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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 快速自伸長(zhǎng)式橋梁
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 為了應(yīng)對(duì)地震、山體滑坡等災(zāi)害導(dǎo)致的道路斷裂阻礙救援工作及時(shí)開展的情況，提出了一種快速自伸長(zhǎng)式橋梁。 該橋梁可以在斷裂山路一側(cè)進(jìn)行架橋作業(yè)，快速恢復(fù)癱瘓交通。其由一組倒梯形組合橋單元、滑輪組、滾輪、支撐桿等設(shè)備拼接而成，利用汽車提供必要?jiǎng)恿?，能在短時(shí)間內(nèi)成為一座跨度20米，承載達(dá)3噸的簡(jiǎn)易橋梁，為救援人員第一時(shí)間奔赴災(zāi)區(qū)提供了重要保障。
- 詳細(xì)介紹：
- 在發(fā)生滑坡，道路斷裂之后，為了保證救援隊(duì)員可以迅速趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行救援，以及救援物資能夠及時(shí)送達(dá)災(zāi)區(qū)，我們根據(jù)抽屜原理，設(shè)計(jì)了一種快速自伸長(zhǎng)式橋梁。其可以在短時(shí)間內(nèi)成為一座跨度20米，寬2.1米，承載達(dá)3噸小型貨車的簡(jiǎn)易橋梁，并具有適用范圍廣、加工簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉等特點(diǎn)。 該橋梁由一組倒梯形組合橋單元、滑輪組、滾輪、支撐桿等設(shè)備連接而成。其實(shí)現(xiàn)方案可具體描述為：首先將呈倒梯形的組合橋單元疊放在一起，其中的第一塊組合橋單元通過壓重、錨固等多種措施固定于岸邊。利用汽車為設(shè)計(jì)滑輪組提供的牽引力，疊放在一起的組合橋單元前后由大小不一的兩個(gè)滾輪按照由下至上的順序沿著倒F形滑槽依次被拉出，從而實(shí)現(xiàn)了橋體自動(dòng)伸長(zhǎng)，直到搭至對(duì)岸。當(dāng)?shù)诙K橋面滑至與第一塊橋面平齊時(shí)，位于第一塊、橋面前端的卡槽發(fā)揮作用，提高整個(gè)橋梁的安全性。 創(chuàng)新點(diǎn) 1）采用模塊化、拼裝式結(jié)構(gòu)，無需大型專用設(shè)備，只利用普通車輛提供動(dòng)力以及簡(jiǎn)單工具，能夠快速架起一座可以承載一定荷載的臨時(shí)性橋梁，為救援創(chuàng)造條件。 2）橋單元采用滾輪、滑輪組和卡槽組合，并利用鋼索牽引裝置，通過各橋單元之間的滑移和入槽等動(dòng)作可以自行完成架橋。 3）可以在一側(cè)進(jìn)行作業(yè)，降低了橋梁架設(shè)過程中的難度。 4）利用滑輪組，并采用汽車為主要牽引動(dòng)力，橋體可以自動(dòng)伸長(zhǎng)，減少人力作業(yè)，節(jié)省大量時(shí)間。 5）特別適合于山區(qū)、路窄、條件差的地區(qū)，架橋高效便捷，橋單元模塊加工簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.作品設(shè)計(jì)目的和基本思路： 在山體發(fā)生滑坡，盤山公路斷裂，人員和物資無法在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到災(zāi)區(qū)。為此，我們根據(jù)抽屜原理，設(shè)計(jì)了快速自伸長(zhǎng)式橋梁。該橋梁由一組倒梯形組合橋單元、滑輪組、滾輪、支撐桿等構(gòu)件組成，能在短時(shí)間內(nèi)成為跨度20米，寬2.1米，承載達(dá)3噸的簡(jiǎn)易橋梁。 