本发明专利技术公开了一种使用预铸造材料来替换桥梁的方法和装置，该预铸造材料包括钢桩、钢增强混凝土承台以及金属的凸形和凹形连接件。预铸造材料能够在送至工地用于桥梁替换工程之前在控制的工厂环境中形成为精确的标准。而且，凸形和凹形连接件提供快速和牢固的方法来连接承台与桩，而在桩和承台之间并不使用焊接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求美国临时专利申请No. 61/228753和美国临时专利申请No. 61/250698 的优先权，该美国临时专利申请No. 61/228753的申请日为2009年7月27日，该美国临时专利申请No. 61/250698的申请日为2009年10月12日，这两篇文献都结合在本申请中，作为参考。
技术介绍
在铁路行业中，铁路桥梁构造方法在很多年里几乎无变化。从开始铁路桥梁构造以来，竖直部件(“桩”)横跨水道或其它地理凹处的宽度而以连续排打入地下。各排桩通常包含2-6个由木材制造的竖直柱。水平木材部件(“承台”)再横过各排木桩的顶部来布置，从而产生一系列“排架”，各排架包括2-6个竖直桩和单个水平承台。然后，水平木材部件(“纵梁”)布置成连接连续排架，从而产生桥梁的上层结构。最后添加路面层、铁路枕木、道渣和铁轨，以便完成铁路桥梁的构造。不过，在过去的150年里，这些桥梁已经损坏至这样的程度，使得它们已经在这些年里重建了多次。首先，通过将新的木桩排架打入现有的排架之间、然后更换木材纵梁以便跨越新的排架来对桥梁进行修复。然后通过在地平面处简单切割旧排架的桩而除去旧的排架，从而使得旧桩的残根的较大部分仍然留在地下。这种过程在几十年里重复多次，最终在桥下留下了充满旧桩残根的拥塞区域。最后，在桥下的区域变得拥塞旧桩残根，使得该方法在不以较大成本来除去桩残根的情况下将不再能够用于铁路。随后发展了现代的替换方法，该替换方法通常包括在每个替换排架上使用单对钢桩，各桩在紧靠着现有桥梁下面的拥塞区域的各侧打入地下。一旦这些钢桩被打入地下和由钢和混凝土增强，工程师将使用就地铸造的构造技术来在该对打入的钢桩顶上铸造混凝土承台。通常，工程师将通过在各对打入桩的顶部周围布置承台模型而开始该就地铸造技术。然后，工程师将增强筋(“钢筋”)定位在承台模型的内部。最后，工程师将混凝土浇注在承台模型中，并使它能够固化。而且，为了使现有桥梁上中断交通的时间最小，这样替换的排架通常在比现有桥梁稍微低的高度处建造。因此，替换桥梁的子结构能够在铁道交通仍然在现有桥梁上运行时被建造。一旦替换桥梁的子结构完成，交通在铁道线上停止。旧桥梁将被拆除，新的跨越件将布置在新排架的顶上，接近旧桥梁的部分将改变成使得铁道线能够使用新桥梁。不过，这种桥梁修复方法有某些缺点。首先，该方法相当费时间和昂贵，因为用于替换桥梁的承台必须在并不损坏现有桥梁或中断在现有桥梁上运行的交通的情况下仔细地就地铸造。还有，在承台能够支承负载和替换桥梁能够完成之前，在承台中的混凝土必须有时间来固化。而且，在工地铸造承台必须使用当地的混凝土和增强材料，它们的质量可能由于不同混凝土工厂而变化。该方法还有这样的缺点，即替换桥梁必须置于比现有桥梁低的高度，因为替换桥梁必须建在现有桥梁的下面，以便能够在构造过程中允许铁路交通运行。替换桥梁的较低高度将减小替换桥梁和下部水道之间的间隙，从而可能干涉航运和增加替换桥梁受到洪水影响的可能性。较低的替换桥梁高度还可能需要能够获得附加建筑和/或进行环境影响研
技术实现思路
