專利名稱：一種拆裝式復合材料應急橋的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于應急橋梁器材技術領域，涉及一種復合材料應急橋，特別涉及一種由混雜纖維增強的樹脂基復合材料橋節(jié)及高強金屬構件連接的拆裝式應急橋。
背景技術：
戰(zhàn)時各種武器彈藥的攻擊和地震、洪水等自然災害通常會造成路面彈坑、道路坍塌、橋梁垮塌等人員車輛無法通行的障礙；部隊機動開進、搶險救災物資運送過程中，需要臨時跨越各種河流及溝渠等道路障礙，但目前國內的橋梁器材主要是各種機械化鋼橋、裝配式桁架橋等大跨度重型裝備器材，很少有能克服小跨度道路通行障礙的輕型應急橋梁器材。傳統(tǒng)的應急橋梁器材主要是采用高強結構鋼和少量高強鋁合金材料，但該類金屬材料器材自重大、易銹蝕，人工作業(yè)強度大、時間長，通常需要依靠專用設備進行拆裝作業(yè)， 且使用維修工作量大、費用高。此外，金屬材料的相關性能已不能完全滿足此類橋梁器材更大跨度、更高強度和更輕質量的發(fā)展需要，因此，需要加快輕質高強復合材料在該類產品中的應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種復合材料應急橋，該種應急橋采用復合材料制作橋身主體，并通過金屬連接件組裝成一體，不僅橋身質量輕，而且組裝方便快速，能夠只依靠人工快速架設安裝。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來解決的這種拆裝式復合材料應急橋為車轍式單跨結構，由若干多腔箱形梁結構的橋節(jié)拼接而成，所述橋節(jié)采用樹脂基復合材料。上述橋節(jié)采用環(huán)氧樹脂基的層間混雜纖維增強復合材料，橋節(jié)包括上、下面板及中間若干腹板；所述上、下面板的中間層均為士45° E-玻纖，在中間層的上下側均設置一層90° E-玻纖，在90° E-玻纖的外側設置有一層0°碳纖維；所述腹板采用士45° E-玻纖復合材料鋪層，鋪層的纖維比為50%。上述0°碳纖維板為單向碳纖維布。上述橋節(jié)的中間層設置有四塊相互平行立設的腹板，且在橋節(jié)的一側設有凹槽， 另一側設置有與所述凹槽相適應的凸條；所述凹槽和凸條均采用士45° E-玻纖復合材料成型。上述應急橋的每道車轍先由兩段橋節(jié)縱向連接后，再由多根平行排列的橋節(jié)通過凹槽和凸條拼裝成一道車轍；相鄰兩段橋節(jié)間的縱向連接、相鄰橋節(jié)之間的橫向連接及車轍間的橫向連接均采用金屬快裝連接件。上述車轍兩端分別設置有橋礎板，橋礎板兩側設置凸棱，凸棱之間正好嵌入每道車轍的三根橋節(jié)并將其限位夾緊。
進一步的，縱向所述兩段橋節(jié)是通過鋁合金連接件連接的，所述鋁合金連接件包括榫頭式連接件和榫槽式連接件；所述榫頭式連接件包括Z形底座、垂直固定設置在Z形底座前側的榫頭以及帶有橫向銷孔的單耳連接構件；所述榫槽式連接件包括Z形底座、垂直固定設置在Z形底座前側的榫槽以及帶有橫向銷孔的雙耳連接構件；所述榫頭式連接件和榫槽式連接件通過Z形底座間隔排列固定在橋節(jié)的端頭，縱向連接的兩條橋節(jié)之間的榫頭式連接件和榫槽式連接件一一對應連接，使榫頭插入榫槽，單耳連接構件插入雙耳連接構件，且單耳連接構件插入雙耳連接構件后采用銷子插入銷孔鎖定。上述Z形底座通過膠黏貼在橋節(jié)的端頭，其下側邊貼在橋節(jié)的下側面；最后通過螺栓與設置在橋節(jié)內的內襯鋁合金型材連接固定。上述并列的橋節(jié)之間先通過凹凸口型結構并列嵌合組成一體的車轍后，再通過橫向連接桿件緊固；所述橫向連接桿件穿過梁式的橋節(jié)的梁身中性軸位置，該橫向連接桿件從兩端緊固；兩個整體車轍之間再通過橫向連接機構連接形成一體式雙車轍結構。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具備以下有益效果本發(fā)明的復合材料應急橋采用高性能混雜纖維增強的復合材料構件，發(fā)揮了纖維增強復合材料優(yōu)異的抗拉強度和高的比強度、比剛度，該種材料有效減輕了橋梁構件的質量，提高了架通跨度，避免了同類金屬材料器材易銹蝕、自重大、維護使用費用高等缺陷，本發(fā)明由于整個橋身構件質量輕，可以完全依靠人工展開撤收，能夠快速架通特定跨度范圍的通行障礙。


