一种钢结构拼接的环保型桥梁及其施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁施工的技术领域，尤其是涉及一种钢结构拼接的环保型桥梁及其施工方法。

背景技术

桥梁是指为跨越河流、山谷、障碍物或其他交通线而修建的架空通道，根据承重构件受力情况可分为梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥和组合体系桥等。

桥梁一般包括用于供车辆通行的桥面以及设置在桥面下方用于支撑桥面的墩座，随着社会经济的发展，交通出行量与车辆负载量也越来越高，桥面在使用过程中不可避免地会出现不同程度的损坏，若不及时修补则会影响桥梁的承载安全性和使用寿命。为减小车辆通行对桥面施工维护的影响，在施工过程中需改变桥面供车辆通行的宽度，以对桥面通行的车辆进行交通管制，从而方便管理和施工。

然而相关技术中的桥梁在施工维护时，通常需要借助其他的辅助工具才能调节桥面供车辆通行的宽度，如将施工挡板安装在桥面上，以将桥面分隔成车辆通行区和施工维护区，其中车辆通行区用于供车辆行驶通过、施工维护区用于供工人操作维护桥面，但在无辅助工具的情况下则难以实现桥面通行宽度的调节，操作便利性低，有待改进。

发明内容

为了提高桥面通行宽度调节的便利性，本申请提供一种钢结构拼接的环保型桥梁及其施工方法。

第一方面，本申请提供的一种钢结构拼接的环保型桥梁采用如下的技术方案：

一种钢结构拼接的环保型桥梁，包括若干组沿水平方向拼接相连的桥梁单元，所述桥梁单元包括墩座、设置在墩座上方用于供车辆通行的桥面以及设置在桥面上的两组护栏组件，两组所述护栏组件沿桥面的宽度方向分布；所述护栏组件包括安装于桥面的固定板、位于固定板靠近桥面中心侧的隔挡件以及至少一根设置在固定板与隔挡件之间的连杆，所述连杆的一端固定在隔挡件上、另一端穿设在固定板中，所述固定板上安装有用于驱动连杆向靠近或远离固定板的一侧移动的驱动件。

通过采用上述技术方案，桥面正常使用时，两组护栏组件中的隔挡件分别位于桥面宽度方向的两端，此时车辆能从桥面上方两组隔挡件之间的空间通行。桥面长时间使用后出现损坏需维护时，通过驱动件使连杆向远离与其相邻的固定板的一侧移动，进而使隔挡件向远离与其相邻的固定板移动，从而改变两组隔挡件以及隔挡件和与其相邻的固定板的间距。

若两组隔挡件的间距大于车辆的宽度、隔挡件和与其相邻的固定板间距小于车辆的宽度，则此时两组隔挡件之间形成有车辆通行区、隔挡件和与其相邻的固定板之间形成有施工维护区；若两组隔挡件的间距小于车辆的宽度、隔挡件和与其相邻的固定板间距大于车辆的宽度，则此时两组隔挡件之间形成有施工维护区、隔挡件和与其相邻的固定板之间形成有车辆通行区。上述车辆通行区能供车辆行驶通过、施工维护区可供工作人员维护桥面，车辆的宽度可根据一般车辆的宽度设定。工作人员可根据需要通过操作驱动件以调节隔挡件的位置，以改变桥面可供车辆通行的宽度和位置，而无需从别处搬运施工挡板再现场铺装，省力方便、操作便利性高。

可选的，所述驱动件包括安装于固定板的伺服电机以及与伺服电机连接的驱动齿轮，所述驱动齿轮能在伺服电机的驱动下转动，所述连杆靠近驱动齿轮的一侧设置有与驱动齿轮相互啮合的传动齿条，所述传动齿条的长度方向平行于连杆的运动方向。

通过采用上述技术方案，移动隔挡件时，启动伺服电机，使得驱动齿轮随伺服电机的输出轴同步转动，进而使传动齿条带动连杆向靠近或远离与其相邻的固定板的一侧移动，移动时工人员无需手动推移隔挡件，自动化程度高、操作方便。

可选的，所述隔挡件包括隔板、可拆卸连接在隔板上侧的多根栏杆以及可拆卸连接在栏杆上方的扶手，所述连杆固定设置在所述隔板上。

通过采用上述技术方案，连杆设置在隔板上，使得隔挡件和与其相近的固定板之间形成有车辆通行区时，连杆不易阻挡车辆行驶而影响交通。栏杆和扶手位于隔板的上侧，起到分隔车道的作用，有助于提高车辆在桥面行驶的有序性。