2.創(chuàng)新點(diǎn)： 1）模塊化、拼裝式結(jié)構(gòu)，無需大型專用設(shè)備，利用汽車提供動(dòng)力，快速架橋。 2）橋單元采用滾輪、滑輪組和卡槽組合，并利用鋼索牽引裝置，通過各橋單元之間的滑移和入槽等動(dòng)作自行完成架橋。 3）斷裂帶一側(cè)作業(yè)，降低了橋梁架設(shè)過程中的難度。 4）適合于山區(qū)、路窄、條件差的地區(qū)，架橋高效便捷，橋單元模塊加工簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉。 3.技術(shù)關(guān)鍵： 1）當(dāng)?shù)诙卧匦幕龅谝粏卧吔鐣r(shí)，支撐桿發(fā)揮作用，保證其順利滑行，防止發(fā)生上翹，不能正常伸長(zhǎng)。 2）采用傾斜角度為10°的倒梯形截面，保證該橋梁成為模塊拼裝式結(jié)構(gòu)。 3）采用壓型鋼板，減輕自重，減少撓度，滿足規(guī)范要求。 4）加大第一塊橋單元面積，設(shè)置壓重，保證橋梁安全鋪設(shè)，輔以支撐桿，提高穩(wěn)定性。 4.主要技術(shù)指標(biāo)： 對(duì)于單個(gè)倒梯形組合橋單元，單元長(zhǎng)度L=3米，寬度B=2.1米，Z型鋼板高H=600mm，向兩側(cè)各延伸250mm，采用Q235鋼材。壓型鋼板型號(hào)YX173-300-300，板厚t=1.2mm，Ief=903.6×104mm4/m。并在兩側(cè)主梁之間間隔1.0米設(shè)置次梁，次梁高H1=100mm，寬B1=6mm。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 快速自伸長(zhǎng)式橋梁方便快捷，充分考慮救援這一特殊情況對(duì)設(shè)備架設(shè)所需時(shí)間、架設(shè)條件的要求。 軍用制式架橋采用鉸位移傳遞計(jì)算方法，解決了水上架設(shè)大型整體式橋跨的難題。移動(dòng)支架法是在建造橋梁之前，先將一套支架滑到橋位，或置于梁體的下方兩側(cè)或梁體上方。另外還有折疊式路面系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于鋪設(shè)路面以克服泥濘、沼澤、淺灘和松軟地段。 該設(shè)備很好的解決了現(xiàn)有架橋方法適用性差，需要支撐不能獨(dú)立架橋的缺點(diǎn)。針對(duì)山區(qū)路窄、路況差、施工范圍小的特點(diǎn)，提出在斷裂山路一側(cè)進(jìn)行作業(yè)，只利用普通車輛提供動(dòng)力以及簡(jiǎn)單工具，就能夠快速架起一座具有一定荷載力的臨時(shí)性橋梁，降低橋梁架設(shè)過程中的難度。 軍用架橋方面還應(yīng)用有“豹”2裝甲快速架橋車。它由三節(jié)70噸軍用載重級(jí)橋梁模塊組成,每節(jié)長(zhǎng)9.7米。橋梁模塊由鋁合金焊接而成,每一個(gè)模塊重約4.85噸。 該設(shè)備則在選材方面采用壓型鋼板，不僅減輕了橋體重量，而且可以節(jié)省造價(jià)。同時(shí)，模塊化結(jié)構(gòu)為批量生產(chǎn)提供了保證，為大范圍推廣帶來便利。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年江蘇省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 此快速自伸長(zhǎng)式橋梁適用于各種需要快速架橋，及時(shí)通車和輸運(yùn)物資的情況，尤其適用于地震多發(fā)容易引起山體滑坡和容易發(fā)生泥石流的山區(qū)。中國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，山區(qū)面積663.6萬平方公里，包括我國(guó)(不含臺(tái)灣、香港、澳門)除上海市以外的30個(gè)?。