專利名稱：橋和用于制造橋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造超輕鋼橋從而形成尤其是用于使材料、 電力線路和通信線路以及人員通過的通路的方法， 本發(fā)明涉及采用該方法制成的橋。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，步行橋、管道橋和傳輸器橋均包括支承構(gòu)架以及覆蓋該構(gòu)架 的墻壁、底板和蓋頂。管道、步行路徑、纜線等被設(shè)置在該橋內(nèi)部且需 要進(jìn)一步的支承結(jié)構(gòu)以便用來將它們安裝在橋的構(gòu)架上.因此，構(gòu)架必
須支承覆蓋結(jié)構(gòu)和有效元件以及它們的支承結(jié)構(gòu)的所有重量，由此該支 承構(gòu)架必須非常堅固且極重。較重的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步需要支承件以便在跨距 較短的情況下支承在地面或建筑結(jié)構(gòu)上。由于工作需要大量的建造材 料，因此這種較重結(jié)構(gòu)的建筑速度緩慢且昂貴，橋的剖面通常是方形的， 這是因為這種形狀最易構(gòu)建。這導(dǎo)致產(chǎn)生了較大的風(fēng)表面且風(fēng)會在橋上 產(chǎn)生較重的載荷。在下雪的環(huán)境中，積聚在橋的平的蓋頂上的雪會導(dǎo)致 應(yīng)力增加且在冬天可能需要進(jìn)行除雪工作。由于使用了較重的支承架 臺，因此橋需要在地面或底面上占據(jù)較大的區(qū)域，所述支承架臺通常使
用A形構(gòu)架。由于該支承件的存在而使得該區(qū)域無法有效地用來實(shí)現(xiàn)其 它目的。總的來說，現(xiàn)有的橋結(jié)構(gòu)極重、極大且非常昂貴，且材料成本 較高。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，橋由一根內(nèi)部通管和圍繞所述內(nèi)部通管的至少一根外 部通管構(gòu)成，所述內(nèi)部通管和所述外部通管通過至少一根連接管道彼此 相聯(lián)，所述至少一根連接管道被焊接到所述內(nèi)部通管的外表面上且被焊 接到所述外部通管的內(nèi)表面上，從而使得所述內(nèi)部通管和所述外部通管 通過所述連接管道彼此相連，由此使得形成了剛性的復(fù)合結(jié)構(gòu).
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，所述通管和管道通過激光焊接方式彼此焊 接，優(yōu)選通過連續(xù)接縫彼此焊接。所述內(nèi)部通管與所述外部通管之間的官
道，從而使得形成了非常堅固的承力表層式結(jié)構(gòu)，所述橋的材料優(yōu)選是 不銹鋼或耐酸鋼，由此使得所述橋?qū)μ鞖夂铜h(huán)境應(yīng)力具有耐受性。所述 通管的剖面優(yōu)選是橢圓形的，
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述橋通過使用連續(xù)接縫而被焊接在一 起從而使得形成了具有液體不透特性和氣密性的空間。
通過下面的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖將易于理解本發(fā)明的其它目的和
特征。然而，應(yīng)該理解該附閨僅旨在實(shí)現(xiàn)說明的目的且并不被視為對 本發(fā)明有所限制，應(yīng)該結(jié)合所附權(quán)利要求書來限制本發(fā)明，
