CN106676978B - 一种单轨交通轨道梁支座体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单轨交通轨道梁支座体系，其包括所述单轨交通轨道梁支座体系包括支座连接梁和支座结构，所述支座结构包括支座上部结构和支座下部结构，所述支座上部结构与轨道梁的底部有效地连接，所述支座下部结构与桥梁下部结构有效地连接，所述支座连接梁将两片平行轨道梁同一横桥向位置的相邻支座上部结构有效地连接。本发明通过在双向轨道梁的支座上部结构之间设置支座连接梁并将相邻支座连接为整体，可靠地传递载荷而使得轨道梁下支座结构中的受力重新分布并减小了支座所受的弯矩和拉力，有效地提升整体系统的安全性能并降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及单轨轨道交通的技术领域，更具体地讲，涉及一种单轨交通轨道梁支座体系。
背景技术
单轨轨道交通具有施工简单、适应性强、成本低廉等优点，其轨道梁的自重小且制作、安装简单。但是，由于列车行走于单轨上，会产生较大的扭矩(矩矢平行于行车方向)，而在现有系统中，扭矩全部由单片轨道梁下的支座传递，导致支座受到较大拉应力。轨道梁的弯矩是一个普遍而严重的问题，曲线轨道梁在列车经过时将受到巨大横向弯矩使轨道梁产生倾翻趋势，如果支座没有抗拉能力或者抗拉失效，轨道梁将发生倾翻并将导致车辆倾翻。
目前，解决轨道梁受弯矩倾翻的方案是采用铰柱形式的铸钢拉压支座，铰柱形式的铸钢拉压支座虽然可以承受较大的弯矩和拉力，但是结构复杂、加工难度大、疲劳性较差且支座容易失效、成本较高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种能够降低支座弯矩和拉力并降低支座成本的单轨交通轨道梁支座体系。
本发明提供了一种单轨交通轨道梁支座体系，所述单轨交通轨道梁支座体系包括支座连接梁和支座结构，所述支座结构包括支座上部结构和支座下部结构，所述支座上部结构与轨道梁的底部有效地连接，所述支座下部结构与桥梁下部结构有效地连接，所述支座连接梁将两片平行轨道梁同一横桥向位置的相邻支座上部结构有效地连接。
根据本发明的单轨交通轨道梁支座体系的一个实施例，所述支座下部结构与桥梁下部结构有效地连接，其中，所述支座结构为能够将轨道梁上部载荷有效地传递到桥梁下部结构的桥梁支座。
根据本发明的单轨交通轨道梁支座体系的一个实施例，所述支座结构还包括设置在支座上部结构与支座下部结构之间传递荷载的支座中部结构。
根据本发明的单轨交通轨道梁支座体系的一个实施例，所述支座连接梁的数量为至少两根。
根据本发明的单轨交通轨道梁支座体系的一个实施例，所述支座连接梁为能够可靠传递弯矩、扭矩、拉力、压力和剪力中的一种或多种载荷的梁构件，所述支座连接梁在轨道车辆的运动界限之外将两片轨道梁同一横桥向位置相邻的支座上部结构有效地连接。
根据本发明的单轨交通轨道梁支座体系的一个实施例，所述支座结构的数量为至少四个。
与现有技术相比，本发明的单轨交通轨道梁支座体系改变了现有技术中单轨交通系统中的设计思路，通过在双向轨道梁的支座上部结构之间设置支座连接梁并将支座连接为整体，可靠地传递载荷而使得轨道梁下支座结构中的受力重新分布并减小了支座所受的弯矩和拉力，有效地提升整体系统的安全性能并降低了生产成本。本发明的单轨交通轨道梁支座体系结构简单、设计合理且受力明确，大大降低了支座承受的弯矩，减小了支座体系的设计复杂程度和难度，提高了支座的寿命并降低了支座的成本。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施例的单轨交通轨道梁支座体系的结构示意图。
