桥梁结构及改变桥梁应变特性的方法技术

一种改变桥梁结构的应变特性的方法，该桥梁结构具有面板支撑结构。该方法包括从内部空腔内主动抽出空气，以在内部空腔中产生相对于其环境的负压差。还公开了一种桥梁结构，该桥梁结构具有一个或多个泵，用于在用于支撑桥梁结构的面板的支撑结构内提供负压差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及交通桥梁领域。更具体地说，本专利技术涉及。本专利技术可以特别应用于钢的或者混凝土的或其组合的板梁桥(girder bridge),其钢板层为正交各向异性(orthotropic)平板肋板形式。
技术介绍
图I展示了可以应用本专利技术的交通桥梁100的一个实施例的局部视图。该交通桥梁是具有正交各向异性平板肋板的板梁桥。交通桥梁100包括多个立柱I (仅仅展示一个)和在立柱I之间延伸的横梁2 (同样仅仅展示一个)。立柱I和横梁2可以是工字梁或者其他合适的结构。槽形梁4为交通桥梁100提供纵向支撑。槽形梁4在横梁2之间延伸，并且焊在横梁2上。 钢面板3焊在槽形梁4上。可以在钢面板3上提供环氧涂层5。可以在环氧涂层5上提供柏油层(未显示)作抗磨层。过一段时间，板梁桥会因疲劳而受损。结果，可能形成疲劳裂缝，通常是在槽形梁与横梁的连接处，和/或是在面板与槽形梁的连接处。修复疲劳裂缝可能是既复杂且成本高昂的工艺，可能要部分或者完全封闭桥梁的交通。
技术实现思路
从一方面考虑，本专利技术一般涉及改变具有面板支撑结构的桥梁结构的应变特性的方法，该支撑结构和面板限定了一个相互密封的内部空腔的相应部分，该方法包括主动抽空内部空腔，以在内部空腔内产生负压。该方法可以应用于面板的多个支撑结构，及至应用于所有的或者基本上所有的支撑结构。从另一方面考虑，本专利技术一般涉及包括面板和连接到面板上的支撑结构在内的桥梁结构。支撑结构和面板两者都形成相互密封的内部空腔的一部分，该内部空腔已经被主动抽空，以在那里产生与内部空腔的环境的负压差。在某些实施方式中，负压差至少50千帕(kPa)。在其他实施方式中，可能出现更大的负压差，包括至少60kPa、至少70kPa、至少80kPa、至少90kPa、约95kPa和约IOOkPa的负压差。在某些实施方式中，负压差在95kPa至IOOkPa的范围内。在某些实施方式中，桥梁结构是板梁桥，支撑结构是沿板梁桥纵向延伸的槽形梁。支撑结构可以在两个横梁之间延伸，密封的内部空腔可以大体上沿着支撑结构的整个纵向长度延伸。在某些实施方式中，用压力检测器监视每个所述内部空腔内的负压差，压力检测器与控制器通信相连，控制器接收压力检测器的输出，并且传送或者输出检测到的一个或多个内部空腔内的负压差的损失。桥梁结构可以包括多个支撑结构，每个支撑结构都处于规定的负压差下。在某些实施方式中，每个支撑结构都与其他支撑结构隔离，借此，一个支撑结构内的负压损失不会导致其他支撑结构内的负压损失。可以为每个支撑结构提供单独的压力检测器，控制器可以接收每个压力检测器的输出，并且传送或者输出支撑结构损失的负压的读数。还公开了一种桥梁结构，它包括面板和连接到面板上的支撑结构，面板和支撑结构两者都形成相互密封的内部空腔的一部分，该内部空腔处于负压下，该桥梁结构还包括监视内部空腔负压的压力传感器和控制器，控制器输出或者传送内部空腔内损失的负压。在某些实施方式中，桥梁结构包括多个支撑结构，每个支撑结构与面板形成相互密封的内部空腔的一部分，其中压力传感器和控制器监视着每个支撑结构的内部空腔内的压力。在某些实施方式中，各支撑结构的内部空腔相互隔离，因此一个内部空腔内的负压损失不会导致其他内部空腔内的负压损失。还公开了一种监视桥梁结构疲劳裂缝的方法，该桥梁结构具有面板和面板支撑结构，它们一起限定相互密封的内部空腔，该方法包括在内部空腔内产生负压，然后监视内部空腔内的负压损失。还公开了一种制造桥梁结构的方法，包括将一块面板焊接到多个面板支撑结构上，以产生多个部分由面板和部分由支撑结构限定的密封的内部空腔，然后在每个支撑结构的内部空腔内主动产生负压。还公开了一种改变桥梁结构以降低它的一部分的氧化速率的方法，该桥梁结构具有钢面板和多个钢面板支撑结构，它们一起限定了相互密封的内部空腔的相应部分，该方法包括在每个支撑结构的内部空腔内产生负压。还公开了一种评价桥梁结构完整性的方法，该桥梁结构具有面板和多个面板支撑结构，它们一起限定了相互密封的内部空腔的相应部分，该方法包括在每个支撑结构的内部空腔内主动产生正压，然后监视内部空腔内的负压损失。该方法可以作为压力试验来实施，以评价内部空腔是否可以承受足以改变桥梁结构应变特性的负压。 通过以下说明和/或通过附图，上述段落中描述的本专利技术的各个方面以及各方面的其他实施方式会变得显而易见。附图说明图1(现有技术)展示了可以应用本专利技术的板梁桥的一个实施例。