可选的，所述连杆的纵截面呈上边为短边、下边为长边的梯形，且连杆的底面与桥面相贴合，所述连杆靠近车辆驶入和驶出方向的端面均为斜面。

通过采用上述技术方案，车辆驶过连杆时会先与斜面接触，斜面对车辆的车轮起到导向的作用，减小了车轮经过连杆时产生的震动感，提高了车内乘客的舒适度。此外，连杆的设置还能减缓车辆的行驶速度，起到控制车速的作用，降低了桥面发生交通事故的概率。

可选的，所述栏杆的周向侧壁底端固定有连接块，所述隔板的上端面开设有供栏杆底部伸入的让位槽及供连接块伸入的连接槽，所述连接槽的深度小于让位槽的深度；所述让位槽的槽壁上开设有连通于连接槽下侧的旋转槽，所述旋转槽的截面呈弧形并可供连接块转动伸入，所述隔板上可拆卸连接有用于将连接块锁定在旋转槽中的紧固件。

通过采用上述技术方案，装配栏杆时，先将栏杆的底部伸入让位槽、连接块经过连接槽后伸入转动槽，再旋转栏杆以使连接块沿旋转槽转动至与连接槽分离，最后利用紧固件将连接块锁定在旋转槽中，从而实现栏杆与隔板的连接固定。如此设置，在紧固件与隔板分离后，工作人员还需转动栏杆至使连接块与连接槽对齐，才能分离栏杆与隔板，栏杆与隔板的连接强度高。由于每根栏杆均是独立安装在隔板上的，在单根栏杆损坏后只需更换一根栏杆而无需连同更换整个隔挡件，更换成本低。

可选的，所述桥面的下端面设置有第一托板，所述第一托板的一端超出桥面，相邻两组桥梁单元拼接时，其中一组桥梁单元底部的第一托板抵接在另一组桥梁单元的桥面下侧，两组桥梁单元中桥面的间隙内填充有位于第一托板上侧的第一混凝土块。

通过采用上述技术方案，相邻两组桥梁单元拼接后，第一托板位于两组桥梁单元中的桥面间隙下侧，起到辅助承托第一混凝土块的作用，使得混凝土浆液在填充至两块桥面的间隙时不易滴落，有助于提高两组桥梁单元的连接强度。

可选的，所述桥面包括基板以及分别位于基板两侧的活动板，所述墩座包括位于基板正下方的底座以及固定在底座上的立柱和两块支撑板，所述立柱固定设置在基板的下侧，两块支撑板分别滑动设置活动板的下侧，所述支撑板上可拆卸连接有用于定位活动板的止动件。

通过采用上述技术方案，活动板与支撑板滑动连接而非固定相连，装配桥面时工作人员可根据需求微调活动板与基板的间距，从而改变桥面的宽度，桥梁的尺寸可变，适用范围广。

可选的，所述活动板的下端面于其靠近基板的一端设置有第二托板，所述第二托板远离活动板的一端抵接在基板的下侧，所述活动板与基板的间隙内填充有位于第二托板上侧的第二混凝土块。

通过采用上述技术方案，第二托板起到辅助承托第二混凝土块的作用，使得工作人员向活动板与基板间隙填充的混凝土浆液不易滴落，增强了活动板和基板的连接强度，提高了桥面的整体稳定性。

若原有的桥面宽度已无法满足目前的通行需求，则需拓宽桥面。传统的桥面拓宽方式一般为将原有的桥梁拆除重建，费时费力，施工成本高、难度大。而本申请的桥面在拓宽施工时，可先将第二混凝土块切断，以分离活动板与基板，再将止动件取出以解锁活动板，然后将活动板向远离基板的一侧移动，最后重新向活动板与基板的间隙填充第二混凝土块，从而实现老旧桥梁的拓宽，建材投入小、节能环保，施工成本低、难度小。

可选的，所述第一托板远离桥面的侧面、第二托板远离活动板的侧面均开设有延伸槽，所述延伸槽的槽壁上开设有能供螺栓穿入的贯穿孔。

通过采用上述技术方案，由于第二托板的长度有限，若桥面拟拓宽的长度大于第二托板与基板接触长度的两倍，则第二托板无法与基板抵触。此时延伸槽可供与其适配的延伸块伸入，贯穿孔可供与延伸块螺纹连接的螺栓穿入，从而将延伸块固定在第二托板上，使得延伸块能与基板抵接以承托后续填充的第二混凝土块。

