分形成為具有曲率，可以增加撓曲剛性及抗壓力。
此時，具有上述曲率的角部分鋼板不僅滿足箱型結構物所要求的撓曲剛性，而且還應與其它波紋鋼板不折曲地連接。為滿足這一條件，位于角部分的波紋鋼板應具有接近于90°的曲率，因此不能采用用于圓弧狀波紋鋼板結構物的波紋鋼板。
然而由于在波紋鋼板完全折曲為90°的情況下，波紋鋼板特有的波紋形狀會受到損傷，不能發揮波紋鋼板自身的功能，而且外力集中于角部分，因此應使角部分具有多個增強結構。因而對角部分的波紋鋼板而言，最好按照切角(θ)成為100～125°的形式來形成曲率。
在形成角部分波紋鋼板的曲率時，不能以橫向(與波紋鋼板的波紋線垂直交叉的方向)敲打波紋鋼板從而產生打擊式折痕的方式來形成曲率。這是因為會損失波紋所形成的截面積，而且不能發揮波紋鋼板的結構長處。因此應注意的是，必須采用鋼板彎曲裝置及節距調節器，在波紋鋼板的波紋不產生變形的同時制作具有曲率的波紋鋼板。
如圖5及圖6所示，可以使波紋鋼板耦合成雙重對置，以增強箱型波紋鋼板結構物的抗壓力。雖然在圖5中，只在部分波紋鋼板結構物中設置增強結構物，但這種增強結構不僅只局部地設置，也可以整體設置。在對置耦合的2個波紋鋼板所形成的空間內注入混凝土的情況下，可進一步增加抗壓力。
在如上所述形成了波紋鋼板結構物后，在其出入口部兩側，如圖4所示，設置垂直混凝土壁(30)，從而對上述波紋鋼板結構物與上述混凝土壁所形成的空間進行后充填。
由于波紋鋼板結構物是柔性結構，因而在后充填結束之前，由從后充填材料受到的壓力方向而產生變形。為了在該后充填階段，波紋鋼板結構物不發生破壞且柔性地活動，組成波紋鋼板結構物的各波紋鋼板應不折曲地連續連接，這一點是重要的。這便是用2塊鋼板使箱型波紋鋼板結構物的角部分形成90°等，而不是將1塊鋼板折曲成90°等的理由。
在后充填階段將波紋鋼板結構物的一方優先充填的情況下，由于薄波紋鋼板向一方傾斜，因而后充填使兩方對稱是理想的。
對在后充填階段所用的后充填材料而言，最好采用可發揮圓滑的排水效果的粒度分布良好的土壤，尤其是最好不要原樣采用周圍土壤等，而采用輔助基層材料或路床土等級材料。這種后充填材料(40)與用于傳統橋梁的連接板(4)不同，可連續地連接橋梁與兩個地面(21、22)，因而不會發生鋪裝道路龜裂的問題。所以易于橋梁的維護管理，維護管理費用得到降低。
通過在如上所述進行了后充填的結構物上部形成經過鋪裝的道路，便完成了本發明涉及的采用了波紋鋼板的箱型橋梁。形成經過鋪裝的道路的方法與傳統方法相同，但通過采用輔助基層材料或路床土等級材料來作為后充填材料，即使不采用傳統的連接板，也可以迅速形成與兩個地面連續的地面，不僅如此，即使為鋪裝道路而在橋梁的本體部與連接板的上部不形成其它地層，也可立刻進行道路鋪裝。
本發明通過采用波紋鋼板，與傳統的鋼筋混凝土相比，可縮短施工工期，并可節省施工費用。此外可提供一種通過不追加結構物施工而利用后充填材料來連續地連接波紋鋼板結構物與兩個地面，可防止發生上部鋪裝道路表面龜裂，且與周圍地面一體性活動的穩定的橋梁及其施工方法。此外具有提供通過組裝成箱型，結構物的幅度及高度的構成成為自由的采用了波紋鋼板的橋梁及其施工方法的效果。
以上參照附圖，對適用于特定的具體示例橋梁的本發明進行了說明，但本發明可照原樣用于暗渠等地下結構物，具有本發明所屬技術領域普通知識的人對此應予以理解。