图2展示了两个立柱之间的一部分板梁桥结构，立柱包含负压系统。图3展示了具有应变仪的槽形梁。详细说明参考附图来说明本专利技术的各实施方式，在附图中，类似的附图标记表示类似的部件。参照图2，展示了板梁桥200的一部分。板梁桥200和结合图I所述的板梁桥100的类型一样。板梁桥200包括立柱I、在立柱I之间延伸的横梁2、以及在横梁2之间延伸的槽形梁4。桥梁表面包括钢面板3、环氧涂层5和柏油层6。每个槽形梁4限定一个内部空腔7。内部空腔7在端部处被横梁2和将槽形梁4连接到横梁2上的焊缝封闭。每个槽形梁4上形成一个孔8，例如通过钻孔和攻螺纹(tapping)。孔8可以合适地形成在其槽形梁4上、横梁2之间的中间位置处。孔8借助阀门9和管路和/或软管连接11连接到真空泵10上。图2展示了唯一一台用于向空腔7提供负压(即低于大气压的压力)的泵10，但在其他实施方式中可能有多个泵。例如，槽形梁4可以被分成η组，对应于η台泵，每台泵负责一组槽形梁。泵可以施加相同或者不同的压力于不同的槽形梁上。每组槽形梁可以包括仅一根槽形梁、两根槽形梁或者三根或更多的槽形梁。各组可以具有相同数目，或者不同数目的泵可以负责不同数目的槽形梁。启动真空泵10以从内部空腔7中抽出空气。压力测量仪12指示每个内部空腔7中产生的负压。一个或多个压力测量仪12还可以指示管路和/或软管连接11内的负压。通过在内部空腔7内提供负压，相对于施加负压之前存在的压紧，将槽形梁4连接到面板3上的焊缝被压紧。桥梁结构应变特性的改进可以减少这些焊缝周围的疲劳应力。将槽形梁4连接到横梁2上的焊缝可以被类似地压紧。施加到内部空腔上的负压根据需要可以有所不同。但是,大约90到95kPa或者更高的负压可能是合适的。根据需要和应用本专利技术的桥梁结构，也可以使用较低的负压，例如从约50或者60kPa起。此外，负压基准参照图I和2所示类型的桥梁的大气压。对于具有 多个空腔(例如需要压紧的接缝处于内部空腔中的巢状空腔)的其他桥梁来说，负压基准参照空腔周围的压力。换句话说，本专利技术在相关空腔的内部和外部之间制造压力差。在某些实施方式中，空腔7内的负压可以用来实现所需的应变改变。为此目的，应变仪13 (参见图3)可以设置在槽形梁4周围。图3还展示了槽形梁4和面板3之间的焊缝14。经过一段时间，可以操作泵10以增加内部空腔7中负压的大小，直到应变仪13测量到所需的改变，或者达到实际的或者设定的最大负压。改变可以是平均改变，例如经过数小时、几分之一天(part days)或者数天的时间测量的平均改变，因此举例来说，负压可以起始于约50或者60kPa的负压,然后经过数小时或者数天或者更长的时间，逐步增加(stepup)或者加速增加(ramp up),直到检测到平均应变的所需改变。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】2009.10.14 AU 20099050011.一种改变桥梁结构应变特性的方法，该桥梁结构具有用于支撑面板的支撑结构，该支撑结构和面板形成相互密封的内部空腔的相应部分，该方法包括主动抽空内部空腔，以在内部空腔和其环境之间产生和保持负压差。2.根据权利要求I的方法，其中负压差至少为50kPa。3.根据权利要求I的方法，其中负压差至少为约90kPa。4.根据权利要求I的方法，其中负压差至少为约95kPa。5.根据权利要求I的方法，其中负压差在95kPa到IOOkPa的范围内。6.根据权利要求I的方法，其中负压为约lOOkPa。7.根据权利要求I到6中任ー项的方法，还包括将ー个压カ传感器连接到内部空腔，其中该压カ传感器适合产生信号输出，用来表示它已经检测到所述负压差的减小或者损失中的至少ー个。8.根据权利要求I到6中任ー项的方法，其中桥梁结构包括多个所述支撑结构，每个支撑结构与面板一起形成相应的密封的内部空腔的一部分，该方法包括同时施加所述负压差于姆个支撑结构。9.根据权利要求8的方法，包括同时施加所述负压差于基本上所有的形成桥梁结构的所述支撑结构。10.根据权利要求8或者权利要求9的方法，还包括将所述内部空腔中的第一个与所述内部空腔中的第二个隔离开来，因此第一个所述内部空腔中的所述负压差的损失不会导致第二个所述内部空腔中的负压差的损失。11.根据权利要求8到10中任ー项的方法，包括在主动抽空内部空腔之前对每个所述的内部空腔进行压カ测试，如果它通过压カ测试，则只进行主动抽空所述内部空腔这ー步骤。12.—种桥梁结构，包括面板和连接到面板上的支撑结构，支撑结构和面板两者形成相互密...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·R·蒂利，
申请(专利权)人：道路和海上服务，
类型：发明
国别省市：