CN104233947A - 跨座式单轨钢-混结合轨道梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道梁领域，具体涉及跨座式单轨钢-混结合轨道梁。其包括横断面为箱型的钢梁结构和横断面为矩形的混凝土长方体结构，所述混凝土长方体结构处于所述钢梁结构的上方并与所述混凝土长方体结构通过抗剪连接器连接；所述混凝土长方体结构的两个侧表面设置钢板，所述钢板的延伸方向与所述混凝土长方体的延伸方向相同；所述钢板的内表面和所述钢梁结构的顶板之间焊接多个肋板。本发明能够适应了大跨度情况对承重的要求，又能准确引导车辆前行，增强钢-混结合轨道梁在横向荷载、轮压作用下的抗剪能力。

Description

跨座式单轨钢-混结合轨道梁

技术领域

本发明涉及轨道梁领域，具体涉及跨座式单轨钢-混结合轨道梁。

背景技术

在现有技术中，跨座式单轨交通是由电气牵引、具有特殊导向和转辙装置、列车编组运行在专用轨道梁上的中运量轨道交通系统。其主要特点为：(1)以高架结构为主，占地面积少，轨道梁宽度窄，占用空间小。(2)橡胶轮胎的粘着性能好，有利于加减速，有利于在大坡道上、小半径曲线上运行，可以适应急转弯及大坡度，对复杂地形有较好的适用性。(3)选线容易，拆迁量少。(4)车辆分设走行轮、导向轮，并采用橡胶轮胎和空气弹簧转向架，受力分散，走行噪音低。(5)土建工程简单，建设周期短，投资较少。跨座式单轨交通作为城市综合交通体系的一个有机组成部分，得到人们越来越多的关注，发展前景良好。

跨座式单轨采用的轨道梁一般为20m～30m的预应力混凝土简支梁，该跨度的桥跨基本作为标准桥跨。但是，由于城市交通系统复杂的线路条件，经常需要布置较大跨度的桥梁来跨越桥下障碍物，而预应力混凝土连续梁一般采用在箱形截面上布置单轨轨道梁的形式，结构笨重，建筑高度大，技术经济上已不合理。跨度大于30m时，一般采用钢轨道梁，但钢轨道梁存在用钢量大、振动噪音大、车轮与梁体间容易打滑等问题。而且，由混凝土连续梁、钢轨道梁等形成的轨道横向荷载的剪切力均较大，需要提高抗剪能力。

发明内容

本发明的实施例提供一种跨座式单轨钢-混结合轨道梁，能够形成跨度较大的轨道梁，而且提升横向荷载作用下钢混结合面剪切力的抵抗效果。

根据本发明的一个方面，提供一种跨座式单轨钢-混结合轨道梁，包括横断面为箱型的钢梁结构和横断面为矩形的混凝土长方体结构，所述混凝土长方体结构处于所述钢梁结构的上方并与所述混凝土长方体结构通过抗剪连接器连接；

所述混凝土长方体结构的两个侧表面设置钢板，所述钢板的延伸方向与所述混凝土长方体的延伸方向相同；所述钢板的内表面和所述钢梁结构的顶板之间焊接多个肋板。

在一些实施例中，优选为，所有所述肋板均开设一个以上通孔，纵向钢筋穿过同一侧的所述钢板的相同位置的所述通孔。

在一些实施例中，优选为，每个所述肋板上开设两个通孔。

在一些实施例中，优选为，与同一个所述钢板焊接的所有所述肋板在沿所述钢板的延伸方向上均匀分布。

在一些实施例中，优选为，所述混凝土长方体结构的底面与所述钢梁结构的顶板接触且通过多个剪力钉相连接。

在一些实施例中，优选为，所述钢梁结构内设置一个以上的隔板，所述隔板垂直于所述钢梁结构的轴向。

在一些实施例中，优选为，所述钢梁结构内还设置一个以上的竖向加劲肋。

在一些实施例中，优选为，沿所述钢梁结构的延伸方向，所述竖向加劲肋和所述隔板相间设置。

在一些实施例中，优选为，所述钢梁结构的顶板和底板之间通过腹板连接，所述腹板的外侧设置稳定轨。

在一些实施例中，优选为，所述混凝土长方体结构的高度为所述钢梁结构高度的1/8-1/3，所述钢梁结构的高：宽≥2，所述钢梁结构的跨度为25～50米。

通过本发明的实施例提供的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，与现有技术相比，采用钢-混凝土结合的结构，横断面为箱型的钢梁结构上方连接截面为矩形的混凝土长方体结构，钢-混结合轨道梁承载能力大，钢混结构共同受力，混凝土长方体结构兼起导向梁的作用，即适应了大跨度情况对承重的要求，又能准确引导车辆前行。同时，这种结构减少钢的用量，混凝土结构的防滑、耐磨系数高，整体钢—混凝土结合结构的自重相对较轻，具有较大的跨越能力。另一方面，混凝土长方体结构的两个侧表面设置钢板，钢板的内表面和钢梁结构的顶板之间焊接多个肋板，这些肋板形成抗剪结构，能够增强钢-混结合轨道梁在横向荷载、轮压作用下的抗剪能力，而且，钢板可兼起混凝土浇注模具的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1是本发明实施例中跨座式单轨钢-混结合轨道梁横断面示意图；

