封閉橋梁的制作方法

專利名稱：封閉橋梁的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于形成通道來運輸材料，用于行人和腳踏車交通和用于個人等的封 閉超輕橋梁。
背景技術：
現有服務橋梁、管狀橋梁和輸送機橋梁包括具有框架構造的橋面和壁、底板和頂 板，它們覆蓋承載結構。管路、入口橋面、纜線和類似物位于橋梁內且需要支架結構，利用支 架結構將它們從橋梁的框架結構懸置。因此，橋梁的承載結構必須承載覆蓋保護結構以及 其支架結構的整個重量和操作元件使得橋梁的支架結構必須堅固且重載。而重載結構需要 在地面或建筑物上以較短間隔支承。這些重載結構建造起來較慢且昂貴，因為其需要大量 材料和工作。橋梁截面通常為矩形。這種形狀導致較大抗風表面和因此導致高風力荷載。
在多雪環境中在橋梁頂板上聚集的雪導致增加的荷載。橋梁需要在地面或底板上較大的表 面積，因為重載支承腿常常為寬的A形框架。總之，現有橋梁結構非常重、龐大且昂貴且其 材料成本很高。在國際專利申請PCT/FI2006/000218中做出消除上文所述橋梁的缺點的嘗試。所 公開結構是有關于殼層結構，其中橋梁由在彼此內部的兩個或兩個以上管形成，這些管附 連到彼此。由于該構造，降低了制造和材料成本且構造起來更快。

發明內容
本發明意圖形成殼層結構橋梁，其比先前的橋梁更堅固且更可靠。本發明是基于位于殼層結構內的至少一個橫向桁架結構。更具體而言，根據本發明的橋梁以獨立權利要求的特征部分所述的內容為特征。在從屬權利要求中更詳細地描述了本發明的各種實施例。借助于本發明得到很多優點。形成為殼和/或小室/殼層結構的橋梁的最終強度通常由其縱向抗彎強度決定， 且因此可小于橋梁的結構剛度，而橋梁的強度不是這樣。殼層結構中材料厚度在原則上可 很小，但仍存在這樣的危險由于荷載峰值或來自意外方向的荷載導致結構倒塌。隨著支 承件的跨度增加，結構剛度也會變弱，且即使結構強度可能是足夠的，也可能會發生這種情 況，其不足的剛度和隨后發生的變形將需要例如增加材料厚度。由于由薄板制成的殼層結 構所需的材料量隨著材料厚度增加而迅速地增加，這也將會導致該結構的成本和重量的迅 速增加。在根據本發明的解決方案中，該結構由桁架結構從內部支撐，利用桁架結構，與增 加材料厚度或以某種其它方式支承結構相比，相對于重量和材料成本有利地增加了剛度和 抗縱向彎曲強度。在計算上證明能借助于桁架結構顯著地增加了橋梁的剛度和抗縱向彎曲 強度。如已知的那樣，桁架結構易于制造且可以許多不同方式附接到橋梁的殼和/或小
室/殼層結構上。


在下文中，將參看附圖更詳細地描述本發明。圖1示出殼層結構橋梁的示意縱向截面圖。圖2示出圖1的橋梁的橫向截面圖。
具體實施例方式在下文中描述的結構意圖結合在國際申請PCT/FI 2006/000218中所公開的封閉 橋梁使用。因此，在本文中將不再較詳細地描述橋梁本身和可選結構的構造，而前述申請的 文本的相關部分結合在本說明中。根據本發明的封閉橋梁包括內管2和外管9，內管2界定橋梁的內部，而外管9形 成外殼。外管9和內管2例如通過螺栓焊接彼此連接以形成兩層的殼層結構。外管2和內 管9的形狀可優選地為附圖所示的橢圓形、圓形或某些其它希望的形狀。管道10位于在外 管9與內管之間保留的空間中，管道10可用作電纜、通信電纜等的空間，或者作為水、蒸汽 或其它材料的輸送空間。這些管道10附接到內管2的外表面且相應地附接到外管9的內 表面，且因此形成將外管9、內管2系接成一體的殼、小室或套管結構的支承件。