第二方面，本申请提供的一种钢结构拼接的环保型桥梁的施工方法采用如下的技术方案：

S1、安装墩座和桥面，先将底座固定在待架设桥梁的地基基础上，再将两块活动板分别滑动连接在两块支撑板上方，并使第二托板能抵接在基板下侧，然后通过止动件锁定活动板，之后在活动板与基板的间隙中填充第二混凝土块，从而实现桥面的装配定位；

S2、安装隔挡件，先将栏杆的底部伸入让位槽、连接块伸入连接槽，再转动栏杆以使连接块伸入旋转槽中，之后利用紧固件使连接块固定在旋转槽内，从而将栏杆装配在隔板上，然后将扶手连接在各栏杆的顶部；

S3、装配护栏组件，先将固定板设置在桥面的上侧，再将隔板上固定的连杆穿出固定板，然后在固定板上安装伺服电机和驱动齿轮，并使驱动齿轮与连杆上固定的传动齿条相啮合，使得伺服电机工作时能使连杆驱动隔板沿桥面的宽度方向移动；

S4、拼接桥梁单元，将各组桥梁单元沿桥面的长度方向水平排布，并使其中一组桥梁单元的第一托板能抵接在与其相邻的桥梁单元的桥面下方，最后在相邻两块桥面的间隙处填充第一混凝土块。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.维护桥面时，工作人员可通过驱动件使连杆带动隔板水平移动，使得桥面上方两组隔挡件的间距、各隔挡件和与其相邻的固定板间距发生改变，从而使隔挡件能代替施工挡板将桥面上方的空间划分为车辆通行区和施工维护区，调节车辆通行宽度时工作人员无需从别处搬运施工挡板，便利性高；

2.每根栏杆分别独立地可拆卸连接在隔板上，在单根栏杆损坏时无需连同更换整个隔挡件，更换成本低、节能环保；栏杆装配于隔板时不只受到紧固件的锁定，还受到旋转槽上侧槽壁的阻挡无法上移，栏杆与隔板的连接强度高；

3.活动板与支撑板滑动相连，在原有桥面宽度无法满足需求而需拓宽时，工作人员可先将止动件取出，再将活动板向远离基板的一侧推动，从而增大桥面宽度，建材投入小、施工成本低。

附图说明

图1是本申请实施例中两组桥梁单元拼接时的结构示意图。

图2是本申请实施例中桥梁单元的结构示意图。

图3是凸显本申请实施例中第二托板的局部剖面示意图。

图4是图3中A处的放大示意图。

图5是凸显本申请实施例中旋转槽的局部爆炸示意图。

附图标记说明：1、桥梁单元；2、墩座；21、底座；22、立柱；23、支撑板；231、燕尾块；232、止动件；3、桥面；31、基板；32、活动板；321、燕尾槽；322、止动孔；323、第二托板；33、第二混凝土块；34、第一托板；35、延伸槽；351、贯穿孔；36、延伸块；361、加长部；362、延伸部；37、第一混凝土块；4、护栏组件；41、固定板；411、第一安装板；412、第二安装板；42、隔挡件；421、隔板；422、栏杆；423、扶手；424、让位槽；425、连接槽；426、连接块；427、旋转槽；428、紧固件；43、连杆；431、斜面；432、传动齿条；5、驱动件；51、伺服电机；52、联动杆；53、驱动齿轮。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种钢结构拼接的环保型桥梁。参照图1，钢结构拼接的环保型桥梁包括若干组沿水平方向拼接相连的桥梁单元1，桥梁单元1的数量可根据施工现场的河流跨度及单组桥梁单元1的长度等因素设定，本实施例以两组为例展开说明桥梁单元1的具体结构。

参照图2、图3，桥梁单元1包括墩座2、设置在墩座2上侧的桥面3以及设置在桥面3上方的两组护栏组件4，两组桥梁单元1沿桥面3的长度方向分布，两组护栏组件4沿桥面3的宽度方向分布。墩座2用于支撑桥面3以提高桥面3的承载能力，桥面3可供车辆行驶通过以跨越河流、山谷等障碍物，护栏组件4起到隔挡防护的作用，使得车辆行驶过程中不易冲出桥面3而坠落。