圖1為本發(fā)明橋節(jié)的橫向剖視圖；圖2為本發(fā)明應急橋的整體裝配立體示意圖；圖3為本發(fā)明應急橋的橫向剖視圖；圖4為本發(fā)明橋節(jié)1的立體圖；圖5為本發(fā)明帶有縱向連接構件的橋節(jié)1的立體圖；圖6為圖5的剖視圖。其中1為橋節(jié)；2為鋁合金連接件；3為橫向連接機構；4為插銷總成；5為連接拉管；6為橫向連接桿件；7為橋礎板；8為凸棱；9為泡沫；203為榫頭式連接件；204為榫槽式連接件；205為Z形底座；3. 1為榫頭；3. 2為單耳連接構件；4. 1為榫槽；4. 2為雙耳連接構件。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述參見圖2 本發(fā)明的該種拆裝式復合材料應急橋，為車轍式單跨結構，由若干多腔箱形梁結構的橋節(jié)1拼接而成，特別是本發(fā)明的橋節(jié)1采用樹脂基復合材料。如圖1所示本發(fā)明的橋節(jié)1采用環(huán)氧樹脂基的混雜纖維增強復合材料，橋節(jié)1 包括上、下面板及中間若干腹板；上、下面板的中間層均為士45° E-玻纖，在中間層的上下側均設置一層90° E-玻纖，在90° E-玻纖的外側設置有一層0°碳纖維；所述腹板采用士45° E-玻纖復合材料鋪層。所述0°碳纖維為單向碳纖維布。在本發(fā)明的最佳實施例中，如圖所示，橋節(jié)3的中間層設置有四塊相互平行立設的腹板，且在橋節(jié)1的一側設有凹槽4，另一側設置有與所述凹槽4相適應的凸條5 ；凹槽4和凸條5均采用士45° E-玻纖復合材料成型。參見圖2和圖3 應急橋的每道車轍先由兩段橋節(jié)1縱向連接后，再由多根平行排列的橋節(jié)1通過凹槽4和凸條5拼裝成一道車轍，每道車轍的長度由縱向連接的多段橋節(jié) 1的個數(shù)決定；相鄰兩段橋節(jié)1間的縱向連接、相鄰橋節(jié)1之間的橫向連接及車轍間的橫向連接均采用金屬快裝連接件。在每道車轍兩端分別設置有橋礎板7，橋礎板7兩側設置凸棱 8，凸棱8之間正好嵌入每道車轍的三根橋節(jié)1并將其限位夾緊。參見圖5和圖6 兩段橋節(jié)1縱向是通過鋁合金連接件2連接的，鋁合金連接件2 包括榫頭式連接件203和榫槽式連接件204 ；所述榫頭式連接件203包括Z形底座205、垂直固定設置在Z形底座205前側的榫頭3. 1以及帶有橫向銷孔的單耳連接構件3. 2 ；榫槽式連接件204包括Z形底座205、垂直固定設置在Z形底座205前側的榫槽4. 1以及帶有橫向銷孔的雙耳連接構件4. 2 ；所述Z形底座205通過膠黏貼在橋節(jié)1的端頭，其下側邊貼在橋節(jié)1的下側面；最后通過螺栓與設置在橋節(jié)1內的內襯鋁合金型材連接固定。榫頭式連接件203和榫槽式連接件204通過Z形底座205間隔排列固定在橋節(jié)1的端頭，縱向連接的兩段橋節(jié)1之間的榫頭式連接件203和榫槽式連接件204 —一對應連接，使榫頭3. 1插入榫槽4. 1，單耳連接構件3. 2插入雙耳連接構件4. 2，且單耳連接構件3. 2插入雙耳連接構件4. 2后采用銷子插入銷孔鎖定。Z形底座205通過膠黏貼在橋節(jié)1的端頭，其下側邊貼在橋節(jié)1的下側面；最后通過螺栓與橋節(jié)1的內襯鋁合金型材鉚接固定。并且本發(fā)明的橋節(jié)1為空腔式結構，在橋節(jié) 1固定鋁合金連接件2的一端的空腔內還填充有泡沫9。如圖2和圖3，并列的橋節(jié)1之間先通過凹凸口型結構并列嵌合組成一體的車轍后，再通過橫向連接桿件6緊固；橫向連接桿件6穿過梁式的橋節(jié)1的梁身性軸位置(即理想狀態(tài)下，橋節(jié)1截面中間應力為零的位置)，該橫向連接桿件6從兩端緊固；兩個整體車轍之間通過橫向連接機構3連接形成一體式雙車轍結構。綜上所述，本發(fā)明的應急橋是采用復合材料箱型梁結構的車轍式拼裝形式。主體橋節(jié)采用高性能混雜纖維增強復合材料構件，具有輕質高強，耐腐蝕、抗撞擊、耐疲勞等優(yōu)點，各構件之間采用特殊設計的縱、橫向快裝連接機構，使其協(xié)同工作性能好，架設、拆除速度快，運裝便捷；橋梁構件局部腔體內填充高密度泡沫材料，提高了橋梁構件的穩(wěn)定性、抗沖擊性能，增強了結構剛度；該應急橋可實現(xiàn)工業(yè)化生產，可完全依靠人工進行搬運裝卸、 架設和撤收，能滿足戰(zhàn)時和平時道面彈坑、小跨度河流和干溝、損毀路段和橋梁的快速架通搶修，在戰(zhàn)時道橋搶修和應急救災中應用前景廣闊，也可用于半永久性橋梁的快速搶建。