图2是图1中混凝土长方体结构的横断面连接细节示意图；

图3是图1中跨座式单轨钢-混结合轨道梁的俯视示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。

考虑到目前跨座式单轨交通中，桥跨在30米以上时，通常采用钢梁结构，这种钢梁结构用钢量较大、振动噪音大、车轮与梁体间打滑严重，而且横向荷载和轮压作用下的剪切力较大的问题，本实施例提供了一种跨座式单轨钢-混结合轨道梁。

其包括横断面为箱型的钢梁结构和横断面为矩形的混凝土长方体结构，所述混凝土长方体结构处于所述钢梁结构的上方并与所述混凝土长方体结构通过抗剪连接器连接；所述混凝土长方体的两个侧表面设置钢板，所述钢板的延伸方向与所述混凝土长方体的延伸方向相同；所述钢板的内表面和所述钢梁结构的顶板之间焊接多个肋板。

采用钢-混凝土结合的结构，横断面为箱型的钢梁结构上方连接截面为矩形的混凝土长方体结构，钢-混结合轨道梁承载能力大，钢混结构共同受力，混凝土长方体结构兼起导向梁的作用，即适应了大跨度情况对承重的要求，又能准确引导车辆前行。同时，这种结构减少钢的用量，混凝土结构的防滑、耐磨系数高，整体钢—混凝土结合结构的自重相对较轻，具有较大的跨越能力。另一方面，混凝土长方体结构的两个侧表面设置钢板，钢板的内表面和钢梁结构的顶板之间焊接多个肋板，这些肋板形成抗剪结构，能够增强钢-混结合轨道梁在横向荷载、轮压作用下的抗剪能力，而且，钢板可兼起混凝土浇注模具的作用。

接下来，将对跨座式单轨钢-混结合轨道梁进行详细的描述：

一种跨座式单轨钢-混结合轨道梁，如图1、2、3所示，包括横断面为箱型的钢梁结构12和横断面为矩形的混凝土长方体结构1，混凝土长方体结构1处于钢梁结构12的上方并与混凝土长方体结构1通过抗剪连接器连接；其中钢梁结构12、混凝土长方体结构1都可以提前在工厂制造而成，方便生产和质量控制；梁体整体运送到施工现场，采用汽车吊整体吊装架设，二者之间用剪力钉2固定连接。该钢-混结合轨道梁结构安装时间短，不会对交通造成过多影响。相对预应力混凝土结构来说，钢混结合梁结构轻盈；相对用钢量大的钢轨梁来说，钢混结合梁振动小、噪音小、防滑性能好。

混凝土长方体结构1的两个侧表面设置钢板3，钢板3的延伸方向与混凝土长方体的延伸方向相同；钢板3的内表面和钢梁结构12的顶板之间焊接多个肋板6。钢板3和肋板6形成抵抗剪切力的抗剪结构。而且，在浇注混凝土长方体结构1时，两块钢板3围起来基本构成浇注模具，方便混凝土浇注。

考虑到车辆经过时横向荷载以及轮压作用较大，轨道梁需要抵抗较大的横向剪切力，所有肋板6均开设一个以上通孔10，纵向钢筋穿过同一侧的钢板3的相同位置的通孔10。所有的钢筋和钢板3、肋板6形成更加有效的抗剪结构。

发明人对车辆经过的横向负荷、及轮压力进行分析，得出剪切力强度，通过计算得出钢筋、钢板3、肋板6的受力，进而确定每个肋板6上开设通孔10的数量，混凝土越厚，通孔数目越多，本实施例中定为2个，其他实施例中可以为4个、6个或其他的值。在同一侧的钢板3连接的肋板6上由若干根纵向延伸的钢筋贯穿，以提供足够的抗剪切能力。

为了提高轨道梁各处的抗剪能力，与同一个钢板3焊接的所有肋板6在沿钢板3的延伸方向上均匀分布，以致各处的抗剪能力均衡，能够对剪切力进行均匀的分散，减弱轨道梁各点的受力，提高整体的抗剪切性能。

