阅读说明：本技术 一种快速拼装施工的应急桥结构及其施工方法 (Emergency bridge structure for rapid assembling construction and construction method thereof ) 是由 杨明 常山 徐波 田林杰 袁鹏飞 班长凯 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种快速拼装施工的应急桥结构及其施工方法,结构上包括横桥向或顺桥向相互拼接的若干个结构单元,一个结构单元包括上下对应的上钢板和下钢板,位于横桥向两侧的结构单元内设置有两块纵向的腹部钢板,两块腹部钢板分别固定于上钢板和下钢板的横桥向两侧。与现有技术相比,本发明的这种钢结构桥梁具有施工方便、易于更换、便于运输的显著特点,不仅可作为过街天桥、景观廊桥等使用,还可以作为临时性桥梁。(The invention discloses an emergency bridge structure for rapid assembly construction and a construction method thereof. Compared with the prior art, the steel structure bridge has the remarkable characteristics of convenience in construction, easiness in replacement and convenience in transportation, and not only can be used as a street overpass, a landscape gallery bridge and the like, but also can be used as a temporary bridge.)

一种快速拼装施工的应急桥结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种快速拼装施工的应急桥结构及其施工方法，属于桥梁工程领域。

背景技术

桥梁既是一种功能性的结构物，也是一座立体的造型艺术工程，在城市中不仅是一道景观，很多时候也具有显著的时代特征。对于人行天桥来说，不仅具有使用功能的要求，同时还应与周围环境融合，兼具景观效果。

常见的过街天桥主要有悬挂式结构的过街天桥、承托式结构的过街天桥和混合式结构的过街天桥。除了上述三种结构外，还有一些城市在某些街区将悬索桥、斜拉桥的结构用于过街天桥的建筑，但这些特殊结构的过街天桥大多造价昂贵。

采用钢结构作为人行天桥，具有足够的安全性，造型也会更具城市特色和景观效果。有鉴于此，提出一种适用于城市景观要求，同时造价低廉，便于施工操作、易于更换的新型钢结构桥梁，是非常有实践意义的。

我国是一个多地震和多自然灾害国家，人民的生命和财产长期受到地震和洪水灾害等威胁。桥梁作为重要的社会基础设施，具有投资大、公共性强、维护管理困难的特点。地震中或洪水中桥梁设施的损坏、倒塌所带来的影响早已超过桥梁本身建设和维护的财政支出。桥梁同时又是抢险救灾的一个重要组成部分，在地震作用或洪水冲击下发生破坏将对抢险救灾造成巨大困难。

因此，在地震区或洪灾区进行抢险救灾作业时，若桥梁设施出现损毁，救灾车辆和人员将无法及时到达目的地。对于灾害中损毁的桥梁设施，亟须架设临时性桥梁。所需要的临时性桥梁应具有承载能力大、安全可靠、安装和拆卸快速、可重复利用等特点。提出一种适用于抢险救灾时使用的一种临时性桥梁是具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种快速拼装施工的应急桥结构及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种快速拼装施工的应急桥结构，包括横桥向或顺桥向相互拼接的若干个结构单元，一个结构单元包括上下对应的上钢板和下钢板，上钢板和下钢板相互平行，位于横桥向两侧的结构单元内设置有两块纵向的腹部钢板，两块腹部钢板分别固定于上钢板和下钢板的横桥向两侧。

作为更进一步的优选方案，所述上钢板的板面上具有用于与腹部钢板连接的螺栓孔，上钢板的四个边朝下延伸设置有条形边，条形边上开设有与相邻上钢板的条形边连接的螺栓孔；上钢板内设置有十字加强肋。

作为更进一步的优选方案，所述下钢板的板面上具有用于与腹部钢板连接的螺栓孔，下钢板的四个边朝上延伸设置有条形边，条形边上开设有与相邻下钢板的条形边连接的螺栓孔。

作为更进一步的优选方案，所述腹部钢板为八边形结构，其中相对的四个边上均设置有条形边；腹部钢板上部的条形边开设有螺栓孔，该螺栓孔与上钢板板面上的螺栓孔对应；腹部钢板下部的条形边开设有螺栓孔，该螺栓孔与下钢板板面上的螺栓孔对应；腹部钢板侧部的条形边开设有螺栓孔，侧部的螺栓孔与相邻腹部钢板侧部的螺栓孔对应。

作为更进一步的优选方案，所述天桥结构顺桥向方向的端部设置有并列的若干端部钢板，端部钢板的上边和下边均开设有螺栓孔；端部钢板上部的螺栓孔与上钢板条形边的螺栓孔对应；端部钢板下部的螺栓孔与下钢板条形边的螺栓孔对应；位于腹部钢板侧部的端部钢板，其侧部也开设有螺栓孔，该螺栓孔与腹部钢板侧部条形边的螺栓孔对应。