参照图2、图3，墩座2包括底座21、固定设置在底座21上侧的多根立柱22以及固定设置在底座21上侧的两块支撑板23，多根立柱22沿底座21的长度方向呈等间距排布，两块支撑板23分别位于底座21沿其宽度方向的两端，且两块支撑板23分别位于立柱22相对的两侧。本实施例中的底座21和支撑板23均采用钢材制成、立柱22采用混凝土浇筑而成。

参照图2、图3，桥面3包括基板31和两块分设在基板31两侧的活动板32，同一桥梁单元1中的多根立柱22均固定在基板31的下侧，活动板32的下端面开设有水平延伸的燕尾槽321，燕尾槽321的延伸方向平行于活动板32的宽度方向，且燕尾槽321远离基板31的一端开口、靠近基板31的一端封闭。支撑板23的上侧固定有燕尾块231，燕尾块231滑动设置在与其相邻的燕尾槽321中，使得活动板32与基板31的间距可调、桥面3的宽度可变。

参照图2、图3，支撑板23上可拆卸连接有止动件232，本实施例中的止动件232包括与燕尾块231螺纹连接的止动螺栓，燕尾槽321的槽壁上开设有水平延伸的止动孔322，止动孔322的延伸方向平行于燕尾槽321的延伸方向，止动孔322可供止动螺栓穿过，从而使止动螺栓能与燕尾块231螺纹连接以定位活动板32。

参照图1、图3，活动板32的下端面固定设置有第二托板323，第二托板323位于活动板32靠近基板31的一端，且第二托板323远离活动板32的一端抵接在基板31的正下方。活动板32与基板31的间隙中固定有第二混凝土块33，第二混凝土块33通过混凝土浆液浇筑成型并位于第二托板323的正上方，起到增强活动板32与基板31连接强度的作用，提高了桥面3的整体稳定性。

参照图1、图2，桥面3的下侧固定有第一托板34，第一托板34设置有三段且分别固定在基板31和两块活动板32的下端面，三块第一托板34的同一侧端均超出桥面3。当相邻两组桥梁单元1拼接时，其中一组桥梁单元1的第一托板34抵接在另一组桥梁单元1的桥面3下侧。相邻两组桥梁单元1的桥面3间隙中固定有第一混凝土块37，第一混凝土块37通过混凝土浆液浇筑成型并位于第一托板34的正上方。

参照图2、图4，第一托板34远离桥面3的侧面、第二托板323远离活动板32的侧面均开设有延伸槽35，延伸槽35的下侧槽壁上开设有贯穿孔351。若预先加工的第一托板34和第二托板323的尺寸存在偏差，使得第一托板34难以抵接在另一桥梁单元1的桥面3下侧、第二托板323难以抵接在基板31的下侧；或者在拓宽桥面3时，第二托板323的长度无法实现与基板31抵接，工作人员可将延伸块36滑动伸入延伸槽35中，其中延伸块36包括一体成型的加长部361和延伸部362，加长部361的上端面与第一托板34或第二托板323相平齐，延伸部362滑动设置在延伸槽35中。工人可将螺栓穿过贯穿孔351后与延伸块36螺纹连接以定位延伸块36，从而使延伸块36能与桥面3或基板31相抵接。

参照图2，护栏组件4包括固定板41、隔挡件42以及多根连接在固定板41与隔挡件42之间的连杆43，固定板41和隔挡件42均位于桥面3的上方，且固定板41固定设置在桥面3的端部、隔挡件42滑动设置在固定板41靠近桥面3中心侧的一侧。桥面3正常使用时，两组护栏组件4分设在桥面3沿自身宽度方向的两端，起到阻挡车辆冲出桥面3的作用。

参照图2、图5，隔挡件42包括隔板421、连接在隔板421上的多根栏杆422以及与多根栏杆422可拆卸连接的扶手423，本实施例中的扶手423可通过螺栓与各栏杆422可拆卸连接，隔板421的长度方向平行于桥面3的长度方向，多根栏杆422沿隔板421的长度方向分布。隔板421的上端面开设有与栏杆422数量相等且相互连通的让位槽424和连接槽425，栏杆422和让位槽424的横截面均呈圆形，且让位槽424可供栏杆422的底端伸入，连接槽425的深度小于让位槽424的深度。栏杆422的周向侧壁底端固定有连接块426，连接槽425可供连接块426移入。