權利要求
1.一種拆裝式復合材料應急橋，其特征在于，所述應急橋為車轍式結構，由若干多腔箱形梁結構的橋節(jié)(1)拼接而成，所述橋節(jié)(1)采用樹脂基復合材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合材料應急橋，其特征在于，所述橋節(jié)(1)采用環(huán)氧樹脂基的層間混雜纖維增強復合材料，橋節(jié)(1)包括上、下面板及中間若干腹板；所述上、下面板的中間層均為士45° E-玻纖，在中間層的上下側均設置一層90° E-玻纖，在90° E-玻纖的外側設置有一層0°碳纖維；所述腹板采用士45° E-玻纖復合材料鋪層。
3.根據(jù)權利要求2所述的復合材料應急橋，其特征在于，所述0°碳纖維為單向碳纖維布。
4.根據(jù)權利要求2所述的復合材料應急橋，其特征在于，所述橋節(jié)(1)的中間層設置有四塊相互平行立設的腹板，且在橋節(jié)(1)的一側設有凹槽G)，另一側設置有與所述凹槽 ⑷相適應的凸條(5)；所述凹槽⑷和凸條(5)均采用士45° E-玻纖復合材料成型。
5.根據(jù)權利要求4所述的復合材料應急橋，其特征在于，所述應急橋的每道車轍由多根平行排列的橋節(jié)(1)通過凹槽(4)和凸條( 拼裝成一體然后在縱向進行多段連接；相鄰兩段橋節(jié)(1)間的縱向連接、相鄰橋節(jié)(1)之間的橫向連接及車轍間的橫向連接均采用金屬快裝連接件。
6.根據(jù)權利要求5所述的復合材料應急橋，其特征在于，所述車轍兩端分別設置有橋礎板(7)，橋礎板(7)兩側設置凸棱(8)，凸棱(8)之間正好嵌入每道車轍的三根橋節(jié)(1) 并將其限位夾緊。
7.根據(jù)權利要求5所述的復合材料應急橋，其特征在于，所述兩段橋節(jié)(1)縱向是通過鋁合金連接件( 連接的，所述鋁合金連接件( 包括榫頭式連接件(20 和榫槽式連接件(204)；所述榫頭式連接件(20 包括Z形底座005)、垂直固定設置在Z形底座(205) 前側的榫頭(3. 1)以及帶有橫向銷孔的單耳連接構件(3. ；所述榫槽式連接件(204)包括Z形底座005)、垂直固定設置在Z形底座(205)前側的榫槽(4. 1)以及帶有橫向銷孔的雙耳連接構件(4. 2)；所述榫頭式連接件(20 和榫槽式連接件(204)通過Z形底座(205) 間隔排列固定在橋節(jié)(1)的端頭，縱向連接的兩段橋節(jié)(1)之間的榫頭式連接件(203)和榫槽式連接件(204) —一對應連接，使榫頭(3. 1)插入榫槽(4. 1)，單耳連接構件(3. 2)插入雙耳連接構件(4. 2)，且單耳連接構件(3. 2)插入雙耳連接構件(4. 2)后采用銷子插入銷孔鎖定。
8.根據(jù)權利要求7所述的復合材料應急橋，其特征在于，所述Z形底座(20 通過膠黏貼在橋節(jié)(1)的端頭，其下側邊貼在橋節(jié)(1)的下側面；最后通過螺栓與設置在橋節(jié)(1) 內的內襯鋁合金型材連接固定。
9.根據(jù)權利要求7所述的復合材料應急橋，其特征在于，所述并列的橋節(jié)(1)之間先通過凹凸口型結構并列嵌合組成一體的車轍后，再通過橫向連接桿件(6)緊固；所述橫向連接桿件(6)穿過梁式橋節(jié)(1)的中性軸位置，該橫向連接桿件(6)從兩端緊固；兩個整體車轍之間再通過橫向連接機構(3)連接形成一體式雙車轍結構。
全文摘要
一種拆裝式復合材料應急橋，所述應急橋為車轍式結構，由若干多腔箱形梁結構的橋節(jié)拼接而成，所述橋節(jié)采用樹脂基復合材料。橋節(jié)采用環(huán)氧樹脂基混雜纖維增強復合材料，橋節(jié)包括上、下面板及中間若干腹板；所述上、下面板的中間層均為±45°E-玻纖，在中間層的上下側均設置一層90°E-玻纖，在90°E-玻纖的外側設置有一層0°碳纖維；所述腹板采用±45°E-玻纖復合材料鋪層。本發(fā)明采用復合材料制作橋身主體，并通過金屬連接件組裝成一體，不僅橋身質量輕，而且組裝方便快速，能夠依靠人工快速拆裝。
文檔編號E01D15/12GK102561171SQ20111044835
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者侯寶科, 侯忠明, 侯緒超, 程抱冰, 趙曉文, 辛濤, 馬建 申請人:中國人民解放軍總后勤部建筑工程研究所