作为更进一步的优选方案，所述天桥结构内部横桥向布置至少一道横隔板，所述横隔板的下边开设有螺栓孔，该螺栓孔与横隔板顺桥向两侧的下钢板条形边的螺栓孔对应；位于腹部钢板侧部的横隔板，其侧部也开设有螺栓孔，该螺栓孔与横隔板顺桥向两端的腹部钢板侧部条形边的螺栓孔对应。

作为更进一步的优选方案，上述相互对应的螺栓孔之间均通过螺栓和螺帽固定连接。

作为更进一步的优选方案，所述天桥结构的横桥向至少布置有四个结构单元。

作为更进一步的优选方案，所述腹部钢板上部的条形边与上钢板板面之间，腹部钢板下部的条形边与下钢板板面之间，腹部钢板侧部的条形边与相邻腹部钢板侧部的条形边之间，上钢板的条形边与相邻的上钢板的条形边之间，下钢板的条形边与相邻的下钢板的条形边之间，横隔板与腹部钢板侧部的条形边之间，横隔板与下钢板的条形边之间，端部钢板与上钢板的条形边之间，端部钢板与腹部钢板侧部的条形边之间，端部钢板与下钢板的条形边之间均设有压电传感器。

一种快速拼装施工的应急桥结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：在工厂预制相应数量的上钢板、下钢板、腹部钢板、端部钢板和横隔板，并可在工厂提前装配带有腹部钢板的结构单元；

步骤二：在安装该桥梁位置处搭设临时支架结构或临时支撑梁，将带有腹部钢板的结构单元以及结构单元放置到临时支架或临时支撑梁上相应位置；

步骤三：将压电传感器安装于腹部钢板上部的条形边与上钢板板面之间以及腹部钢板下部的条形边与下钢板板面之间，并采用高强螺栓将腹部钢板分别与上钢板和下钢板固定连接；

步骤四：将压电传感器安装于腹部钢板侧部的条形边与相邻腹部钢板侧部的条形边之间，并采用高强螺栓将相邻的两个腹部钢板固定连接；

步骤五：将压电传感器安装于上钢板的条形边与相邻的上钢板的条形边之间，并采用高强螺栓将相邻的两个上钢板固定连接；

步骤六：将压电传感器安装于下钢板的条形边与相邻的下钢板的条形边之间，并采用高强螺栓将相邻的两个下钢板固定连接；

步骤七：将压电传感器安装于横隔板与腹部钢板侧部的条形边之间以及横隔板与下钢板的条形边之间，并采用高强螺栓将横隔板分别与腹部钢板和下钢板固定连接；

步骤八：将压电传感器安装于端部钢板与上钢板的条形边之间，端部钢板与腹部钢板侧部的条形边之间以及端部钢板与下钢板的条形边之间，并采用高强螺栓将端部钢板分别与上钢板、腹部钢板、下钢板固定连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

（1）本发明连接只依靠高强螺栓实现，不仅有利于控制施工质量，同时也利于运输使用。具体来说，在运输过程中，为化整为零的过程，只需要运输体积量较小的构件，不必运输尺寸较大构件；在安装使用时，为化零为整的过程，通过高强螺栓可以简单快速将所有构件进行组装。

（2）本发明采用的高强螺栓连接方式为高强螺栓、压电传感器与构件互相连接形成。采用的压电传感器为压电薄膜传感器，具有高灵敏度、轻质超薄、价格低廉等特点，在长期人群荷载等作用下，若某些高强螺栓连接出现失效，可及时进行更换，可最大限度地保证行人安全。

（3）正八边形腹部结构采用开孔形式，不仅可以降低结构本身自重，大大减小由于自重产生的挠度，还可以提高桥梁的美观性。

（4）本发明结构可更换性强，在结构中任何构件出现变形或者损坏时，只需在损坏处架设临时支撑或支架，拆除相应的高强螺栓连接，便可快速方便进行更换，可明显减少经济成本，经济适用，不会对交通进行长时间干扰。

（5）本发明的施工方法简便快捷，作为临时性桥梁使用时，拆除结构十分容易，并可重复利用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明采用的结构单元示意图；

图2a为腹部钢板结构示意图；

图2b为上钢板结构示意图；

图2c为下钢板结构示意图；

图3a为有腹部钢板的结构单元的端部钢板结构示意图；

图3b为无腹部钢板的结构单元的端部钢板结构示意图；

图4a为有腹部钢板的结构单元的横隔板结构示意图；

图4b为无腹部钢板的结构单元的横隔板结构示意图；

图5为本发明内部结构示意图；

图6为压电传感器的安装结构示意图；

其中，1-上钢板，2-下钢板，3-腹部钢板，4-端部钢板，5-横隔板，6-压电传感器，7-十字加强肋。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。

