一种变刚度拼接应急路桥面 |
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| 申请号 | CN201711313783.9 | 申请日 | 2017-12-12 | 公开(公告)号 | CN108004871B | 公开(公告)日 | 2024-02-06 |
| 申请人 | 中冶建筑研究总院有限公司; | 发明人 | 杨勇新; 赵进阶; 陈伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种变 刚度 拼接应急路 桥面 ，包括：多个首尾依次拼接的拼接组件；每个拼接组件包括：上编织层、下编织层和 支撑 编织夹层；支撑编织夹层设置在上编织层和下编织层之间，并包覆于上编织层和下编织层之内；支撑编织夹层中设置有封闭空腔；支撑编织夹层的至少一个侧边上设置有连接件；支撑编织夹层的侧边上设置有至少一个填充释放口；上编织层的上表面的两个相对侧分别设置有变刚度线；当受到垂直于所述上编织层向下的 力 时，变刚度线对其所在的拼接组件提供支撑力；当受到垂直于所述上编织层向上的力时，变刚度线发生柔性 变形 。上述变刚度拼接应急路桥面可用于各种临时应急道路、桥面，而且便于拆装和携带，并可重复利用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种变刚度拼接应急路桥面，其特征在于，该变刚度拼接应急路桥面包括：多个首尾依次拼接的拼接组件； |
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| 说明书全文 | 一种变刚度拼接应急路桥面技术领域[0001] 本申请涉及临时应急道路设计技术领域，尤其涉及一种变刚度拼接应急路桥面。 背景技术[0002] 在军队急行军或抢险救灾等场合下，路况是影响通行速度和救灾效率的重要因素。而当遇到泥泞、不平的路面以及遇到河流情况下，人员和车辆将难以通行，救灾或通行效率会受到很大的阻碍，从而造成巨大的人员和财产损失。 [0003] 为了解决上述的问题，现有技术中通常会使用一些应急的路桥面(即路面或桥面)解决人员和车辆的通行问题。但是，现有技术中专用的应急路桥面很少，通常情况下是简单地使用木材或钢材等材料作为应急路面材料，形成组装式的钢制简易路面或桥面。然而，在实际应用情况中，由于道路不通，车辆难以通行，上述的这些材料质量重、体积大，通过人工运输也极不方便，从而极大地延缓了行军救灾速度和通行速度。发明内容 [0004] 有鉴于此，本发明提供了一种变刚度拼接应急路桥面，从而可以用于各种临时应急道路、桥面，而且便于拆装和携带，并可以重复利用。 [0005] 本发明的技术方案具体是这样实现的： [0006] 一种变刚度拼接应急路桥面，该变刚度拼接应急路桥面包括：多个首尾依次拼接的拼接组件； [0007] 其中，每个拼接组件包括：上编织层、下编织层和支撑编织夹层； [0008] 所述支撑编织夹层设置在上编织层和下编织层之间，并包覆于上编织层和下编织层之内；所述支撑编织夹层中设置有封闭空腔； [0009] 所述支撑编织夹层的至少一个侧边上设置有连接件，所述连接件用于与相邻的拼接组件连接； [0010] 所述支撑编织夹层的侧边上设置有至少一个填充释放口； [0011] 所述上编织层的上表面的两个相对侧分别设置有变刚度线；当受到垂直于所述上编织层向下的力时，所述变刚度线对其所在的拼接组件提供支撑力；当受到垂直于所述上编织层向上的力时，所述变刚度线发生柔性变形。 [0012] 较佳的，所述变刚度线包括多个首尾依次连接的支撑件； [0013] 所述支撑件的上表面的前端设置有突出部，所述支撑件的上表面的后端设置有可容纳所述突出部的凹槽； [0014] 所述支撑件的前端设置转动连接轴，所述支撑件的后端设置用于容纳所述转动连接轴的通孔； [0015] 相邻的支撑件之间通过所述转动连接轴转动连接。 [0016] 较佳的，所述下编织层的底部设置有一条或多条凹槽； [0017] 所述凹槽的延伸方向与所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向平行或垂直。 [0018] 较佳的，所述上编织层的顶部设置有一条或多条凹槽； [0019] 所述凹槽的延伸方向与所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向平行或垂直。 [0020] 较佳的，所述拼接组件还进一步包括：底座； [0021] 所述底座的顶部设置有至少可容纳所述拼接组件的下编织层的容纳腔； [0022] 所述底座的底部设置有一条或多条凹槽； [0023] 所述凹槽的延伸方向与所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向平行或垂直。 [0025] 较佳的，所述上编织层或下编织层在垂直于所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向的方向上设置有一束或多束辅助性纤维束。 [0026] 较佳的，所述支撑编织夹层中的封闭空腔中还设置有多条支撑纤维； [0027] 所述支撑纤维与所述上编织层之间的夹角为30°～90°。 [0028] 较佳的，所述支撑纤维设置在所述支撑编织夹层的底部内表面并垂直与所述支撑编织夹层向上。 [0029] 较佳的，所述支撑编织夹层的顶部内表面设置有多根垂直与所述支撑编织夹层向下的第一支撑纤维； [0030] 所述支撑编织夹层的底部内表面设置有多根垂直与所述支撑编织夹层向上的第二支撑纤维。 [0031] 如上可见，在本发明中的变刚度拼接应急路桥面中，由于上述的变刚度拼接应急路桥面是由多个首尾依次拼接的拼接组件连接而成的，而且每个拼接组件中都具有支撑编织夹层，且上编织层上还设置有变刚度线，因此，当所需承载的重量不大(例如，仅用于人员通行)时，可以直接将该变刚度拼接应急路桥面铺设在相应的路段作为路面或桥面。此时，仅依靠支撑编织夹层和变刚度线的支撑，即可承载一定的重量(例如，可供人员通行)。而当所需承载的重量很大(例如，用于车辆等重物通行)时，由于支撑编织夹层中还设置有封闭空腔，因此在将该变刚度拼接应急路桥面铺设在相应的路段或桥梁上作为路面或桥面之后，还可以通过拼接组件的填充释放口在支撑编织夹层中的封闭空腔中填入沙土、石砾、空气或水等物质，以保证在垂直于上编织层的上表面的方向上的具有足够的支撑能力。另外，当需要拆卸、运输和/或存放上述变刚度拼接应急路桥面时，可以先将该变刚度拼接应急路桥面拆卸成各个拼接组件；然后，由于上编织层、下编织层和支撑编织夹层均为编织层，相对比较柔软，而且变刚度线在受到垂直于所述上编织层向上的力时可以发生柔性变形，因此可以将各个拼接组件卷曲/或折叠起来，以便于进行携带、运输或存放。而且，由于上述的变刚度拼接应急路桥面的拼接组件是由多个编织层组成的，所使用的材料是织物，因此具有柔性与轻质性，重量轻，而且也便于折叠或卷起，因此具有极佳的便携性。此外，由于上述变刚度拼接应急路桥面的拼接组件可以很容易地进行组装和拆卸，而且也可以重复利用，因此可以适用于很多路面和桥面，也可以大大节约使用成本。附图说明 [0032] 图1为本发明实施例中的拼接组件的示意图。 [0033] 图2为本发明实施例中的拼接组件的剖面示意图。 [0034] 图3为本发明实施例中的变刚度线的受力示意图一。 [0035] 图4为本发明实施例中的变刚度线的受力示意图二。 [0036] 图5为本发明一个实施例中的带凹槽的拼接组件的剖示图。 [0037] 图6为本发明另一个实施例中的带凹槽的拼接组件的剖面示意图。 [0038] 图7为本发明实施例中的底座的示意图。 [0039] 图8为本发明实施例中的具有支撑纤维的支撑编织夹层的剖示图。 [0040] 图9为本发明实施例中的具有支撑纤维的支撑编织夹层的俯视剖示图。 [0041] 图10为本发明另一个实施例中的具有支撑纤维的支撑编织夹层的剖示图。 [0042] 图11为本发明另一个实施例中的具有支撑纤维的支撑编织夹层的俯视剖示图。 具体实施方式[0043] 为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。 [0044] 图1为本发明实施例中的拼接组件的示意图，图2为本发明实施例中的拼接组件的剖面示意图。如图1和图2所示，本发明实施例中的变刚度拼接应急路桥面包括：多个首尾依次拼接的拼接组件11； [0045] 其中，每个拼接组件包括：上编织层21、下编织层22和支撑编织夹层23； [0046] 所述支撑编织夹层设置在上编织层和下编织层之间，并包覆于上编织层和下编织层之内；所述支撑编织夹层中设置有封闭空腔230； [0047] 所述支撑编织夹层的至少一个侧边上设置有连接件24，所述连接件用于与相邻的拼接组件连接； [0048] 所述支撑编织夹层的侧边上设置有至少一个填充释放口25； [0049] 所述上编织层的上表面的两个相对侧分别设置有变刚度线26；当受到垂直于所述上编织层向下的力时，所述变刚度线对其所在的拼接组件提供支撑力；当受到垂直于所述上编织层向上的力时，所述变刚度线发生柔性变形。 [0050] 由于上述的变刚度拼接应急路桥面是由多个首尾依次拼接的拼接组件连接而成的，而且每个拼接组件中都具有支撑编织夹层，且上编织层上还设置有变刚度线，因此，当所需承载的重量不大(例如，仅用于人员通行)时，可以直接将该变刚度拼接应急路桥面铺设在相应的路段作为路面或桥面。此时，仅依靠支撑编织夹层和变刚度线的支撑，即可承载一定的重量(例如，可供人员通行)。而当所需承载的重量很大(例如，用于车辆等重物通行)时，由于支撑编织夹层中还设置有封闭空腔，因此在将该变刚度拼接应急路桥面铺设在相应的路段或桥梁上作为路面或桥面之后，还可以通过拼接组件的填充释放口在支撑编织夹层中的封闭空腔中填入沙土、石砾、空气或水等物质，以保证在垂直于上编织层的上表面的方向上的具有足够的支撑能力。另外，当需要拆卸、运输和/或存放上述变刚度拼接应急路桥面时，可以先将该变刚度拼接应急路桥面拆卸成各个拼接组件；然后，由于上编织层、下编织层和支撑编织夹层均为编织层，相对比较柔软，而且变刚度线在受到垂直于所述上编织层向上的力时可以发生柔性变形，因此可以将各个拼接组件卷曲/或折叠起来，以便于进行携带、运输或存放。 [0051] 另外，在本发明的技术方案中，可以使用多种方式来实现上述的变刚度线。以下将以其中的一种具体实现方式为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。 [0052] 例如，如图3和图4所示，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述变刚度线26包括多个首尾依次连接的支撑件261； [0053] 所述支撑件的上表面的前端设置有突出部262，所述支撑件的上表面的后端设置有可容纳所述突出部的凹槽263； [0054] 所述支撑件的前端设置转动连接轴264，所述支撑件的后端设置用于容纳所述转动连接轴的通孔265；相邻的支撑件之间通过所述转动连接轴转动连接。 [0055] 因此，如图3所示，当受到垂直于所述上编织层向下的力时，所述变刚度线可以对其所在的拼接组件提供支撑力；而图4所示，当受到垂直于所述上编织层向上的力时，所述变刚度线则可以发生柔性变形，以便于将各个拼接组件卷曲/或折叠起来；同时，对于下凹或者上凸的路面情况，也可以使得各个拼接组件可以和路面可以比较好得贴合。 [0056] 另外，如图5所示，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述下编织层的底部还设置有一条或多条凹槽；所述凹槽的延伸方向与所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向平行或垂直。 [0057] 当然，如图6所示，也可以将上述凹槽设置在所述上编织层上。例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述上编织层的顶部还设置有一条或多条凹槽31；所述凹槽31的延伸方向与所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向平行或垂直。 [0058] 在一些桥面上，通常还设置了沿桥面方向的主受力钢索以及垂直于桥面方向的横向加强钢索，因此，在需要将上述变刚度拼接应急路桥面铺设在上述桥面上作为桥面时，可以将上述变刚度拼接应急路桥面的各个拼接组件填充完毕之后，再将各个拼接组件铺设在上述桥面上并依次连接，且使得桥面的上述主受力钢索或横向加强钢索嵌入到上述设置在上编织层或下编织层上的凹槽中，从而可以增强变刚度拼接应急路桥面的支撑能力，而且还可以防止各个拼接组件发生滑移，使得上述变刚度拼接应急路桥面变得更为稳固，以便于作为桥面供人员、车辆等通行。 [0059] 另外，如图7所示，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述拼接组件11还可以进一步包括：底座41； [0060] 所述底座的顶部设置有至少可容纳所述拼接组件的下编织层的容纳腔410； [0061] 所述底座的底部设置有一条或多条凹槽411；所述凹槽411的延伸方向与所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向平行或垂直。 [0062] 因此，在需要将上述变刚度拼接应急路桥面铺设在上述设置有主受力钢索和/或横向加强钢索的桥面上作为桥面时，可以将各个拼接组件填充完毕之后，再将各个拼接组件的下编织层放置在上述底座的容纳腔中，然后再将拼接组件铺设在上述桥面上并依次连接，且使得桥面的上述主受力钢索或横向加强钢索嵌入到上述底座底部的凹槽中，从而可以大大增强变刚度拼接应急路桥面的支撑能力，而且还可以防止各个拼接组件发生滑移，使得上述变刚度拼接应急路桥面变得更为稳固，以便于作为桥面供人员、车辆等通行。 [0063] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述上编织层和下编织层均为由纤维编织而成的平面织物。因此，可以充分利用平面织物的柔性与轻质性，使得拼接组件容易被折叠或卷起，以便于携带、运输或存放。 [0064] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，可以根据实际应用的需要，使得所述上编织层和下编织层均具有一层以上的纤维层数，以增加所述上编织层和下编织层的表面方向的强度和抗冲击性。 [0066] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，在编织所述上编织层或下编织层时，纤维主体可沿所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向布置，以增加沿该方向的抗牵拉性能。 [0067] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述上编织层或下编织层在垂直于所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向的方向上设置有一束或多束(具体数量可根据实际应用需求来确定)辅助性纤维束，从而使得所述上编织层或下编织层中的纤维束在冲力作用下并不会沿着垂直于所述变刚度拼接应急路桥面的延伸方向的方向滑移，同时也可以增加侧向抗牵拉性能。 [0068] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述支撑编织夹层的厚度可以是50mm～150mm。 [0069] 在使用上述变刚度拼接应急路桥面时，可以在各个拼接组件的支撑编织夹层的封闭空腔中填入沙土、石砾、空气或水等物质，以保证在垂直于上编织层的上表面的方向上的具有足够的支撑能力。 [0070] 在实地条件允许的情况下，最好是使用沙土和/或石砾，此时对支撑编织夹层的密封性要求较低，而且相对来说，也能够使得结构填充后的支撑编织夹层的刚度更大，可以承载更大的重量。 [0071] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，如果需使用水作为填充物时，所述上编织层和下编织层可以优先考虑采用玄武岩纤维织物，从而可以利用其防水性能。 [0072] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，还可以在所述上编织层和下编织层的表面设置一层不透水密闭材料，进一步提高防水性能。 [0073] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述支撑编织夹层中的封闭空腔中还可以设置有多条支撑纤维51；所述支撑纤维与所述上编织层之间的夹角为30°～90°。 [0074] 例如，如图8和图9所示，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述支撑纤维设置在所述支撑编织夹层23的底部内表面并垂直与所述支撑编织夹层23向上。 [0075] 在图8和图9所示的具体实施例中，在支撑编织夹层中的封闭空腔中设置了多排相互间隔的支撑纤维排，每个支撑纤维排中包括多根相互间隔的支撑纤维。 [0076] 再例如，如图10和图11所示，较佳的，在本发明的另一个具体实施例中，所述支撑编织夹层23的顶部内表面设置有多根垂直与所述支撑编织夹层向下的第一支撑纤维，所述支撑编织夹层23的底部内表面设置有多根垂直与所述支撑编织夹层向上的第二支撑纤维。 [0077] 在图10和图11所示的具体实施例中，在支撑编织夹层中的封闭空腔中设置了多排相互间隔的第一支撑纤维排和第二支撑纤维排；每个第一支撑纤维排中包括多根相互间隔的第一支撑纤维；每个第二支撑纤维排中包括多根相互间隔的第一支撑纤维；第一支撑纤维排和第二支撑纤维排间隔排列，且第一支撑纤维排和第二支撑纤维排的延伸方向相互垂直。 [0078] 通过上述具有支撑纤维的支撑编织夹层，既可以提高在平行于上编织层的上表面方向上抗牵拉能力，又能提高垂直于上编织层的上表面方向上的支撑能力，以满足作为路面或桥面的刚度与强度的需求。另外，考虑到在作为应急路桥面使用时，结构受力不可控、受力方向不确定、且通行时可能受到各个方向的冲击力的因素，因此上述支撑纤维与所述上编织层之间的夹角可选择在30°～90°范围内随机布置。 [0079] 另外，在本发明的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先将所述填充释放口设置在所述支撑编织夹层的相应的侧边上。 [0080] 例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，可以在所述支撑编织夹层的任意一个不与相邻拼接组件连接的侧边上设置一个填充释放口。 [0081] 再例如，较佳的，在本发明的另一个具体实施例中，可以在所述支撑编织夹层的不与相邻拼接组件连接的两条侧边上(譬如，对角位置上)分别设置一个填充释放口。 [0082] 在上述两个具体实施例中，可以通过填充释放口对每个拼接组件分别进行填充(即填充支撑编织夹层的封闭空腔)。因此，可以先对每个拼接组件进行填充，然后再把填充后的拼接组件连接成变刚度拼接应急路桥面。 [0083] 再例如，较佳的，在本发明的另一个具体实施例中，可以在所述拼接组件与相邻拼接组件的连接处的支撑编织夹层的侧边上分别设置填充释放口，且相邻两个拼接组件连接处的两个填充释放口可以互相严密对接。 [0084] 在上述这个具体实施例中，由于变刚度拼接应急路桥面的各个拼接组件的填充释放口两两相连，因此可以通过上述填充释放口对变刚度拼接应急路桥面的各个拼接组件进行整体式填充(即填充各个拼接组件的支撑编织夹层的封闭空腔)。因此，可以先把各个拼接组件连接成变刚度拼接应急路桥面，然后再对各个拼接组件进行整体式填充。 [0085] 此时，考虑到填充释放口的密闭性，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述填充释放口处还可设置有启闭开关。例如，所述启闭开关可以是弹性扣盖式开关。该弹性扣盖式开关可以是为所述填充释放口专门配置的半弹性半刚性扣盖，从而保证填充释放口的密闭性。 [0086] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，可以将相邻两个拼接组件连接处的两个填充释放口设计成易于拼接的形式，例如，可以将上述两个填充释放口设置成具有不同尺寸的插接式结构，从而使得相邻两个拼接组件连接处的两个填充释放口可以弹性对接，并达到密闭功能。 [0087] 另外，在本发明的技术方案中，还可以根据实际应用情况的需要设定填充释放口的数目，并预先设计或调整填充释放口在支撑编织夹层的侧边上的具体位置，在此不再一一赘述。 [0088] 此外，在本发明的技术方案中，用于连接两个相邻拼接组件的连接件可以是各种形式的连接件。因此，可以根据实际应用情况的需要预先设置上述的连接件的形式和/或位置。 [0089] 例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述连接件24可以是毛毡或扣式连接件。其中，毛毡可以将相邻的两个拼接组件粘接在一起，属于偏柔性的连接件，而扣式连接件则是将相邻的两个拼接组件扣接在一起，属于半刚性的连接件。例如，所述扣式连接件可以是双面卡扣式连接件，也可以是单面卡扣式连接件。而且，即使在同一拼接组件中，两侧的连接件也可以是不相同的，从而便于与相邻的拼接组件进行有效而稳固的连接。 [0090] 另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述上编织层和下编织层的材料可以是芳纶纤维编织物。与玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维等材料相比，芳纶纤维具有拉伸强度较高、模量适中、绝缘、耐火、耐腐蚀等优异特点。例如，与玻璃纤维相比，芳纶纤维具有更高的强度、绝缘、耐火、耐腐蚀等优异的性能，而且模量相对较高，抗变形能力强；与玄武岩纤维相比，芳纶纤维具有更高的力学性能，且质量稳定；与碳纤维相比，芳纶纤维模量相对适中，且具有更高的表面耐磨性，在小角度弯折缠绕后，碳纤维丝束90％以上将发生折断损耗，而芳纶纤维几乎没有损耗，对于作为应急路桥面的表面结构来说，良好的耐磨蚀性能也非常重要。 [0091] 综上所述，在本发明的技术方案中，由于上述的变刚度拼接应急路桥面是由多个首尾依次拼接的拼接组件连接而成的，而且每个拼接组件中都具有支撑编织夹层，且上编织层上还设置有变刚度线，因此，当所需承载的重量不大(例如，仅用于人员通行)时，可以直接将该变刚度拼接应急路桥面铺设在相应的路段作为路面或桥面。此时，仅依靠支撑编织夹层和变刚度线的支撑，即可承载一定的重量(例如，可供人员通行)。而当所需承载的重量很大(例如，用于车辆等重物通行)时，由于支撑编织夹层中还设置有封闭空腔，因此在将该变刚度拼接应急路桥面铺设在相应的路段或桥梁上作为路面或桥面之后，还可以通过拼接组件的填充释放口在支撑编织夹层中的封闭空腔中填入沙土、石砾、空气或水等物质，以保证在垂直于上编织层的上表面的方向上的具有足够的支撑能力。另外，当需要拆卸、运输和/或存放上述变刚度拼接应急路桥面时，可以先将该变刚度拼接应急路桥面拆卸成各个拼接组件；然后，由于上编织层、下编织层和支撑编织夹层均为编织层，相对比较柔软，而且变刚度线在受到垂直于所述上编织层向上的力时可以发生柔性变形，因此可以将各个拼接组件卷曲/或折叠起来，以便于进行携带、运输或存放。而且，由于上述的变刚度拼接应急路桥面的拼接组件是由多个编织层组成的，所使用的材料是织物，因此具有柔性与轻质性，重量轻，而且也便于折叠或卷起，因此具有极佳的便携性。此外，由于上述变刚度拼接应急路桥面的拼接组件可以很容易地进行组装和拆卸，而且也可以重复利用，因此可以适用于很多路面和桥面，也可以大大节约使用成本。 [0092] 此外，由于还可以在所述下编织层的底部设置凹槽，或者在拼接组件中设置底部具有凹槽的底座，使得桥面的上述主受力钢索或横向加强钢索嵌入到上述凹槽中，从而可以大大增强变刚度拼接应急路桥面的支撑能力，而且还可以防止各个拼接组件发生滑移，使得上述变刚度拼接应急路桥面变得更为稳固，以便于作为桥面供人员、车辆等通行。 |
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