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明可用于輸送液體、氣體和固體材料或可被用作承擔(dān)輕交通的 步行橋梁。具有封閉的連續(xù)表面的橋有著清潔的外觀。通過將薄壁的實(shí) 用管道整合在橋的通管之間而使得形成了超輕但極為堅固的構(gòu)造，所述 薄壁的實(shí)用管道被用于輸送液體、霧氣或蒸汽或被用作顆粒固體物質(zhì)的 氣動傳輸器.本發(fā)明的思路是將實(shí)用管道用作構(gòu)造元件而不是通過獨(dú)立 的支承結(jié)構(gòu)來承栽所述實(shí)用管道的重量，橋的凈重是格外適宜的，所述 凈重即為要被輸送的材料重量與總重之比，所述總重即為橋的重量加上 要被輸送的材料的重量。剛度和硬度還使得能夠在橋的支承件之間使用 較長的跨距，這減少了橋在地面或底面上的所需占據(jù)區(qū)域以及所需的構(gòu) 建材料的量。寬跨距和超輕構(gòu)造的結(jié)合使得在^f艮大程度上節(jié)省了所使用 的構(gòu)建材料。
由于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例天然地具有液體不透特性和氣密性，因此 該橋可漂在水上或處在水面下方。由于橋的內(nèi)部被密封而不會受到污 染，因此該橋還可易于被引導(dǎo)穿過臟污或危險的空間，該結(jié)構(gòu)在不必進(jìn) 行任何進(jìn)一步密封的情況下就可承受超壓和欠壓的情況。這對于在橋內(nèi) 部或外部密封灰塵、氣體或類似物而言是有利的。該結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步被用 作管道隧道或處在地面下方的其它隧道工程，在所述地面下方的位置 處，這種結(jié)構(gòu)通常能夠承栽由泥土重量帶來的栽荷而不必采用任何進(jìn)一 步的支承結(jié)構(gòu)。
根據(jù)該原理，可通過使用至少兩根表層通管和鄰接管道來構(gòu)建該橋 的支承支腿。這種結(jié)構(gòu)是剛性且穩(wěn)定的，由此使得可僅使用單個支腿來代替A形構(gòu)架。與使用A形構(gòu)架等的情況相比，這使得留出了大得多的 占據(jù)區(qū)域處在自由狀態(tài)以便用在橋的下方，由于橋結(jié)構(gòu)和緊急出口、樓 梯或甚至電梯可被置于支腿的內(nèi)部通管內(nèi)，因此所述支腿可被用來引導(dǎo) 實(shí)用管道。這使得可更為高效地使用可用空間且所述支腿的結(jié)構(gòu)比A形 構(gòu)架要簡單得多.
根據(jù)本發(fā)明的一個適宜實(shí)施例，橋的剖面是橢圓形的。這使得可能 改變所述內(nèi)部通管與所述外部通管之間的距離，從而使得可將不同直徑 的管道置于通管之間。進(jìn)一步地，就結(jié)構(gòu)的剛度而言，這種剖面是非常 有利的，由于橋的外部表層并不具有平的表面，因此其風(fēng)阻較小且導(dǎo)致 振動的湍流也被保持在較低的水平下.由于蓋頂表面是彎曲且光滑的， 因此雪不會積聚在橋上且無需進(jìn)行除雪工作.這對于橋的維護(hù)成本而言 是很重要的。較低的風(fēng)栽荷和雪載荷還降低了被引至支腿的應(yīng)力且可將 支腿制得更輕。由于光滑的且甚至外表面由耐氣候的材料制成，因此可 通過用水且可能用清洗劑沖洗該橋而以簡單的方式保持橋的清潔性。如 果需要，則可自動地清洗該橋.
可易于簡單地通過在結(jié)構(gòu)中加入所需管道系統(tǒng)而為該橋提供加熱 或冷卻?？赏ㄟ^在橋的至少兩根表層通管之間提供欠壓而實(shí)現(xiàn)熱隔離或 可為該空間提供被散布在空間中的隔離泡沫或任何常規(guī)的隔離材料.必 須注意的是在通管內(nèi)提供封閉空間的結(jié)構(gòu)也已被用作隔熱裝置，甚至 其中使用的鋼材料也會導(dǎo)致通過傳導(dǎo)而實(shí)現(xiàn)熱傳遞.


