專利名稱：一種便攜式整體預制圬工拱橋結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及拱形橋梁技術領域，特別涉及一種便攜式整體預制圬工拱橋結 構。
背景技術：
目前大多數由鋼筋混凝土作為主要建筑材料的橋梁結構在服役較短期限后都出 現了由于鋼筋腐蝕而引起的耐久性能下降的問題，從而導致其維護費用大幅上升，更有甚 者失去交通承載能力。圬工拱橋由于其特殊的受力性能對鋼筋的使用量較低，因此成為解決耐久性問題 的有效途徑。但是由于圬工拱橋施工難度大和施工成本高等問題的束縛而很難獲得更進一 步的突破，其其繁瑣而危險的施工過程造成這一結構體系正在慢慢淡出橋梁工程領域。目前國際上所開展的圬工拱橋的研究工作，大多為預制拱圈的研究，但是現有的 預制拱圈由于為整體預制成型，其結構由于預制成型后，整體結構已經提前成拱，由于拱結 構特殊的受力性能，造成其容易在運輸途中被損壞，預制拱圈的運輸和安裝不便，難以廣泛 應用。
發明內容本實用新型的目的在于針對現有技術的不足而提供一種材料成本低，施工效率 高，承載能力好，使用壽命長的便攜式整體預制圬工拱橋結構。為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案。—種便攜式整體預制圬工拱橋結構，它包括拱圈，拱圈與橋面之間填充有橋體，所 述拱圈包括由多個預制拱塊依次排列組成的主體，以及固定貼覆于所述主體上表面的纖維 增強復合材料連接層，每相鄰兩個所述預制拱塊的側面相互貼合，所有所述預制拱塊的下 表面組成拱圈下表面，所述纖維增強復合材料連接層與每一預制拱塊上表面固定連接，所 述拱圈上表面設置有吊環；所述拱圈兩端分別設置有基座，所述基座開設有與拱圈端部相 匹配的卡槽，所述拱圈兩端分別卡嵌于所述卡槽內。進一步地，所述主體由多個相同的預制拱塊依次排列組成。其中，所述預制拱塊一側面凸設有連接部，另一側面凹設有與所述連接部相匹配 的連接槽。其中，所述纖維增強復合材料連接層通過螺栓和/或剪力鍵固接于所述主體上表根據以上所述的，所述纖維增強復合材料連接層與所述主體上表面之間粘結有高 強樹脂粘結層。其中，所述拱圈包括多個并排排列的主體，所有主體通過連接構件固定成整體。所述橋體側面設置有端板，所述端板與橋體通過連接筋連接。本實用新型有益效果為本便攜式整體預制圬工拱橋結構包括拱圈，拱圈與橋面之間填充有橋體，所述拱圈包括由多個預制拱塊依次排列組成的主體，以及固定貼覆于所 述主體上表面的纖維增強復合材料連接層，每相鄰兩個所述預制拱塊的側面相互貼合，所 有所述預制拱塊的下表面組成拱圈下表面，所述纖維增強復合材料連接層與每一預制拱塊 上表面固定連接，所述拱圈上表面設置有吊環；所述拱圈兩端分別設置有基座，所述基座開 設有與拱圈端部相匹配的卡槽，所述拱圈兩端分別卡嵌于所述卡槽內；本實用新型可先預 制所述預制拱塊，并通過所述纖維增強復合材料連接層將所有預制拱塊連接成一整體；施 工時通過吊環吊起，每相鄰兩預制拱塊的側面相互貼合而形成拱形的拱圈，主體兩端卡嵌 入所述基座而固定后，在各預制拱塊的相互擠壓作用下，主體保持成拱的拱形；本實用新型 施工效率高，承載能力強，且橋體可由建筑圬工材料填充而成，材料成本低。
利用附圖對本實用新型作進-任何限制。
-步說明，但附圖中的實施例不構成對本實用新型的
圖1是本實用新型的一種便攜式整體預制圬工拱橋結構的結構示意圖<
圖2是本實用新型的拱圈局部示意圖。
圖3是本實用新型的拱圈在未吊裝施工時的局部示意圖。
圖4是本實用新型的預制拱塊設置有連接塊的示意圖。
圖5是本實用新型的一種便攜式整體預制圬工拱橋結構的剖面示意圖,
圖6是本實用新型的端板與橋體的連接示意圖。
圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6中包括
112-13— 2—— 5一
-拱圈 一連接槽 一吊環
111-
面板 橋端
11—預制拱塊
12——纖維增強復合材料層
14——高強樹脂粘結層 15—— 3——橋體4——基座
6——連接筋。
_連接部
-夾角