图2示出了对比例中采用现有单轨交通轨道梁支座体系的受力结构示意图。
图3示出了示例中采用本发明单轨交通轨道梁支座体系的受力结构示意图。
附图标记说明：
1-轨道梁、2-支座上部结构、3-支座连接梁、4-支座中部结构、5-支座下部结构、6-盖梁。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面将对本发明的单轨交通轨道梁单元及系统的结构和原理进行详细的说明。
图1示出了根据本发明示例性实施例的单轨交通轨道梁支座体系的结构示意图。本发明所述的单轨交通轨道梁支座体系实际上是相对于由两片对向轨道梁组成的轨道梁单元而言的支座体系，可以基于该支座体系的基本结构和实际工况推广应用到整体单轨轨道梁上。
如图1所示，根据本发明的示例性实施例，所述单轨交通轨道梁支座体系包括支座结构和支座连接梁3，支座结构包括支座上部结构2和支座下部结构 5，支座上部结构2与轨道梁1的底部有效地连接，支座下部结构5与桥梁下部结构有效地连接，支座连接梁2将两片平行轨道梁1同一横桥向位置的支座上部结构2有效地连接。
单轨交通系统是铁路的一种，特点是使用的轨道只有一条，而非传统铁路的两条平衡路轨。单轨交通系统按照走行模式和结构，主要分成悬挂式单轨和跨坐式单轨，悬挂式单轨铁路(也称空中轨道列车)的列车悬挂在轨道之下，跨座式单轨铁路则是轨道车辆跨座在路轨之上且两旁盖过路轨。本发明的支座体系实际上应用在跨座式单轨铁路上，其中，两片轨道梁1彼此平行地设置并且形成为双向轨道梁，每片轨道梁1单独地承载轨道车辆(未示出)，即轨道梁1为直接承载轨道车辆的梁体，其上可以铺设路轨以供轨道车辆走行，轨道车辆跨座在轨道梁及其上方路轨上。
针对一组单轨交通轨道梁支座体系而言，本发明设置的支座结构优选地至少设置在轨道梁1的两个端部，也即支座结构的数量为至少四个，在每片轨道梁1的两端分别至少设置一个支座结构，也可以根据实际需求在每片轨道梁1 上设置多个支座结构或者在每片轨道梁1的中部增设支座结构。
根据本发明，支座下部结构5与桥梁下部结构有效地连接，并且支座结构为能够将轨道梁1上部载荷有效地传递到桥梁下部结构的桥梁支座。如图1所示，桥梁下部结构可以为盖梁6，盖梁6用于将荷载传递至桥墩。
优选地，如图1所示，支座结构还包括设置在支座上部结构2与支座下部结构5之间并且有效连接支座上部结构2与支座下部结构5的支座中部结构4，支座中部结构4可以为现有任何可用支座类型的中部结构，可以传递竖向荷载，实现转角和位移功能。
本发明中设置的支座连接梁3设置在两片平行轨道梁1同一横桥向位置的相邻两个支座结构的支座上部结构5之间并有效地连接两个支座上部结构5，也即支座连接梁3的数量为至少两根，至少设置两根支座连接梁3分别连接两片平行轨道梁1同一横桥向位置的的两个支座上部结构5，但也可以根据支座结构的设置数量和设置位置调整支座连接梁3的数量和位置。具体地，支座连接梁3为能够可靠传递弯矩、扭矩、拉力、压力和剪力中的一种或多种载荷的梁构件，支座连接梁3在轨道车辆的运动界限之外将两片平行轨道梁1同一横桥向位置相邻的支座上部结构5有效地连接。
本发明的单轨交通轨道梁支座体系的基本结构和原理是：支座上部结构2 与轨道梁1连接，两片平行轨道梁1同一横桥向位置的的相邻支座上部结构2 通过支座连接梁3相连；支座下部结构5和盖梁6连接；支座上部结构2、支座连接梁3、支座中部结构4、支座下部结构5一起构成上述单轨交通轨道梁支座体系。
在恶劣工况下(如轨道车辆经过曲线轨道时)，由于支座上部结构2和轨道梁1相连，如果未设置支座连接梁3，则支座上部结构2将承受较大的竖向力、横向力以及较大的横向弯矩，会导致轨道梁1倾翻，从而车辆发生脱轨事故。为了使轨道梁1保持平稳，则需要通过复杂的支座结构设计来平衡横向弯矩，由此支座将一端受压且另一端受拉，因此下端的支座需要满足复杂的受力和疲劳条件。
