[发明专利]桥梁结构及改变桥梁应变特性的方法

说明书

发明领域

本发明涉及交通桥梁领域。更具体地说，本发明涉及桥梁结构及改变桥梁应变特性的方法。本发明可以特别应用于钢的或者混凝土的或其组合的板梁桥(girder bridge)，其钢板层为正交各向异性(orthotropic)平板肋板形式。

背景技术

图1展示了可以应用本发明的交通桥梁100的一个实施例的局部视图。该交通桥梁是具有正交各向异性平板肋板的板梁桥。

交通桥梁100包括多个立柱1(仅仅展示一个)和在立柱1之间延伸的横梁2(同样仅仅展示一个)。立柱1和横梁2可以是工字梁或者其他合适的结构。槽形梁4为交通桥梁100提供纵向支撑。槽形梁4在横梁2之间延伸，并且焊在横梁2上。

钢面板3焊在槽形梁4上。可以在钢面板3上提供环氧涂层5。可以在环氧涂层5上提供柏油层(未显示)作抗磨层。

过一段时间，板梁桥会因疲劳而受损。结果，可能形成疲劳裂缝，通常是在槽形梁与横梁的连接处，和/或是在面板与槽形梁的连接处。修复疲劳裂缝可能是既复杂且成本高昂的工艺，可能要部分或者完全封闭桥梁的交通。

发明内容

从一方面考虑，本发明一般涉及改变具有面板支撑结构的桥梁结构的应变特性的方法，该支撑结构和面板限定了一个相互密封的内部空腔的相应部分，该方法包括主动抽空内部空腔，以在内部空腔内产生负压。该方法可以应用于面板的多个支撑结构，及至应用于所有的或者基本上所有的支撑结构。

从另一方面考虑，本发明一般涉及包括面板和连接到面板上的支撑结构在内的桥梁结构。支撑结构和面板两者都形成相互密封的内部空腔的一部分，该内部空腔已经被主动抽空，以在那里产生与内部空腔的环境的负压差。在某些实施方式中，负压差至少50千帕(kPa)。在其他实施方式中，可能出现更大的负压差，包括至少60kPa、至少70kPa、至少80kPa、至少90kPa、约95kPa和约100kPa的负压差。在某些实施方式中，负压差在95kPa至100kPa的范围内。

在某些实施方式中，桥梁结构是板梁桥，支撑结构是沿板梁桥纵向延伸的槽形梁。支撑结构可以在两个横梁之间延伸，密封的内部空腔可以大体上沿着支撑结构的整个纵向长度延伸。

在某些实施方式中，用压力检测器监视每个所述内部空腔内的负压差，压力检测器与控制器通信相连，控制器接收压力检测器的输出，并且传送或者输出检测到的一个或多个内部空腔内的负压差的损失。

桥梁结构可以包括多个支撑结构，每个支撑结构都处于规定的负压差下。在某些实施方式中，每个支撑结构都与其他支撑结构隔离，借此，一个支撑结构内的负压损失不会导致其他支撑结构内的负压损失。可以为每个支撑结构提供单独的压力检测器，控制器可以接收每个压力检测器的输出，并且传送或者输出支撑结构损失的负压的读数。

还公开了一种桥梁结构，它包括面板和连接到面板上的支撑结构，面板和支撑结构两者都形成相互密封的内部空腔的一部分，该内部空腔处于负压下，该桥梁结构还包括监视内部空腔负压的压力传感器和控制器，控制器输出或者传送内部空腔内损失的负压。

在某些实施方式中，桥梁结构包括多个支撑结构，每个支撑结构与面板形成相互密封的内部空腔的一部分，其中压力传感器和控制器监视着每个支撑结构的内部空腔内的压力。在某些实施方式中，各支撑结构的内部空腔相互隔离，因此一个内部空腔内的负压损失不会导致其他内部空腔内的负压损失。

还公开了一种监视桥梁结构疲劳裂缝的方法，该桥梁结构具有面板和面板支撑结构，它们一起限定相互密封的内部空腔，该方法包括在内部空腔内产生负压，然后监视内部空腔内的负压损失。

还公开了一种制造桥梁结构的方法，包括将一块面板焊接到多个面板支撑结构上，以产生多个部分由面板和部分由支撑结构限定的密封的内部空腔，然后在每个支撑结构的内部空腔内主动产生负压。

还公开了一种改变桥梁结构以降低它的一部分的氧化速率的方法，该桥梁结构具有钢面板和多个钢面板支撑结构，它们一起限定了相互密封的内部空腔的相应部分，该方法包括在每个支撑结构的内部空腔内产生负压。

还公开了一种评价桥梁结构完整性的方法，该桥梁结构具有面板和多个面板支撑结构，它们一起限定了相互密封的内部空腔的相应部分，该方法包括在每个支撑结构的内部空腔内主动产生正压，然后监视内部空腔内的负压损失。该方法可以作为压力试验来实施，以评价内部空腔是否可以承受足以改变桥梁结构应变特性的负压。