基本信息
- 項目名稱：
- 快速自伸長式橋梁
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 為了應對地震、山體滑坡等災害導致的道路斷裂阻礙救援工作及時開展的情況，提出了一種快速自伸長式橋梁。 該橋梁可以在斷裂山路一側(cè)進行架橋作業(yè)，快速恢復癱瘓交通。其由一組倒梯形組合橋單元、滑輪組、滾輪、支撐桿等設備拼接而成，利用汽車提供必要動力，能在短時間內(nèi)成為一座跨度20米，承載達3噸的簡易橋梁，為救援人員第一時間奔赴災區(qū)提供了重要保障。
- 詳細介紹：
- 在發(fā)生滑坡，道路斷裂之后，為了保證救援隊員可以迅速趕赴現(xiàn)場進行救援，以及救援物資能夠及時送達災區(qū)，我們根據(jù)抽屜原理，設計了一種快速自伸長式橋梁。其可以在短時間內(nèi)成為一座跨度20米，寬2.1米，承載達3噸小型貨車的簡易橋梁，并具有適用范圍廣、加工簡單、造價低廉等特點。 該橋梁由一組倒梯形組合橋單元、滑輪組、滾輪、支撐桿等設備連接而成。其實現(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。利用汽車為設計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，從而實現(xiàn)了橋體自動伸長，直到搭至對岸。當?shù)诙K橋面滑至與第一塊橋面平齊時，位于第一塊、橋面前端的卡槽發(fā)揮作用，提高整個橋梁的安全性。 創(chuàng)新點 1）采用模塊化、拼裝式結(jié)構(gòu)，無需大型專用設備，只利用普通車輛提供動力以及簡單工具，能夠快速架起一座可以承載一定荷載的臨時性橋梁，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作可以自行完成架橋。 3）可以在一側(cè)進行作業(yè)，降低了橋梁架設過程中的難度。 4）利用滑輪組，并采用汽車為主要牽引動力，橋體可以自動伸長，減少人力作業(yè)，節(jié)省大量時間。 5）特別適合于山區(qū)、路窄、條件差的地區(qū)，架橋高效便捷，橋單元模塊加工簡單，造價低廉。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1.作品設計目的和基本思路： 在山體發(fā)生滑坡，盤山公路斷裂，人員和物資無法在短時間內(nèi)達到災區(qū)。為此，我們根據(jù)抽屜原理，設計了快速自伸長式橋梁。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，能在短時間內(nèi)成為跨度20米，寬2.1米，承載達3噸的簡易橋梁。 2.創(chuàng)新點： 1）模塊化、拼裝式結(jié)構(gòu)，無需大型專用設備，利用汽車提供動力，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作自行完成架橋。 3）斷裂帶一側(cè)作業(yè)，降低了橋梁架設過程中的難度。 4）適合于山區(qū)、路窄、條件差的地區(qū)，架橋高效便捷，橋單元模塊加工簡單，造價低廉。 3.技術(shù)關(guān)鍵： 1）當?shù)诙卧匦幕龅谝粏卧吔鐣r，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。 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，設置壓重，保證橋梁安全鋪設，輔以支撐桿，提高穩(wěn)定性。 4.主要技術(shù)指標： 對于單個倒梯形組合橋單元，單元長度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米設置次梁，次梁高H1=100mm，寬B1=6mm。
科學性、先進性
- 快速自伸長式橋梁方便快捷，充分考慮救援這一特殊情況對設備架設所需時間、架設條件的要求。 軍用制式架橋采用鉸位移傳遞計算方法，解決了水上架設大型整體式橋跨的難題。移動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)主要用于鋪設路面以克服泥濘、沼澤、淺灘和松軟地段。 該設備很好的解決了現(xiàn)有架橋方法適用性差，需要支撐不能獨立架橋的缺點。針對山區(qū)路窄、路況差、施工范圍小的特點，提出在斷裂山路一側(cè)進行作業(yè)，只利用普通車輛提供動力以及簡單工具，就能夠快速架起一座具有一定荷載力的臨時性橋梁，降低橋梁架設過程中的難度。 軍用架橋方面還應用有“豹”2裝甲快速架橋車。它由三節(jié)70噸軍用載重級橋梁模塊組成,每節(jié)長9.7米。橋梁模塊由鋁合金焊接而成,每一個模塊重約4.85噸。 該設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。同時，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。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年江蘇省機械創(chuàng)新設計大賽一等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
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)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 此快速自伸長式橋梁適用于各種需要快速架橋，及時通車和輸運物資的情況，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)。中國是一個多山的國家，山區(qū)面積663.6萬平方公里，包括我國(不含臺灣、香港、澳門)除上海市以外的30個省（區(qū)）的1564個縣。同時，中國地震活動頻度高、強度大、震源淺，分布廣，是一個震災嚴重的國家。由于能夠在道路崩塌時保障救援交通，對于地震多發(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)進行推廣使用，都具有廣闊的市場前景。 該橋梁構(gòu)造結(jié)構(gòu)形式簡單，加工方便；設計合理，通過增大受拉區(qū)面積提高設備承載力，大大增強了實際應用效果；只需在一側(cè)進行作業(yè)，簡化整個架橋過程，降低架橋難度；采用鋼索進行牽引，增強實用性的同時提高安全性；在橋身伸長過程中采用常見的汽車或卷揚機為主要動力，無需設計新型動力裝置，與傳統(tǒng)人力相比便捷高效，極大的縮短了架橋時間，并應用常見槽鋼、壓型鋼板，造價低廉。因此該橋梁極具推廣應用價值。
同類課題研究水平概述
- 快速架橋是世界各國一直在攻克的一個難關(guān)，因為它的實現(xiàn)對于軍事、救災等各個方面都有非常重大的意義。目前我國在快速架橋方面已取得多項重大突破，在2008年汶川地震時就采用了軍用制式鋼橋開辟了一條水上通道，為此次救災物資運輸、人員轉(zhuǎn)移等方面做出了很大的貢獻。軍用制式架橋采用的是鉸位移傳遞計算方法。它采用了動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；同時采用了浮游自展原理進行橋跨架設，解決了水上架設大型整體式橋跨的難題。 軍用架橋方面還應用有“豹”2裝甲快速架橋車。它由三節(jié)70噸軍用載重級橋梁模塊組成,每節(jié)長9.7米,行軍時一節(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起穩(wěn)定作用的駐鋤。每個橋梁模塊均寬4米,可分別形成長度為9.7米(一個模塊)、18.7米(二個模塊)以及27.7米(三個模塊)的橋梁長度。全部三個橋梁模塊架設完畢約需8分鐘,架設期間乘員完全處于裝甲防護之下。橋梁模塊由鋁合金焊接而成,每一個模塊重約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行軍路、補給路、迂回路、構(gòu)筑河堤、徒涉場和可通行路等。 而當梁跨≥３２ｍ時，就需考慮采用移動支架法。 移動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。