▍^(qū)）的1564個(gè)縣。同時(shí)，中國(guó)地震活動(dòng)頻度高、強(qiáng)度大、震源淺，分布廣，是一個(gè)震災(zāi)嚴(yán)重的國(guó)家。由于能夠在道路崩塌時(shí)保障救援交通，對(duì)于地震多發(fā)和滑坡頻繁發(fā)生的山區(qū)，因此該橋梁是消防部門和民生保障部門必須配備。即便在50%的地區(qū)進(jìn)行推廣使用，都具有廣闊的市場(chǎng)前景。 該橋梁構(gòu)造結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，加工方便；設(shè)計(jì)合理，通過增大受拉區(qū)面積提高設(shè)備承載力，大大增強(qiáng)了實(shí)際應(yīng)用效果；只需在一側(cè)進(jìn)行作業(yè)，簡(jiǎn)化整個(gè)架橋過程，降低架橋難度；采用鋼索進(jìn)行牽引，增強(qiáng)實(shí)用性的同時(shí)提高安全性；在橋身伸長(zhǎng)過程中采用常見的汽車或卷揚(yáng)機(jī)為主要?jiǎng)恿?，無需設(shè)計(jì)新型動(dòng)力裝置，與傳統(tǒng)人力相比便捷高效，極大的縮短了架橋時(shí)間，并應(yīng)用常見槽鋼、壓型鋼板，造價(jià)低廉。因此該橋梁極具推廣應(yīng)用價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 快速架橋是世界各國(guó)一直在攻克的一個(gè)難關(guān)，因?yàn)樗膶?shí)現(xiàn)對(duì)于軍事、救災(zāi)等各個(gè)方面都有非常重大的意義。目前我國(guó)在快速架橋方面已取得多項(xiàng)重大突破，在2008年汶川地震時(shí)就采用了軍用制式鋼橋開辟了一條水上通道，為此次救災(zāi)物資運(yùn)輸、人員轉(zhuǎn)移等方面做出了很大的貢獻(xiàn)。軍用制式架橋采用的是鉸位移傳遞計(jì)算方法。它采用了動(dòng)力舟與整體式橋跨剛性連接成為帶式漕渡門橋的新技術(shù)，使得裝備的漕渡能力成倍增強(qiáng)；同時(shí)采用了浮游自展原理進(jìn)行橋跨架設(shè)，解決了水上架設(shè)大型整體式橋跨的難題。 軍用架橋方面還應(yīng)用有“豹”2裝甲快速架橋車。它由三節(jié)70噸軍用載重級(jí)橋梁模塊組成,每節(jié)長(zhǎng)9.7米,行軍時(shí)一節(jié)架于另兩節(jié)之上,均固定在車體前部。底盤前部安裝有一個(gè)起穩(wěn)定作用的駐鋤。每個(gè)橋梁模塊均寬4米,可分別形成長(zhǎng)度為9.7米(一個(gè)模塊)、18.7米(二個(gè)模塊)以及27.7米(三個(gè)模塊)的橋梁長(zhǎng)度。全部三個(gè)橋梁模塊架設(shè)完畢約需8分鐘,架設(shè)期間乘員完全處于裝甲防護(hù)之下。橋梁模塊由鋁合金焊接而成,每一個(gè)模塊重約4.85噸。 另外還有折疊式路面系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于鋪設(shè)路面以克服泥濘、沼澤、淺灘和松軟地段。它能廣泛用于在土壤上鋪設(shè)行軍路、補(bǔ)給路、迂回路、構(gòu)筑河堤、徒涉場(chǎng)和可通行路等。 而當(dāng)梁跨≥３２ｍ時(shí)，就需考慮采用移動(dòng)支架法。 移動(dòng)支架法就是在建造橋梁之前，先將一套支架滑到橋位，或置于梁體的下方兩側(cè)（橋面下支承），或置于梁體的上方（橋面上支承）。此外，還有地面支承、穿式桁架支承等不同結(jié)構(gòu)形式。以此支架作為支托立內(nèi)外模澆梁，或用節(jié)段拼裝法拼梁，或整孔架梁。