只要不脫離權利要求的范圍，本發明可由具有本發明技術領域普通知識的人進行變形或改進，對此應予以理解。
權利要求
1.一種采用了波紋鋼板的箱型橋梁，其特征在于包括鋼筋混凝土基礎部(10)；波紋鋼板結構物(20)，其設于上述基礎部的上端，組裝成邊緣互相重疊且整體成箱型結構；上述波紋鋼板結構物出入口部的混凝土壁(30)；充填上述波紋鋼板結構物與上述混凝土壁形成的空間的后充填材料(40)；以及在上述后充填材料之上鋪裝的道路(50)。
2.權利要求1中記載的采用了波紋鋼板的箱型橋梁，其特征在于在上述波紋鋼板結構物(20)中，箱型結構兩角部分的波紋鋼板是具有曲率的波紋鋼板。
3.權利要求2中記載的采用了波紋鋼板的箱型橋梁，其特征在于上述曲率是切角成為100～125°的曲率。
4.權利要求1中記載的采用了波紋鋼板的箱型橋梁，其特征在于上述波紋鋼板結構物(20)，還包括2個波紋鋼板對置的雙重結構加強結構物。
5.權利要求4中記載的采用了波紋鋼板的箱型橋梁，其特征在于還包括注入到上述2個波紋鋼板之間的混凝土。
6.一種采用了波紋鋼板的箱型橋梁的施工方法，其特征在于由以下階段組成，鋼筋混凝土基礎部的施工階段(S1)；在上述基礎部的上端面組裝多個波紋鋼板且邊緣互相重疊，整體成箱型結構的階段(S2)；在上述波紋鋼板結構物的出入口部進行混凝土壁施工的階段(S3)；對上述波紋鋼板結構物與上述混凝土壁之間的空間進行后充填的階段(S4)；以及在上述后充填了的結構物的上部形成鋪裝道路的階段(S5)。
7.權利要求6中記載的采用了波紋鋼板的箱型橋梁的施工方法，其特征在于在上述組裝波紋鋼板的階段(S2)，箱型結構的兩角部分用具有曲率的波紋鋼板來組裝。
8.權利要求7中記載的采用了波紋鋼板的箱型橋梁的施工方法，其特征在于上述曲率為切角成100～125°。
9.權利要求6中記載的采用了波紋鋼板的箱型橋梁的施工方法，其特征在于上述組裝波紋鋼板的階段(S2)中，還包括雙重組裝波紋鋼板且使波紋鋼板結構物的一部分波紋對置的階段。
10.權利要求9中記載的采用了波紋鋼板的箱型橋梁的施工方法，其特征在于還包括在上述雙重組裝的波紋鋼板之間注入混凝土的階段。
11.權利要求6中記載的采用了波紋鋼板的箱型橋梁的施工方法，其特征在于上述后充填，使在上述波紋鋼板結構物的兩側成為對稱。
12.一種暗渠，其特征在于是通過權利要求6至11的任一項方法來施工的。
全文摘要
本發明的采用了波紋鋼板的箱型橋梁的特征在于包括鋼筋混凝土基礎部(10)；波紋鋼板結構物(20)，其設于上述基礎部的上端，組裝成邊緣互相重疊且整體形成箱型結構；上述波紋鋼板結構物出入口部的混凝土壁(30)；充填上述波紋鋼板結構物與上述混凝土壁形成的空間的后充填材料(40)；以及在上述后充填材料之上鋪裝的道路(50)，而且特征在于，上述波紋鋼板結構物(20)中，箱型結構兩角部分的波紋鋼板由具有曲率的波紋鋼板來組成，并以波紋對置的雙重結構來構成波紋鋼板結構物的一部分，從而增加抗壓力及撓曲性能。
文檔編號E01D2/00GK1789562SQ200510002989
公開日2006年6月21日 申請日期2005年1月27日 優先權日2004年12月13日
發明者鄭龍熙, 李鐘和 申請人:平山Si株式會社