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明，見圖1 圖6所示，一種便攜式整體 預制圬工拱橋結構，它包括拱圈1，拱圈1與橋面2之間填充有橋體3，所述拱圈1包括由多 個預制拱塊11依次排列組成的主體，以及固定貼覆于所述主體上表面的纖維增強復合材 料連接層12，每相鄰兩個所述預制拱塊11的側面相互貼合，所有所述預制拱塊11的下表 面組成拱圈1下表面，所述纖維增強復合材料連接層12與每一預制拱塊11上表面固定連 接，所述拱圈1上表面設置有吊環13 ；所述拱圈1兩端分別設置有基座4，所述基座4開設 有與拱圈1端部相匹配的卡槽，所述拱圈1兩端分別卡嵌于所述卡槽內。其中，所述主體由多個預制拱塊11依次排列組成，亦即是說，各個預制拱塊11的 側面依次接觸貼合，預制拱塊11的上表面依次相連組成主體的拱形上表面，預制拱塊11的 下表面依次相連組成主體的拱形下表面。每一預制拱塊11的上表面寬度寬于下表面寬度， 各預制拱塊11水平排列時，每兩相鄰預制拱塊11上端相抵，下端形成有間隙，兩預制拱塊 11相對的側面形成有夾角。[0030]見圖1、圖2、圖3所示，該圬工拱橋在施工過程中，根據設計需要在施工現場澆注 基座4，同時根據拱圈1的拱形分段切割而得到各預制拱塊11的形狀，以在混凝土構件預制 車間預制所述預制拱塊11，完成預制拱塊11的制作后，將各預制拱塊11依次排列，再在所 有預制拱塊11上表面固定貼覆所述纖維增強復合材料連接層12，通過纖維增強復合材料 連接層12將各預制拱塊11連接成一整體結構；由于個預制拱塊11已通過所述纖維增強復 合材料連接層12連接成整體，并不需要將預制拱塊11分塊運至施工現場安裝，這降低了施 工難度，提高了施工效率；同時又由于所述纖維增強復合材料連接層12為柔性材料，所述 整體結構并未成拱，避免了運輸途中由于碰撞而破壞拱圈1的拱形結構，故而具有良好的 便攜性；完成排列和固接纖維增強復合材料連接層12后，即可運至施工現場進行安裝；在 施工現場，通過所述吊環13吊起主體，在自身重力和纖維增強復合材料連接層12的拉力相 互作用下，各預制拱塊11相互擠壓，每兩相鄰的預制拱塊11相對的側面相互貼合，夾角消 失，從而使所有預制拱塊11依次貼合、各預制拱塊11下表面依次相連而形成拱形主體，所 述纖維增強復合材料連接層12延展變形而形成所述拱圈1上表面；將組成拱圈1兩端部的 預制拱塊11分別卡嵌入兩基座4的卡槽內后，拱圈1的拱形即由于各預制拱塊11的相互 抵壓而固定，從而完成拱圈1的安裝。完成了拱圈1安裝后，依次填充橋體3，鋪設橋面2，即可完成本圬工拱橋的施工。 其中，橋體3可由建筑圬工材料填充而成，充分利用了水泥固體廢棄物和建筑及其它工業 廢渣廢料，材料成本低，且圬工材料的回收利用有利于環保。本實用新型的拱圈1、基座4、 橋體3和橋面2均可采用混凝土或圬工材料制備，而所述纖維增強復合材料連接層12所用 的纖維增強復合材料柔韌性好，變形余量大，沿纖維方向抗拉強度高，耐腐性性好，作為拱 圈1的連接構件，保證了拱圈1的整體性，從而保證了拱橋承載能力和使用壽命，因而不需 使用鋼筋材料作為骨架，減少了鋼筋材料的應用，避免了鋼筋腐蝕對拱橋使用壽命的影響。其中，所述主體可以由多個相同的預制拱塊11依次排列組成。依照預制拱塊11 形狀獲取的原理，各預制拱塊11的上表面和下表面均為弧形面，然而實際生產中，由于該 弧形面弧高較低，弧面近似于平面，故而采用平面替代弧面并不會影響成拱質量，因而，將 拱圈1形狀等距分割而成各預制拱塊11形狀，并以平面替代各預制拱塊11的弧形表面是 完全可行的，因而可以由多個相同預制拱塊11依次排列組成主體。這樣預制所述預制拱塊 11時，可采用同一模具澆注預制，一方面提高了預制拱塊11澆注模具的通用性，降低了模 具制造成本，提高了預制效率，另一方面也提高了預制拱塊11的通用性，減少了預制拱塊 11的配合誤差，提高了組裝效率和安裝精度。見圖4所示，本實用新型所述預制拱塊11 一側面凸設有連接部111，另一側面凹設 有與所述連接部111相匹配的連接槽112。本實用新型所述的拱圈1，其承載能力，也就是 其拱形穩固程度，取決于各預制拱塊11相互抵壓貼合的整體性。設置所述連接部111和連 接槽112，則預制拱塊11相互接觸抵壓時，一個預制拱塊11的所述連接部111與另一預制 拱塊11的所述連接槽112相互配合，亦即是兩相鄰預制拱塊11相互扣合而難以脫開，這提 高了拱圈1的整體性，增強了拱圈1拱形穩固程度，進一步提高了本實用新型的使用壽命和 使用可靠性。當然，所述連接部111也可以采用鋸齒形、弧形等其它形狀的連接部，只要使 預制拱塊11的側面為非平面即可達到目的。其中，所述纖維增強復合材料連接層12通過螺栓和/或剪力鍵固接于所述主體上