本申请公开了一种使用预铸造材料来替换桥梁的方法和装置，该预铸造材料包括钢桩、钢增强混凝土承台(cap)以及金属的凸形和凹形连接件。这些材料能够在被送至工地用于桥梁替换工程之前在控制的工厂环境中形成为精确的标准。而且，这里所述的连接件提供了快速和牢固的方法来使得承台与桩连接，而并不使用焊接。连接件还能够将承台相对快速地从它的桩上取出，用于维护或替换目的。最后，这里所述的对齐系统保证凹形连接件在混凝土承台的铸造和增强过程中保持合适的间隔。附图说明图1是标准木材铁路桥梁的透视图。图2表示了使用就地铸造的构造技术来构造替换铁路桥梁的现有技术方法。图3是凸形连接件的透视图。图4是凸形连接件的局部切开的侧视图。图5是附接在钢桩顶部的凸形连接件的侧视图。图6是图5的钢桩的俯视平面图。图7是图5中所示的水平调节装置的详细视图。图8是凹形连接件的一个实施例的透视图。图9是凹形连接件的第二实施例的侧视图。图10是图8的凹形连接件的侧视图，其具有附接的槽道引导部件。图11是两槽道引导部件的侧视图，该两槽道引导部件将两个图8中的凹形连接件相互保持在特定距离处。图12是承台的侧剖图，其中，图8中的两个凹形连接件嵌入该承台内。图13表示了使用这里所述的装置和预铸造技术来构造替换桥梁的第一步骤。图14表示了使用这里所述的装置和预铸造技术来构造替换桥梁的最后步骤。图15-17表示了包含凹形连接件的预铸造承台如何被降低至一对凸形连接件上。具体实施例方式图1表示了标准木材铁路桥梁100的部件。这样的桥梁100包括一系列的木制排架103，该一系列排架103跨越水道120或其它地理凹处，例如溪谷。各排架103包括多个竖直木材桩101和单个木材承台102。为了构造排架103，多个竖直桩101打入地中。如图 1中所示，六个竖直桩101用于构成排架103，尽管本领域技术人员应当知道，可以使用更多或更少的桩101。然后，将承台102横过桩101的顶部布置，并使用合适的装置(例如尖头或钉)将承台固定在桩101上。在全部排架103都构造在水道120上之后，木材纵梁111水平地布置在排架103的顶部，以便提供用于桥梁的上层结构。然后，通过将木材路面层112、木材路缘113、铁路枕木114、道渣115和铁轨(未示出)布置在纵梁111上面而完成该桥梁。图2表示了使用就地铸造技术来构造替换桥梁的现有技术方法。为了开始构造工程，一对钢桩201沿现有桥梁100的长度以一定间隔打入地下。各钢桩201包括基本圆柱形的钢管。因为紧挨着现有桥梁100下面的地通常由旧木材桩的切断残根122塞满，因此替换钢桩201打入离开桩残根122 —定距离的地下。钢桩201打入地下足够距离，直到钢桩 201的顶部处于这样的高度，使得混凝土承台202能够构造于钢桩201的顶部，而不与现有桥梁100干涉。在打入地下之后，各钢桩201优选是通过钢增强筋(“钢筋”)来增强。然后，混凝土浇注至各钢桩201中并能够凝固。然后，工程师使用就地铸造的构造技术来在各对桩201的顶上铸造承台202，从而产生排架203。首先，工程师在该对桩201的顶上布置承台模型(cap form)。然后，将增强筋布置在承台模型的内部。最后，混凝土浇注至承台模型中，并能够凝固。因为现有桥梁100仍然就位和仍然支承交通，因此必须非常注意在桩201顶上构造承台202时不要损坏现有桥梁100。通常，当承台202构造在桩201的顶上时，在承台 202和现有桥梁100的下侧之间只有3-6英寸的间隙。由于该较小间隙和需要保护现有桥梁100，构造各排架203将相当费时间。产生承台模型、用钢筋增强它、浇注混凝土、使得混凝土固化和在形成的承台202上进行负载测试的整个过程可能花费超过一个月。在全部替换承台202已经构造于桩201的顶上以便形成一系列替换排架203之后，现有桥梁100被拆除。随后，混凝土跨越件(未示出)横跨替换排架203布置，以便产生替换桥梁的上层结构。然后，包括铁路枕木的路基、道渣和铁轨加在桥梁上，接近桥梁的部分将重新构造成与替换桥梁的高度合适地对齐。参考图3-17，与迄今可能的情况相比，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·W·波特，
申请(专利权)人：恩康解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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