参照图5，让位槽424的周向槽壁上开设有与连接槽425相互连通的旋转槽427，旋转槽427的横截面呈弧形且沿让位槽424的中心轴旋切成型，旋转槽427与让位槽424的最大间距大于连接槽425与让位槽424的最大间距，使得连接块426穿过连接槽425后能伸入旋转槽427中并沿旋转槽427转动，从而阻碍栏杆422相对隔板421上移。为便于生产加工，本实施例中的让位槽424和旋转槽427均设置成与隔板421的底面相连通。隔板421上可拆卸连接有紧固件428，紧固件428包括穿设在旋转槽427上侧槽壁的紧固螺栓，紧固螺栓与连接块426螺纹连接，用于将连接块426锁定在旋转槽427中。

参照图2，连杆43的一端固定在隔板421靠近与其相近的固定板41的一侧、另一端穿出固定板41，具体地，连杆43的纵截面设置梯形，该梯形的上边为短边、下边为长边。连杆43靠近车辆驶入和驶出方向的端面均为斜面431，且连杆43的底面与桥面3设置为相贴合，便于车辆驶过连杆43。

参照图2，固定板41上安装有驱动件5，用于驱动连杆43向靠近或远离固定板41的一侧移动。驱动件5包括伺服电机51、联动杆52以及与连杆43数量相等的驱动齿轮53，固定板41远离隔板421的一侧固定有第一安装板411和第二安装板412，伺服电机51设置在第一安装板411上且输出轴与联动杆52固定连接，联动杆52远离伺服电机51的一端转动连接在第二安装板412上，各驱动齿轮53均固定在联动杆52的周向侧壁上、并且各驱动齿轮53分别位于各连杆43的正上方，使得伺服电机51工作时能驱动各驱动齿轮53同步转动。

参照图2、图3，各连杆43的上侧均固定有和与其相近的驱动齿轮53相互啮合的传动齿条432，传动齿条432的长度方向平行于连杆43的长度方向，驱动齿轮53转动时，传动齿条432会使连杆43带动隔板421向靠近或远离固定板41的一侧移动，从而改变两组隔挡件42的间距以及隔挡件42和与其相邻的固定板41间距。

本申请实施例一种钢结构拼接的环保型桥梁的实施原理为：桥面3正常使用时，两组隔挡件42分别位于桥面3于其宽度方向的两端，车辆能从桥面3上方于两组隔挡件42之间的空间通行。桥面3出现损坏需维护时，启动伺服电机51以驱动联动杆52转动，进而使驱动齿轮53转动并使传动齿条432和连杆43向远离固定板41的一侧移动，从而使隔板421带动栏杆422和扶手423水平移动。此时隔挡件42能将桥面3上方的区域划分为车辆通行区和施工维护区，省去了工作人员安装搬运施工挡板的麻烦，提高了桥面3通行宽度调节的便利性。

本申请实施例还公开一种钢结构拼接的环保桥梁的施工方法，包括如下步骤：

S1、安装墩座2和桥面3，先将底座21固定在待架设桥梁的地基基础上，再将两块活动板32分别滑动连接在两块支撑板23上方，并使第二托板323能抵接在基板31下侧，然后通过止动件232锁定活动板32，之后在活动板32与基板31的间隙中填充第二混凝土块33，从而实现桥面3的装配定位；

S2、安装隔挡件42，先将栏杆422的底部伸入让位槽424、连接块426伸入连接槽425，再转动栏杆422以使连接块426伸入旋转槽427中，之后利用紧固件428使连接块426固定在旋转槽427内，从而将栏杆422装配在隔板421上，然后将扶手423连接在各栏杆422的顶部；

S3、装配护栏组件4，先将固定板41设置在桥面3的上侧，再将隔板421上固定的连杆43穿出固定板41，然后在固定板41上安装伺服电机51和驱动齿轮53，并使驱动齿轮53与连杆43上固定的传动齿条432相啮合，使得伺服电机51工作时能使连杆43驱动隔板421沿桥面3的宽度方向移动；

S4、拼接桥梁单元1，将各组桥梁单元1沿桥面3的长度方向水平排布，并使其中一组桥梁单元1的第一托板34能抵接在与其相邻的桥梁单元1的桥面3下方，最后在相邻两块桥面3的间隙处填充第一混凝土块37。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。