[发明专利]一种新型节能式竹桥

说明书

 

技术领域

本发明属于桥梁结构技术领域，尤其涉及一种装配式竹桥。

背景技术

在当前发展低碳经济的大背景下，绿色、生态、环保、低碳的新型建筑结构材料是土木工程科技发展的必然方向。竹材最大的优势是绿色环保和原材料可再生，竹材的成材期一般为2～4年(木材要20年)。据不完全统计，全国竹林面积约354万公顷(未包括台湾省)，约占森林总面积的3％，蓄积量约8000万吨，年产竹材约800万吨以上。我国的竹子种类和竹林面积约占世界的1/4，竹材产量约占1/3，均居各国之首。

现今的竹制品主要用于车箱底板、集装箱底板、家具、室内装饰、建筑模板及竹地板等领域，竹材作为结构的主要材料在土木工程领域的研究与应用目前处于初步阶段，已经开发了如竹结构住宅、竹材人行天桥及小跨径公路桥等。

当前的中、小型普通桥梁，其上部结构主要有两种形式，一种为钢筋混凝土结构形式，另一种为钢结构或钢-混凝土组合结构，无论采用何种结构形式，每种结构形式在应用上都存在一定的局限性：

(1)对于钢筋混凝土结构，其自重大，施工养护周期长。

(2)对于钢结构或钢-混凝土组合结构，其主要承重部分为钢梁，钢材造价较高，耐腐蚀性较差，腐蚀作用会影响桥梁的正常使用，使得维护成本较高。

(3)所用材料不环保，传统桥所用的建材都为钢材、水泥，混凝土材料或钢材的生产本身存在高能耗与高污染，甚至是木材,钢筋水泥无法回收利用，也无法被自然界自行消解，木材生长周期长，伐林造桥无疑与环保相悖。随着可持续发展观念深入人心，采用环保、低能耗且能满足使用要求的“绿色建材”无疑是众望所归。

绿色、节能、环保的新型材料是土木建筑工程领域的发展方向。竹胶板是以毛竹材料作主要架构和填充材料，由于竹胶板硬度高，抗折，抗压，在很多使用区域已经替代了钢板。又由于竹是易培养，成林快的林木，三到五年就可以砍划，能替换木材，因此，国家林业部政策支持大力发展以竹为主要加工材料的人造板，已经在很多地方替换了木材类板材的使用。

相比其它建筑材料，竹材在抗震、环保、舒适、工业化方面优势显著，而当前竹材制作的结构已经开始出现在桥梁建筑领域，如中国专利“200610031948.9”号，公开了一种竹材桥梁，全桥由竹材构件组成，结构简单，施工方便，施工材料环保，但对于该类全竹结构桥梁来说，竹材用量大，截面刚度低，全桥整体性不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种装配式竹桥，该种桥梁结构强度大、延性好，所用材料绿色环保，结构构件标准化、装配化程度高，结构整体性好，能够充分发挥材料的优势，满足桥梁结构正常使用和耐久性的需求。

本发明的技术方案为：一种装配式竹桥，包括竹纵梁、竹横梁、竹面板、横向预应力束和纵向预应力束共同组成：

竹纵梁顶面沿桥梁纵向间隔设有纵梁凸起，竹横梁顶面沿桥梁横向间隔设有横梁凸起，竹面板包括预应力筋和水平叠合的多个桥面板片，其叠合排列的方向垂直于行进方向，所述预应力筋为FRP筋，其穿过多个所述桥面板片，预应力筋的两端穿过垫板并用锚具固定拉紧，束缚多个桥面板片；

所述桥面板片由多个竹胶板制成的桥面板单板依次首尾榫接而成，两相邻桥面板片的榫接部位相错开，所述桥面板片上的桥面板单板的一端设置有槽宽沿进槽方向逐渐增大的榫槽，与之相邻的桥面板单板一端设置有与所述榫槽相匹配的榫头，所述榫头嵌入榫槽中；

竹面板的下方设置有分别与纵梁凸起和横梁凸起相匹配的桥面板凹槽，竹面板前后两端的棱角上紧固扣装有整体加固的护角钢边；

竹横梁与竹纵梁通过金属连接件连接，桥面板凹槽内设有金属件；

横向预应力束为FRP筋，其在竹横梁内部穿过，其两端张拉预应力并锚固于桥梁横向最外侧竹纵梁的外侧面；

竹纵梁中穿设有4-6根纵向预应力束，该纵向预应力束为FRP筋，其两端张拉预应力并锚固于桥梁纵向最外侧竹横梁的外侧面；

竹纵梁、竹横梁、竹面板的底部均设置有FRP布；

该装配式竹桥所用的全部竹材均在装配之前浸泡在盛有聚氨酯树脂和酚醛树脂的浸胶池中，聚氨酯树脂和酚醛树脂的体积比为2-2.5:1，并在100-110℃下煮沸10-15分钟；之后将竹材捞起并晾干，然后在全部竹材的外表面上依次均匀涂覆一层水性聚氨酯树脂、一层聚氨酯树脂、一层水性聚氨酯树脂和一层间苯二酚甲醛树脂。