槓桿建橋法的製作方法
2023-06-02 17:00:46
專利名稱：槓桿建橋法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種橋梁的結構及架設方法，尤其是一種槓桿建橋法。
過去，建造橋梁都要進行特定型式的設計，要對橋位的地況進行探測，施工時必需搭架，要建造橋墩;橋的跨度越大，橋墩越要多。特別是像上海揚浦大橋那種斜拉橋，更需要特殊的設計技術，要有基礎特別牢固的立柱，要用優質的鋼材作為吊橋的構件;建橋的時間也要很長。所以，過去建造一條大橋，工程很大，費工費時，影響了建橋的速度。
本發明的目的在於提供一種不用進行特定型式和方法的設計，施工時根本不用搭架而橋梁就能凌空跨到對岸去，不管跨度多大也不用建造橋墩，不管橋位的地況如何也可以建橋的新的橋梁結構及建橋方法。
下面結合附圖對本發明作詳細說明。
圖1為本發明的橋頭基礎示意圖;
圖2為本發明的預製構件示意圖;
圖3為本發明的初步組裝示意圖;
圖4為本發明的懸空組裝示意圖;
圖5為本發明的槓桿平衡示意圖;
圖6為本發明的加強穩定示意圖;
圖7為本發明的橋梁骨架示意圖;
圖8為本發明的骨架承橋示意圖;
圖9為本發明的獨立拱橋示意圖。
本發明的目的是這樣實現的首先，在選定橋位的兩岸，在岸邊用鋼筋混凝土澆灌橋頭基礎。這種基礎，只須澆灌成和橋面的寬度相等的平臺即可，其主要作用僅僅是承受橋梁的重量，而毋須防止傾到的牢固度。(如圖1)另外，預製構件是採用鋼材預製杆件。構件的種類分為「短杆(a)」、「交叉杆(b)」、「長杆(c)」，另加一種「組裝盤(d)」。(如圖2)這種構件，其長度尺寸遠遠大於橫向尺寸，在靜力學中稱為「杆件」。由若干個杆件通過約束所組成的系統，稱為「杆件系統」。杆件按照三角的型式組成的杆件系統，就具有一定的穩定性。用這種具有穩定性的杆件系統做橋梁，在一定的跨度中，就能承受一定的壓力。
杆件系統的組裝是在橋頭基礎的平臺上開始進行的。如果平臺的深度設計為20米，則可在平臺上組裝四個節的杆件系統。這種組裝工作，可在兩岸的平臺上同時開始進行。(如圖3)。組裝杆件系統，應「雙線」並肩進行。在雙線之間按照已有的工程技術鋪築路面即可。邊組裝，邊鋪築路面，這就利於下一步的組裝工作。
在兩岸的平臺上已經各組裝成四個節之後，下一步的組裝，須用吊車幫助，進行「懸空組裝」。懸空組裝按下列步驟進行。(如圖4)第一步在A盤組裝b-1桿。
第二步在B盤組裝b-2桿，接著，在C點把b-1及b-2桿拼合，用螺栓緊固。
第三步用C盤組裝b-1及C-1桿。
第四步在A盤組裝C-2桿，接著，用兩付螺栓把D盤和C-2桿組裝，並把b-2桿和D盤組裝。
第五步把a-1桿和D盤組裝。
第六步把a-1桿和C盤組裝。
第七步把b-3桿和D盤組裝。
第八步把b-4桿和C盤組裝，接著、在E點把b-3及b-4桿併合，用螺栓緊固。
第九步用F盤和C-2及b-4桿組裝。
第十步用a-2桿和F盤組裝。
第十一步用G盤和a-2及b-3桿組裝。
第十二步用a-3桿和C及G盤組裝。
經過這十二步的組裝，就完成了杆件系統的兩個節的懸空組裝，然後，按照同樣的步驟，兩岸同時懸空組裝，即相對地向河中央發展及朝岸的方向進行組裝。也就是杆件系統的組裝是分向兩端進行，使兩端始終保持平衡。亦即是把杆件系統作為一條「槓桿」，使槓桿兩端保持平衡而置於作為「支點」的平臺之上，(如圖5)。這樣，兩岸的杆件系統相對地向河中央懸空伸出多長，就須相反地朝岸的方向同樣伸展多長。這樣，憑藉岸上作為「力臂」的一端的「槓桿作用」，通過「支點」，使河上作為「重臂」(或稱「助力臂」)的一端凌空地伸出去，以實現在目前被不少人認為難以置信的「凌空跨過對岸」的神話。
為保持杆件系統的穩定，須按照靜力學中規定的公式不斷進行受力分析，防止受到壓力的破壞。杆件系統受到壓力破壞時每每是以上邊發生斷裂或下邊發生彎曲的形式而出現的，因此，須選用優質的鋼材和設計適當的斷面面積，以保持杆件系統的穩定性。但是，在跨度達到極限時，這種穩定性也無法保持。因此，在穩定性受到破壞的臨界部位，必須加強。加強的方法是在第一層杆件系統的上面，組裝第二層的杆件系統，以防止斷裂或彎曲。隨著跨度的不斷增大，更可以組裝三層、四層以至多層的杆件系統，(如圖6)。直至兩岸懸空伸出的杆件系統在河中央合攏為止。這樣，多層的杆件系統就能形成一個合力，足能保持橋梁的穩定。這種組裝杆件系統的預製構件，不論大小橋梁均適用。大橋拆卸可以改裝到小橋上，小橋拆卸可以組裝成大橋。組裝採用螺栓加以緊固，所以，可以迅速地組裝成一座大橋。