圖l示出了根據(jù)本發(fā)明的橋，該橋為管道橋； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二橋，該橋為傳輸器橋； 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三橋，該橋為步行橋；和 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的橋支座的一個實(shí)施例，
具體實(shí)施例方式
圖l示出了管道橋，所述管道橋包括橢圓形外表層通管l和圓形內(nèi) 部通管2.外部通管1與內(nèi)部通管2之間的距離因此在該橢圓形的尖端 處比在所述橢圓形的側(cè)部處更大。這使得可能將具有不同直徑的管道置 于內(nèi)部通管與外部通管之間的空間中。在該管道橋的上部部分處設(shè)置了具有較大直徑的被整合在其中的氣體管道4，在所述上部部分中，內(nèi)部 通管與外部通管之間的距離最大。通管1與通管2之間的空間向著外部 通管1的橢圃形的中點(diǎn)變得越來越小。同時被置于該空間中的管道的直 徑因此也會減小。在該實(shí)施例中，管道包括液體管道3、空氣管道5、 氣動傳送管線6、用于自動纜線的通道ll、用于電纜線的通道12和用 于去除冷凝水的管道9，且最后，所述管道還包括整合在其中的工藝管 道17。進(jìn)一步地，在內(nèi)部通管與外部通管之間形成了為進(jìn)行維護(hù)或為 進(jìn)/出門設(shè)置的空間13,內(nèi)部通管2內(nèi)部的空間被初級支承梁14分開， 在所述初級支承梁上安裝了絕熱的熱管15。在所述初級支承梁下方存 在為多條獨(dú)立的管道16設(shè)置的空間。
圖1所示實(shí)施例中描述的管道僅舉例說明了何種實(shí)用管道可被安 裝在該橋結(jié)構(gòu)內(nèi)，栽荷承栽結(jié)構(gòu)主要包括內(nèi)表層和外表層及其間的管 道。這些管道和通管形成了承力表層結(jié)構(gòu)，所述承力表層結(jié)構(gòu)具有極高 的硬度且與所使用的材料厚度相比可承栽很高的栽荷.表層通管1、 2 的厚度可優(yōu)選為0. 5-2niffl，但甚至也可使用達(dá)4邁in的厚度。建議選擇這 樣的材料厚度，該材料厚度是易于作為標(biāo)準(zhǔn)厚度而從材料生產(chǎn)者那里得 到的材料厚度。這有助于保持該結(jié)構(gòu)的成本較低。橋內(nèi)的實(shí)用管道必須 根據(jù)其初始用途的需要而被制成一定尺寸。然而，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方式 來設(shè)計橋時，其強(qiáng)度通常早就足以被用作橋的構(gòu)造元件.當(dāng)橋的元件如 本文所述地進(jìn)行組合時，該結(jié)構(gòu)的組合強(qiáng)度遠(yuǎn)大于每個元件的硬度和強(qiáng) 度的加合。
困2示出了內(nèi)部通管l和外部通管2都具有橢圃形剖面的步行橋. 因此，表層之間的距離在通管周圍都是相同的。在該實(shí)例中，噴灑器管 道9、具有進(jìn)入內(nèi)部通管2的內(nèi)部空間內(nèi)的輕孔的輕纜線管道、窗元件 18、用于隧道的排污管道8以及自動纜線管道和電纜線管道被置于通管 之間。在該橢圓形的尖端處，設(shè)置了用于引入空氣的通道19和用于排 出空氣的通道20。形成這些通道19、 20的管道的直徑大于內(nèi)部通管與 外部通管之間的距離，由此使得它們到達(dá)內(nèi)部通管內(nèi)部且內(nèi)部通管被附 接到這些管道19、 20上，在本實(shí)施例中，內(nèi)部通管由兩個板狀金屬部 段制成，這兩個部段一起作用而具有彎曲的凸起形狀且被焊接在空氣管 道19、 20上，在內(nèi)部通管內(nèi)部形成了步行橋21。