本发明利用钢结构重量轻，强度高，便于运输，易于施工的特点，组装形成了一种造型新颖，承载能力高的钢结构桥梁，具有很好的实用价值和推广应用前景，该桥梁具有施工简便、易于运输、便于更换，同时造型美观。

在人群荷载作用下，矩形的上钢板1通过自身的强抗压性将荷载传递给正八边形的腹部钢板3和下钢板2。在荷载作用下，上钢板1主要承受压应力作用，下钢板2主要承受拉应力作用，而腹部钢板3则主要承受剪力作用，端部钢板4和横隔板5同样承受剪力作用，相邻的腹部钢板3通过设置的连接件实现剪力作用的传递。

如图1所示一种快速拼装施工的钢结构桥梁，包括横桥向或顺桥向相互拼接的若干个结构单元，天桥结构顺桥向方向的端部设置有并列的若干端部钢板4，天桥结构内部横桥向布置至少一道横隔板5。上钢板1、下钢板2、腹部钢板3、端部钢板4、横隔板5通过连接件预留的高强螺栓孔道实现连接和剪力传递，在荷载作用下可以达到共同承载的目的。

如图2所示，一个结构单元包括上下对应的上钢板1和下钢板2，上钢板1和下钢板2相互平行，位于横桥向两侧的结构单元内设置有两块纵向的腹部钢板3，两块腹部钢板3分别固定于上钢板1和下钢板2的横桥向两侧。侧边连接件为预留高强螺栓孔道的钢板，采用焊接方式与钢板连接。

如图2a所示，腹部钢板3由带孔洞的正八边形钢板与四个连接件焊接形成，连接件为预留有高强螺栓孔道的矩形钢板。

如图2b所示，上钢板1的矩形钢板在靠近板边处预留高强螺栓孔道，并且设置了纵横桥向的十字加强肋7。侧边钢板均预留有高强螺栓孔道，并采用焊接方式与钢板连接。

如图2c所示，下钢板2的矩形钢板在靠近板边处预留高强螺栓孔道。侧边钢板均预留有高强螺栓孔道，并采用焊接方式与钢板连接。

如图3a和3b所示，为安装于结构单元两端的端部钢板4，分为与上钢板1、下钢板2、腹部钢板3连接的端部钢板4以及与上钢板1、下钢板2连接的端部钢板4，连接处用膨胀螺丝固定。

如图4a和4b所示，为安装于结构单元内的横隔板5，分为与下钢板2、腹部钢板3连接的的横隔板5以及只与下钢板2连接的的横隔板5，连接处用膨胀螺丝固定。

如图5所示，未安装上钢板1结构内部示意图。

如图6所示，压电传感器7安装于两个构件之间，两个构件通过高强螺栓连接在一起。

本发明的快速拼装施工的钢结构桥梁施工方法包括以下步骤：步骤一：在工厂预制相应数量的上钢板1、下钢板2、腹部钢板3、端部钢板4和横隔板5，并可在工厂提前装配带有腹部钢板3的结构单元；

步骤二：在安装该桥梁位置处搭设临时支架结构或临时支撑梁，将带有腹部钢板3的结构单元以及结构单元放置到临时支架或临时支撑梁上相应位置；

步骤三：将压电传感器6安装于腹部钢板3上部的条形边与上钢板1板面之间以及腹部钢板3下部的条形边与下钢板2板面之间，并采用高强螺栓将腹部钢板3分别与上钢板1和下钢板2固定连接；

步骤四：将压电传感器6安装于腹部钢板3侧部的条形边与相邻腹部钢板3侧部的条形边之间，并采用高强螺栓将相邻的两个腹部钢板3固定连接；

步骤五：将压电传感器6安装于上钢板1的条形边与相邻的上钢板1的条形边之间，并采用高强螺栓将相邻的两个上钢板1固定连接；

步骤六：将压电传感器6安装于下钢板2的条形边与相邻的下钢板2的条形边之间，并采用高强螺栓将相邻的两个下钢板2固定连接；

步骤七：将压电传感器6安装于横隔板5与腹部钢板3侧部的条形边之间以及横隔板5与下钢板2的条形边之间，并采用高强螺栓将横隔板5分别与腹部钢板3和下钢板2固定连接；

步骤八：将压电传感器6安装于端部钢板4与上钢板1的条形边之间，端部钢板4与腹部钢板3侧部的条形边之间以及端部钢板4与下钢板2的条形边之间，并采用高强螺栓将端部钢板4分别与上钢板1、腹部钢板3、下钢板2固定连接。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。