採用這種《槓桿建橋法》建造橋梁，建橋部門根據需要進行不同跨度、不同寬度、不同載荷的橋梁設計，並對杆件系統隨時進行受力分析，保持穩定性即可。這種設計工作的份量，比之現有大橋就簡化多了。採用本發明建造橋梁，節省了探測橋位地況的繁重工作，節省了用沉廂建造橋墩的巨型工程，節省了施工搭架、釘制模板的麻煩的過渡性工作。由於不用搭架、不用造橋墩，工地上就不會遺下滿地殘渣碎木。因此，在投入技術、物資、時間、資金、人員……各方面，比之現有大橋就節省多了。
由兩岸懸空伸出的杆件系統，在河中央合攏後，就由兩條杆件系統合成一條杆件系統;兩岸懸空伸出的端部，就由「懸空狀態」變成「互相支撐」的狀態;這時，在河中央的薄弱環節，可全部加強為多層的杆件系統，因而，杆件系統的受力狀態就有所改變，受力點就由河中央分攤到兩岸的平臺上，最終構成了穩定的橋梁骨架，(如圖7)。橋梁骨架是雙線的，跨在雙線之間就可以鋪築路面。路面鋪在杆件系統的最低一層，車輛和行人可以平坦地過橋，避免爬坡。如果橋下需要通過高大的輪船，橋身就要升高。升高橋身，有兩種方法可供選擇一是先把橋頭基礎的平臺升高，橋身就能隨著升高。一是在橋中部把下層的構件拆出一個門，使能達到需要通過大船的高度。
在橋中部把下層的構件拆卸之前，先要在上層增加杆件系統的層數，這種拆卸和增加，都須經過受力分析之後才能進行，防止穩定性受到削弱。橋下拆出一個門之後，路面就要升到門的上面，因而就要上坡和下坡，但坡度不大，(如圖8)，圖中的粗黑線就是路面。
本發明的槓桿建橋法有兩種建橋型式，圖8為第一種型式，其特點為;1、建橋的「預製杆件」成為橋梁的「永久骨架」;2、橋面道路是依靠骨架負載的。第二種形式為1、建橋的預製杆件不成為「永久骨架」，而只作為建築的「腳手杆架」，橋建成後即拆卸運走，用作另建橋梁時的一種永久使用的工具;2、橋梁成為一種獨立拱橋，不依靠骨架負載。
第二種建橋方法如下在兩岸伸出的杆件系統在河中央合攏後，並在河中央的薄弱環節加強為多層的杆件系統後，即可臨時地擱在骨架上拼制模板，用鋼筋混凝土澆灌成一條拱橋，然後把杆件系統全部拆卸運走，讓拱橋獨立地像彩虹一樣橫跨在兩岸之上，(如圖9)。跨在雙線之間鋪築路面，以及建造攔杆、安裝橋燈……，當然還有很多工作，但都屬於已有工程技術的範疇，本發明的工作應到此為止。
本發明具有如下優點建橋前不用進行特定型式的設計，不用探測橋位的地況，不用建造防止傾倒的牢固立柱，施工時不用搭架，無論跨度多大也不用建造橋墩;可大大加快建橋，在投資的數量上也將大大節省。
權利要求
1.一種槓桿建橋法，採用鋼材預製杆件，其特徵在於杆件按三角的型式組成杆件系統，以橋頭基礎的平臺作支點開始向兩端組裝，使兩端始終保持平衡，當槓桿系統的長度伸展到受壓力破壞的臨界部位時，須組裝二層、三層以至多層的槓件系統以加強穩定，當兩岸相對地向河中央懸空伸出的槓件系統合龍後，在河中央的薄弱環節全部加強為多層的槓件系統。
2.如權利要求1所述的槓桿建橋法，其特徵在於選定橋位的兩岸，在岸邊用鋼筋混凝土澆灌成和橋面寬度相等的平臺。
3.如權利要求1所述的槓桿建橋法，其特徵在於有兩種建橋型式a、建橋的預製杆件成為橋梁的永久骨架，橋面道路依靠骨架負載;b、建橋的預製杆件只作為「腳手杆架」，在其上用鋼筋混凝土澆灌成拱橋後即可拆去。
全文摘要
本發明提供了一種槓桿建橋法，它是由鋼材預製的杆件按照三角的形式所組成的杆件系統作為橋梁，把這種杆件系統作為一條「槓桿」，使兩端平衡地置於岸邊的「支點」上，憑籍「力臂」一端的槓桿作用，使作為「重臂」的另一端凌空地跨過對岸去。採用這種方法建造橋梁，不用搭架，不管跨度多大也不用建造橋墩，不管橋位的地況如何也可以建橋；建橋的時間可以大大加快，投資也大大節省。
文檔編號E01D21/10GK1110350SQ9510088
公開日1995年10月18日 申請日期1995年2月28日 優先權日1995年2月28日
發明者劉宗珩 申請人:劉宗珩