圖3所示的傳輸器橋同樣使用了橢圃形外部通管1與圓形內(nèi)部通管2的組合。最大的管道，即除灰管道22和加熱管道23,在橋的側(cè)部上 延伸，其中在表層通管之間存在最大距離。除此以外，為橋設(shè)置的排污 管道8、噴灑器管道9、輕纜線管道10和用于自動纜線的安裝管道11 和用于電纜線的安裝管道12在表層通管l與表層通管2之間延伸。內(nèi) 部通管內(nèi)的空間被分隔壁24分開，在所述分隔壁的一側(cè)上設(shè)置的是步 行橋且在第二側(cè)上設(shè)置的是皮帶傳輸器。本實(shí)施例中的傳輸器或本發(fā)明 的任何其它實(shí)施例的傳輸器可以是任何所需類型的傳輸器，例如皮帶傳 輸器、鏈條傳輸器、刮板傳輸器、氣動傳輸器或傳輸器軌道。
由于在工業(yè)中使用的橋和在別處使用的橋在許多情況下是相當(dāng)長 的，因此長度會根據(jù)溫度產(chǎn)生較大程度的變化.為了補(bǔ)償這種變化，可 使用風(fēng)箱結(jié)構(gòu)。通常使用的已公知的風(fēng)箱型結(jié)構(gòu)也可與本發(fā)明一起使 用。交叉處或分叉處可具有T型、X型或任何其它類型的結(jié)構(gòu)。形成交 叉點(diǎn)的一種可能方式是使用球形交叉元件，所述球形交叉元件可被制成 與本發(fā)明相似的承力表層結(jié)構(gòu)，由于該橋通常由具有有限長度的部段制 成，因此這些部段必須被聯(lián)接在一起。這可通過風(fēng)箱結(jié)構(gòu)或通過被附接 到橋部段的端部上的聯(lián)接凸緣來實(shí)現(xiàn).
圖4示出了可用于支承根據(jù)本發(fā)明的橋的支腿的一個實(shí)施例?；?上來說，該支腿在結(jié)構(gòu)上與橋部段相似，其僅被定位在直立位置處。圖 1所示的支腿包括圓形內(nèi)部通管2與橢圓形外部通管1的組合。被置于 支腿內(nèi)而介于內(nèi)部通管與外部通管之間的實(shí)用管道主要包括與橋中使 用的管道相同的管道。管道的數(shù)量和類型自然取決于橋和支腿的使用領(lǐng) 域。實(shí)用管道包括用于自動纜線的管道11和用于電纜線的管道12、排 污管道8、用于灑水器的管道9和用于進(jìn)一步滅火的水管28、用于加熱 空氣的管道27、用于除灰的管道22和支腿軸30的通風(fēng)裝置29.支腿 軸由內(nèi)部通管2的內(nèi)部空間形成且可設(shè)有階梯或電梯以便進(jìn)入和離開 該橋，所述階梯或電梯由支腿支承。如果需要，則還可通過薄板狀加固 器26來進(jìn)一步加固該支腿。
外部通管和內(nèi)部通管優(yōu)選使用橢圃形剖面和圓形剖面，基本上來 說，這些通管可被制成角形剖面，如四邊形、五邊形、六邊形或類似形 狀。然而，角邊緣在這些形狀中形成了承力點(diǎn)且直的平表面比彎曲表面 更易于出現(xiàn)褶皺。因此，這些形狀并不一定對于相同的材料厚度提供與 連續(xù)彎曲形狀如橢圓形和圓形形狀一樣的強(qiáng)度。這些形式還在更大程度上受到風(fēng)栽荷和雪栽荷的影響。 一個優(yōu)選實(shí)施例可能是形成部分橢圃形 和部分圓形的剖面，例如從而使得該通管的上部部分是橢圃式彎曲的且 下部部分是圃形的。
該橋或支腿以如下方式被制成
首先，形成內(nèi)部通管l。這可通過使平板金屬彎曲成所需曲率且通 過將邊緣焊接在一起而實(shí)現(xiàn)。由于在稍后的制造階段利用了激光焊接， 因此在該步稞中也使用激光焊接是合理的.然而，如果需要，則本文中 還可使用任何其它焊接方法。在橋結(jié)構(gòu)中，橢圃形通管的直徑或尺寸可 相當(dāng)大，由此使得可建議將通管制成多個部段，所述多個部段被焊接在 一起，在第二制造階段中，通過激光焊接將實(shí)用管道焊接到內(nèi)部通管的 外表面上，在本文中使用的是激光焊接，原因在于當(dāng)實(shí)施穿透其中一塊 板的焊接時，這種焊接方式能夠在金屬板之間形成接縫。此處從內(nèi)部通 管的內(nèi)部實(shí)施焊接，在激光焊接中，優(yōu)選使用連續(xù)接縫.這還提供了具 有液密性和氣密性的接縫由此使得整個結(jié)構(gòu)變成密封式結(jié)構(gòu).