5表面。以螺栓為例，可以在澆筑預制拱塊11時預埋連接螺栓，在預制拱塊11上表面鋪設纖 維增強復合材料連接層12時，使所述連接螺栓貫穿纖維增強復合材料連接層12，并在纖維 增強復合材料連接層12上表面壓上連接板，擰上連接螺栓，即可使纖維增強復合材料連接 層12連接于預制拱塊11上表面。本實用新型可以通過螺栓連接纖維增強復合材料連接層 12和預制拱塊11，也可通過剪力鍵連接纖維增強復合材料連接層12和預制拱塊11，當然， 也可以同時設置螺栓和剪力鍵用以纖維增強復合材料連接層12和預制拱塊11。作為纖維增強復合材料連接層12和預制拱塊11的連接方式，所述纖維增強復合 材料連接層12與所述主體上表面之間也可以采用高強樹脂粘結層14粘接結合。這種連接 方式不會破壞纖維增強復合材料連接層12的結構。當然，本實用新型也可以采用采用高強 樹脂粘結層14粘接結合，同時使用螺栓和/或剪力鍵連接的復合連接方式。其中，所述拱圈1包括多個并排排列的主體，所有主體通過連接構件固定成整體。 這樣可以通過改變所述主體的排列數量而建造不同寬度的拱橋，這提高了預制拱塊11的 通用性。見圖5和圖6所示，所述橋體3側面設置有端板5，所述端板5與橋體3通過連接 筋6連接。所述連接筋6與端板5有效解決了圬工材料推力不足的問題，提高了橋體3的 承載能力。以上所述僅是本實用新型的較佳實施方式，故凡依本實用新型專利申請范圍所述 的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本實用新型專利申請范圍內。
權利要求一種便攜式整體預制圬工拱橋結構，它包括拱圈，拱圈與橋面之間填充有橋體，其特征在于所述拱圈包括由多個預制拱塊依次排列組成的主體，以及固定貼覆于所述主體上表面的纖維增強復合材料連接層，每相鄰兩個所述預制拱塊的側面相互貼合，所有所述預制拱塊的下表面組成拱圈下表面，所述纖維增強復合材料連接層與每一預制拱塊上表面固定連接，所述拱圈上表面設置有吊環；所述拱圈兩端分別設置有基座，所述基座開設有與拱圈端部相匹配的卡槽，所述拱圈兩端分別卡嵌于所述卡槽內。
2.根據權利要求1所述的一種便攜式整體預制圬工拱橋結構，其特征在于所述主體 由多個相同的預制拱塊依次排列組成。
3.根據權利要求2所述的一種便攜式整體預制圬工拱橋結構，其特征在于所述預制 拱塊一側面凸設有連接部，另一側面凹設有與所述連接部相匹配的連接槽。
4.根據權利要求3所述的一種便攜式整體預制圬工拱橋結構，其特征在于所述纖維 增強復合材料連接層通過螺栓和/或剪力鍵固接于所述主體上表面。
5.根據權利要求1 4任意一項所述的一種便攜式整體預制圬工拱橋結構，其特征在 于所述纖維增強復合材料連接層與所述主體上表面之間粘結有高強樹脂粘結層。
6.根據權利要求5所述的一種便攜式整體預制圬工拱橋結構，其特征在于所述拱圈 包括多個并排排列的主體，所有主體通過連接構件固定成整體。
7.根據權利要求6所述的一種便攜式整體預制圬工拱橋結構，其特征在于所述橋體 側面設置有端板，所述端板與橋體通過連接筋連接。
專利摘要一種便攜式整體預制圬工拱橋結構，包括拱圈、橋面與橋體，拱圈包括由多個預制拱塊依次排列組成的主體，以及固定貼覆于主體上表面的纖維增強復合材料連接層，每相鄰兩個預制拱塊的側面相互貼合，所有預制拱塊的下表面組成拱圈下表面，纖維增強復合材料連接層與每一預制拱塊上表面固接，拱圈兩端分別卡嵌于設置有卡槽的基座內；本實用新型可先預制預制拱塊，并通過纖維增強復合材料連接層將所有預制拱塊連接成一整體；施工時通過吊環吊起成拱，主體兩端卡嵌入基座而固定后，在各預制拱塊的相互擠壓作用下，主體保持成拱的拱形；本實用新型施工效率高，承載能力強，且橋體可由建筑圬工材料填充而成，材料成本低。
文檔編號E01D4/00GK201704615SQ20102024902
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月6日 優先權日2010年7月6日
發明者鄭愚 申請人:東莞理工學院