此外，管道 借助于例如焊縫4彼此附接以進一步增加結構剛度。除了管道10之外，外管和內管可利用 額外支承件(例如，套管結構或在橋梁中形成分割平面的支承鋼6)彼此固定。此外，該結 構由橋梁的中間隔板和制造模塊的端部隔板8支承。在此實例中，人行道11和輸送帶12 位于橋梁內部。內部空間可自由地用于各種結構，且如果可需要，可以被加壓或者被充滿蒸 汽或甚至惰性氣體。在此實例中，橋梁由兩個模塊形成，其由水平延伸的分割平面13聯結，分割平面 13由套管結構或支承鋼6加強。橋梁可包括(例如用于運輸)兩個或兩個以上的模塊，它 們在安裝地點通過分割平面13彼此附接。分割平面13在結構上可為套管、小室、加固件或 某些其它類似結構。模塊之間的接合可通過將它們焊接或栓接在一起或某種其它方式形 成。通過利用模塊形成橋梁，使之盡可能在工廠預制，從而使制造更有效且自動化，且在安 裝地點對橋梁的實際組裝將是迅速的。由承載豎直荷載和水平荷載的分割平面13形成的 結構6經得住力矩應力，且其作用是防止橋梁縱向彎曲。在此實例中，橋梁的一個單元包括 兩個模塊，即，上部成形件14和下部成形件15。每個成形件14、15的外管9部分和內管2 部分利用隔板8彼此附接，隔板8可位于預制模塊端部和/或沿著模塊長度的合適間隔處。 隔板8的作用在于將外管9和內管2系接到彼此且加固該結構。隔板可以是彎曲的，朝向 橋梁內部伸展，從而在其所處的位置留有通道。通過使隔板構造在這些位置成為壁或門，隔 板構造也可用于在所希望的位置封閉橋梁截面。此外，可使用端部隔板8來將橋梁單元接 合在一起。可通過例如焊接、栓接、鉚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可包括一或多個管、套管或小室，其通過焊接或栓接或某些其它方式接合在 一起。該結構將承載豎直和水平荷載并經得住力矩應變。以此方式形成的模塊是獨立剛性 結構且因此易于在安裝期間運輸和搬運。在工廠條件下，也易于在模塊中制作濕氣屏障或 絕熱層，在此情況下，其位于模塊的外管9外表面中。可通過澆注、噴涂、軋制、包裹或以某種其它合適方式附接(例如，通過膠合)來制作絕熱層和濕氣隔離層。
桁架結構1位于橋梁內部，以增加其剛度和縱向抗彎曲強度。在該實例的情況下，桁架結構ι位于橋梁的豎直軸線上且由豎直支承件16和傾斜支承件17形成。傾斜支承件 從豎直支承件16的上端延伸到下端以形成桁架結構，并因此形成三角形桁架。這種桁架堅 固且較輕。除了豎直桁架外，可以使用水平桁架或傾斜桁架，同時支承桁架可從中心或水平 線拉到側部。豎直桁架結構1通過焊接、栓接或某些其它類似方式在內管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應的結構，其可為管、套管、小 室、制成其它形狀的加固件或某些其它類似支承結構。在圖1和圖2的示例中，桁架的豎直 支承件16和傾斜支承件的端部位于端部隔板和中間隔板中，使得它們提供強支承。豎直桁 架結構在豎直方向加固該封閉橋梁。桁架結構的作用是防止橋梁縱向彎曲。豎直桁架結構 將橋梁分成不同通道且可將桁架結構例如用作隔離分隔壁的框架結構或者用作裝置安裝 的支承結構，同時此外還可存在若干豎直桁架結構。豎直桁架結構通過焊接或栓接或某種其它類似方式相應地附接到成形件側部，其 中附連位置可為管、套管、小室或制成某種其它形狀的加固件或者某些其它類似的支承結 構。水平桁架結構在橫向加固該封閉橋梁。