當(dāng)所需數(shù) 量的實(shí)用管道被焊接在內(nèi)部通管上時，笫二(外部)管道l可由一塊或 多塊金屬板制成且被焊接在實(shí)用管道上.從外部通管的表層外部將外部 通管焊接到實(shí)用管道上。此外，在本文中，使用了激光焊接以及連續(xù)接 縫。如果出于某種原因需要的話，還可使用不連續(xù)的接縫，但在激光焊 接中，這不會在能量或材料方面帶來任何節(jié)省.外部通管也優(yōu)選由多個 部段制成，所述多個部段可在實(shí)用管道上一個接一個地排列且當(dāng)這些部 段就位時則通過焊接對邊緣進(jìn)行密封。當(dāng)然，下面這種方式也是非?？?能的，即，獨(dú)立地制造外部通管并且使通管沿縱向在實(shí)用管道上通過. 如果內(nèi)部通管的尺寸較小，則其可由易于制造的鋼管制成，所述易于制 造的鋼管具有足夠大的直徑，這種通管通常是焊接的通管，由此使得在 這種情況下也在內(nèi)部通管上形成了至少一條接縫.
制造的基本特征是通過激光焊接方式將通管焊接到實(shí)用管道上，所 述激光焊接首先從內(nèi)部通管的內(nèi)部實(shí)施且其次從外部通管的外部實(shí)施。 接縫優(yōu)選是連續(xù)的，
上述構(gòu)造實(shí)例和對制造過程的描述僅對具有兩根通管或表層芯的 元件做出了說明。但使用三根、四根或甚至更多根的共軸通管來制造多 芯橋結(jié)構(gòu)也是非?？赡艿模?，可添加第三根通管以便在橋上形成絕 熱裝置，其中該絕熱裝置位于中間通管與外部通管之間.因此，盡管已經(jīng)在圖中示出且用文字描述并指出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)
施例中所應(yīng)用的本發(fā)明的基本的新穎特征，但應(yīng)該理解所屬領(lǐng)域技術(shù) 人員可在不偏離本發(fā)明的精神的情況下對形式和細(xì)節(jié)做出各種省略和 替代。例如，顯然地，實(shí)現(xiàn)了大體上相同的結(jié)果的這些元件和/或方法 步驟的所有組合都旨在處于本發(fā)明的范圍內(nèi).本發(fā)明還完全估計和預(yù)想 到了將一個所迷實(shí)施例中的元件替換成另 一所述實(shí)施例中的元件的情 況，還應(yīng)該理解附圖并不一定是按比例繪制的而在本質(zhì)上僅是概念性 的。因此，本發(fā)明僅旨在受到所附權(quán)利要求書的范圍的限制。
權(quán)利要求
1、用于制造橋的方法，所述方法包括以下步驟-提供具有第一剖面和該剖面的第一尺寸的第一通管(2)，-提供至少一根實(shí)用管道(3-13)，以及-提供具有比所述第一剖面和尺寸更大的剖面和尺寸的第二通管(1)，其特征在于-通過激光器從所述第一通管(2)的內(nèi)部沿縱向?qū)⑺鲋辽僖桓鶎?shí)用管道(3-13)焊接在所述第一通管(2)的外表面上，且-通過激光器從所述第二通管(1)的外部將所述第二通管(1)焊接在所述至少一根實(shí)用管道(3-13)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過使用連續(xù)接縫 實(shí)施所述焊接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過由板材金 屬的至少一個部段進(jìn)行加工并且將板材的邊緣焊接在一起形成通管的 這種方式而形成所述通管(1、 2)中的至少一根通管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，由板材金屬的多個 部段形成至少一根通管。
5、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，制成具有連續(xù)彎曲剖面如橢圓形或圓形剖面的至少一根通管。
6、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，制成具 有橢圓形剖面的至少一根通管和具有圓形剖面的至少一根通管.