其中，为了增加结构的整体刚度及抗扭能力，钢梁结构12内设置一个以上的隔板7，隔板7垂直于所述钢梁结构12的轴向。

为了增加钢梁结构12的承载力，钢梁结构12内还设置一个以上的竖向加劲肋11。沿所述钢梁结构12的延伸方向，隔板7和竖向加劲肋11可以相间而设。

其中，钢梁结构12的横断面为箱型，其顶板和底板8之间连接腹板4，通过腹板4增加承载力。

为了增加车辆在跨座式单轨上行进的稳定性，腹板4的外侧设置稳定轨5，该稳定轨5还兼起腹板4水平加劲肋的作用，提高腹板4的局部稳定性。

与一般的箱型截面梁相比，本轨道梁中钢梁结构12采用高宽比较大的箱型截面梁，其高：宽≥2，每线设置一个箱体，两线梁体间不设置中间横向联结。钢梁结构12的跨度即为该钢-混结合轨道梁的跨度，大体为25～50米，钢混结构共同受力，混凝土结构兼起导向梁的作用，混凝土结构直接承受车轮荷载作用，解决了钢结构材料防滑、防腐性能差及钢梁顶板局部稳定性的问题。

基于上述混凝土长方体结构1、钢梁结构12的分析，混凝土为直接接触车轮的荷载结构，钢轨道结构12为起主要承重作用的结构，因此，钢轨道结构12高度应根据桥梁跨度、列车类型等确定，混凝土长方体的高度可以随钢梁结构12的高度而定，发明人经过研究和探索，在满足上述各功能的基础上，增加使用效果，减少耗材，将混凝土长方体结构1的高度确定为钢梁结构12高度的1/8-1/3。

本发明是为了解决预应力混凝土简支单轨轨道梁经济跨度小、既有钢轨道梁构造形式复杂的问题，提出了一种“构造简易、外形线条流畅、安装方便的单箱形式”的钢-混结合轨道梁结构方案。钢梁结构制造和混凝土长方体结构1浇注均可在工厂完成，便于生产和质量控制；梁体可采用汽车吊整体吊装架设，安装时间短，减少了对道路交通系统的干扰。其不但结构轻盈，同时也解决了钢轨道梁振动大、噪音大、防滑性能差的问题。在混凝土长方体结构1的两侧设置钢板3，钢板3的内表面和钢梁结构12的顶板之间焊接肋板6，肋板6开设通孔10，钢筋穿过该通孔10，其中，钢板3、肋板6、钢筋形成有效的抗剪切力的结构件，能够增强钢-混结合轨道梁在横向荷载、轮压作用下的抗剪切能力。

本发明提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本发明的范围内。

显然，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型。如果对本发明的这些改动和变型是在本发明的权利要求及其等同方案的范围之内，则本发明也将包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，包括横断面为箱型的钢梁结构和横断面为矩形的混凝土长方体结构，所述混凝土长方体结构处于所述钢梁结构的上方并与所述混凝土长方体结构通过抗剪连接器连接；

所述混凝土长方体结构的两个侧表面设置钢板，所述钢板的延伸方向与所述混凝土长方体的延伸方向相同；所述钢板的内表面和所述钢梁结构的顶板之间焊接多个肋板。

2.如权利要求1所述的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，所有所述肋板均开设一个以上通孔，纵向钢筋穿过同一侧的所述钢板的相同位置的所述通孔。

3.如权利要求2所述的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，每个所述肋板上开设两个或四个或六个通孔。

4.如权利要求1所述的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，与同一个所述钢板焊接的所有所述肋板在沿所述钢板的延伸方向上均匀分布。

5.如权利要求1所述的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，所述混凝土长方体结构的底面与所述钢梁结构的顶板接触且通过多个剪力钉相连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，所述钢梁结构内设置一个以上的隔板，所述隔板垂直于所述钢梁结构的轴向。

7.如权利要求6所述的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，所述钢梁结构内还设置一个以上的竖向加劲肋。

8.如权利要求7所述的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，沿所述钢梁结构的延伸方向，所述竖向加劲肋和所述隔板相间设置。

9.如权利要求1-5任一项所述的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，所述钢梁结构的顶板和底板之间通过腹板连接，所述腹板的外侧设置稳定轨。

10.如权利要求1-5任一项所述的跨座式单轨钢-混结合轨道梁，其特征在于，所述混凝土长方体结构的高度为所述钢梁结构高度的1/8-1/3，所述钢梁结构的高：宽≥2，所述钢梁结构的跨度为25～50米。