但是，当本发明将两片平行轨道梁1同一横桥向位置的的相邻支座上部结构2通过支座连接梁3连接之后，轨道梁下方的多个支座将形成一个整体的支座体系。当轨道车辆驶过时，轨道梁下方支座的受力将重新分布，即受力的一片轨道梁1上支座上部结构2所承受的力和力矩将通过支座连接梁3传递到另一片轨道梁的支座上部结构上，从而利用另一片轨道梁的自身重量重新建立平衡力系。并且，由于双向轨道梁之间的间距较大，另一片轨道梁的重力可以产生较大的反向弯矩，这样大大降低了受力的一片轨道梁下方支座所承受的横向弯矩。
也即，本发明通过设置支座连接梁将上下行线路轨道梁上的相邻支座上部结构连为一体，并且用于连接的支座上部结构可选择支座预埋件或者上支座板等能够传递轨道梁横向弯矩的支座部件，由此有效地降低了支座所承受的横向弯矩，简化了支座结构并且降低了工程成本，还提高了安全性和可靠性。
下面通过具体示例和对比例对本发明的单轨交通轨道梁单元和系统作进一步说明。
图2示出了对比例中采用现有单轨交通轨道梁支座体系的受力结构示意图，图3示出了示例中采用本发明单轨交通轨道梁支座体系的受力结构示意图。
如图2、3所示，两片轨道梁分别受到F＝681kN(其中恒荷载240kN，静活载441kN)的竖向力和M＝480kN·m的弯矩，现有支座体系(图2)使用辊轴支座，底部锚杆反力N2＝N4为拉力且大小为460kN，N1＝N3为压力且大小为1134kN；而示例中本发明的支座体系(图3)中的支座使用任意形式，由于支座连接梁与支座上部结构有效连接，能够有效传递弯矩，故这时支座底部反力N5、N6、N7、N8均为压力，大小为N5＝N6＝455kN、N7＝N8＝227kN，可见本发明公开的系单轨交通轨道梁支座体系能够大大改善支座下部结构的受力情况，提升系统的安全性能并降低系统的生产成本。
综上所述，本发明通过在双向轨道梁的支座上部结构之间设置支座连接梁并将支座连接为整体，可靠地传递载荷而使得轨道梁下支座结构中的受力重新分布并减小了支座所受的弯矩和拉力，有效地提升整体系统的安全性能并降低了生产成本。本发明的单轨交通轨道梁支座体系结构简单、设计合理且受力明确，大大降低了支座承受的弯矩，减小了支座体系的设计复杂程度和难度，提高了支座的寿命并降低了支座的成本。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (4)
1.一种单轨交通轨道梁支座体系，其特征在于，所述单轨交通轨道梁支座体系包括支座连接梁和支座结构，所述支座结构包括支座上部结构和支座下部结构，所述支座上部结构与轨道梁的底部有效地连接，所述支座下部结构与桥梁下部结构有效地连接，所述支座连接梁将两片平行轨道梁同一横桥向位置的相邻支座上部结构有效地连接，所述支座连接梁为能够可靠传递弯矩、扭矩、拉力、压力和剪力中的一种或多种载荷的梁构件，所述支座连接梁在轨道车辆的运动界限之外将两片轨道梁同一横桥向位置相邻的多个支座上部结构有效地连接。
2.根据权利要求1所述的单轨交通轨道梁支座体系，其特征在于，所述支座连接梁的数量为至少两根。
3.根据权利要求1所述的单轨交通轨道梁支座体系，其特征在于，所述支座下部结构与桥梁下部结构有效地连接，其中，所述支座结构为能够将轨道梁上部载荷有效地传递到桥梁下部结构的桥梁支座。
4.根据权利要求1所述的单轨交通轨道梁支座体系，其特征在于，所述支座结构的数量为至少四个。
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