水平桁架結構可處于不同高度且同時可支承分 隔面、人行道或設備擱板，它們可存在多個。水平桁架結構的作用在于防止橋梁縱向彎曲且相對于所用材料重量顯著地增加 結構剛度。因此，橋梁具有良好的荷載比。如上文所述，該一個或多個桁架結構可以是水平的、豎直的或傾斜于這些平面設 置。一或多個桁架也可位于該結構中心線側部，在此情況下，其將形成橋梁內部截面中的弦 桿，該弦桿從內管表面上的一點延伸到相對表面上的一點。除了在該實例中所述的簡單三 角形結構外，桁架可被制成多三角結構，或者其可包括多邊形或甚至曲線。桁架由彼此附接 的桿形成且承受拉伸和壓縮荷載，這些桿可具有不同輪廓。還可設想到桁架由纜線或類似 物形成，其例如通過結套且然后預張緊而附接到橋梁上。但是，纜線狀元件僅能承受拉伸荷 載，當評定作用于結構上的應變時和當設計該結構時必須將這點考慮在內。桿、纜線或類似 物在其端部彼此附接，形成節點，或者它們可為單個一體件，其中通過使要加荷載的元件彎 曲而形成節點。橋梁的截面可以多種方式變化，桁架結構適應即時所用的橋梁截面。橋梁可包括 在其端部附接在一起的多個橋梁單元。管、小室、套管、桿或類似結構的端部之間的接合可 以適合于所用橋梁應用的方式形成，換言之，通過焊接、凸緣接合、栓接、螺紋件、適配器、延 伸部或聯接件形成。這些接合元件可整體形成于端部隔板中。
權利要求
一種封閉橋梁，其包括至少一個外管(9)，其形成所述橋梁的外表面；裝配到所述外管(9)內的至少一個內管(2)，其形成所述橋梁的內部空間；以及至少一個桁架結構(1)，其裝配于所述內管(2)內且附接到橋梁結構，其由形成至少一個節點的元件形成，所述桁架結構形成至少一個弦桿，所述弦桿從所述內管的內表面上的一點到所述內表面的相對側地橫過所述內管，其特征在于，所述桁架(1)是由承受拉伸和壓縮荷載的桿狀元件組裝而成的剛性桁架。
2.根據權利要求1所述的橋梁，其特征在于，所述桁架(1)由僅承受拉伸荷載的元件形成。
3.根據前述權利要求中任一項所述的橋梁，其特征在于，所述桁架附接到所述內管 (2)上。
4.根據前述權利要求中任一項所述的橋梁，其特征在于至少一個隔板(8)。
5.根據前述權利要求中任一項所述的橋梁，其特征在于，所述橋梁由至少兩個模塊形 成，所述至少兩個模塊由分割平面(6)彼此間隔開，可使用分割平面(6)來組裝模塊結構以 形成橋梁單元。
6.根據權利要求中任一項所述的橋梁，其特征在于，所述橋梁單元包括端部隔板(8)， 其中存在用于將所述橋梁單元彼此接合的元件。
7.根據前述權利要求中任一項所述的橋梁，其特征在于，至少一個桁架結構(1)是豎直的。
8.根據前述權利要求中任一項所述的橋梁，其特征在于至少一個桁架結構(1)是水平的。
9.根據前述權利要求中任一項所述的橋梁，其特征在于，至少一個桁架結構(1)形成 分割所述橋梁內部的壁或底板的框架。
全文摘要
封閉橋梁包括至少一個外管(9)和裝配于該外管(9)內的至少一個內管(2)，外管形成該橋梁的外表面且內管形成該橋梁的內部空間。附接到該橋梁結構上的桁架結構(1)裝配于內管(2)內且由形成至少一個節點且承受拉伸載荷的元件形成，該桁架結構形成從內管內表面上的一點到其相對側地橫過內管的至少一個弦桿。
文檔編號E01D18/00GK101802311SQ200880108165
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月19日 優先權日2007年9月21日
發明者恩西奧·米蒂倫 申請人:恩西奧·米蒂倫