7、 一種具有基本上封閉的結(jié)構(gòu)的橋，所述橋包括 ~具有笫一剖面和剖面尺寸的內(nèi)部通管(2),-具有第二剖面和尺寸并且圍繞著所述內(nèi)部通管的至少一根外部通管(1)，和-至少一根實(shí)用管道(3-13)，-所述通管(1、 2)中的至少一根通管由板材金屬形成且包括將所 述板材金屬的至少兩個邊緣聯(lián)接在一起的接縫， 其特征在于-所述內(nèi)部通管(1)和所述外部通管(2 )通過所述至少一根實(shí)用 管道彼此相聯(lián)，所述至少一根實(shí)用管道被焊接到所述內(nèi)部通管的外表面上且被焊接到所述外部通管的內(nèi)表面上，從而使得所迷內(nèi)部通管和所述 外部通管通過所述實(shí)用管道彼此相連，由此使得形成了剛性的復(fù)合結(jié) 構(gòu)，
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的橋，其特征在于，通過從所述內(nèi)部通管 (2)的內(nèi)部進(jìn)行激光焊接而將所述至少一根實(shí)用管道(3-13)焊接到所述內(nèi)部通管(2)的外表面上，且通過從所迷外部通管(1)的外部進(jìn) 行激光焊接而將所述至少一根實(shí)用管道(3-13)焊接在所述外部通管(1) 的內(nèi)表面上，
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的橋，其特征在亍，所述通管中的至少一根通管具有連續(xù)彎曲剖面如橢圓形或圃形剖面。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的橋，其特征在于，所述通管 (1)中的至少一根通管具有橢圓形剖面且所述通管(2)中的一根通管具有圃形剖面，且具有不同直徑的至少兩根實(shí)用管道(4、 3)被置于所 述通管(1)與所述通管(2)之間的空間中。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的橋，其特征在于，至少所述 通管由不銹鋼或耐酸鋼制成.
12、 根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的橋，其特征在于，所述通管 中的至少一根通管由板材金屬的多個部段制成.
13、 根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的橋，其特征在于，至少一個 支座(圖4)具有與所述橋相似的結(jié)構(gòu)且包括至少一根內(nèi)部通管和一根 外部通管，所述內(nèi)部通管和外部通管通過至少一根實(shí)用管道被聯(lián)接在一 起。
全文摘要
橋由一根內(nèi)部通管(2)和圍繞所述內(nèi)部通管(2)的外部通管(1)構(gòu)成。所述內(nèi)部通管(1)和所述外部通管(2)通過連接管道(3-13)彼此相聯(lián)，所述連接管道被焊接到所述內(nèi)部通管(2)的外表面上且被焊接到所述外部通管(1)的內(nèi)表面上，從而使得所述內(nèi)部通管(2)和所述外部通管(1)通過所述連接管道(3-13)彼此相連，由此使得形成了剛性的復(fù)合結(jié)構(gòu)。所述通管和管道通過激光焊接方式彼此焊接在一起，優(yōu)選通過連續(xù)接縫彼此焊接在一起。
文檔編號E01D1/00GK101473091SQ200680055038
公開日2009年7月1日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者恩西奧·約翰尼斯·米蒂倫 申請人:恩西奧·約翰尼斯·米蒂倫