CN107435294A - 一种轨道梁支座体系 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道梁支座体系，用柔性索承担轨道梁和盖梁或用柔性索承担轨道梁和混凝土基础之间的拉力，用支座传递轨道梁和盖梁或用支座传递轨道梁和混凝土基础之间的压力和剪力，柔性索和支座共同形成一个抵抗轨道梁发生倾覆的平衡受力体系。本发明有效解决了当前跨座式单轨交通领域支座锚筋用量大，锚筋与混凝土粘结强度破坏，以及短寿命支座决定了长寿命轨道梁的寿命的问题，提高了轨道梁支座的抗倾覆及抗震性能。

Description

一种轨道梁支座体系

技术领域

本发明涉及一种跨座式单轨交通轨道梁支座技术，具体地说是一种用柔性索承担轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土基础之间的拉力，用支座传递轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土基础之间的压力和剪力的轨道梁支座体系。

背景技术

跨座式单轨交通轨道梁宽度较窄，在正常使用时，轨道梁呈倾斜受拉状态。因此，跨座式单轨交通轨道梁支座均采用拉压支座。该拉压支座在轨道梁制作时浇筑在混凝土轨道梁内，与轨道梁一起承担拉压力。其优点是结构简单，施工方便。目前，国内外均采用这种与轨道梁浇筑在一起的拉压支座。

实用新型专利《跨座式轨道交通PC轨道梁支座》(专利号：CN00203477.8)和发明专利《一种用于跨座式单轨交通轨道梁的支座》(专利号：CN102995556A)都提供了一种跨座式单轨交通拉压支座，该支座上摆在轨道梁制作时浇筑在混凝土轨道梁内，支座和轨道梁之间的拉力通过预埋锚筋和混凝土之间的粘结力来传递，当存在较大横向倾覆力F₀时，如图3所示，以轨道梁为受力分析对象，τ_i为第i根锚筋和混凝土之间的粘结滑移强度，A_i为第i根锚筋与混凝土的粘结面积，F_0i为第i根锚筋与混凝土之间产生的粘结拉力，图3中标出的4根锚筋的拉力分别为F₀₁、F₀₂、F₀₃、F₀₄，Z₀为轨道梁底面上位于左侧两根锚筋中间位置的点，X₀为横向倾覆力F₀相对于Z₀点的作用力臂，X_g0为轨道梁及列车重力G₀相对于Z₀点的作用力臂，X₀₁为粘结拉力F₀₁相对于Z₀点的作用力臂，X₀₂为粘结拉力F₀₂相对于Z₀点的作用力臂，X₀₃为粘结拉力F₀₃相对于Z₀点的作用力臂，X₀₄为粘结拉力F₀₄相对于Z₀点的作用力臂，左侧支座顶板对轨道梁反力R₀₁相对于Z₀点的作用力臂为0，右侧支座顶板对轨道梁反力R₀₂在横向倾覆力F₀较大时在平衡瞬间其大小为0，则对Z₀点存在如下抗扭平衡关系：

F₀×X₀+F₀₁×X₀₁≤G₀×X_g0+F₀₂×X₀₂+F₀₃×X₀₃+F₀₄×X₀₄

F₀×X₀-G₀×X_g0≤F₀₂×X₀₂+F₀₃×X₀₃+F₀₄×X₀₄-F₀₁×X₀₁

S₀≤R₀

作用S₀＝F₀×X₀-G₀×X_g0，抗力R₀＝∑F_0i×X_0i

其中：在抗力R₀中，以Z₀点为力矩中心，F_0i产生的力矩以顺时针方向为正，以逆时针方向为负。

由上看出，在抗力R₀中，粘结强度τ_i取值约为3～5MPa，该数值较小，要产生足够大的拉力F_0i需要A_i的面积较大，也就是说这种抗力支座需要较多的锚固钢筋。

F_0i对Z₀点的力臂X_0i距离较短，对同样大小的F_0i产生的抗力R₀较小。

此外，锚筋和混凝土之间的粘结强度在列车等剧烈晃动或者地震作用下易发生破坏且不可恢复，因而该种支座形式并不完全合理。另外，轨道梁设计使用寿命为100年，而铸钢拉压支座的设计使用寿命仅为30年，由于支座上摆预埋在轨道梁内，支座达到设计使用年限损坏更换时，需要把与之连接的整个轨道梁进行更换。这就造成了短寿命支座决定了长寿命轨道梁的寿命，这会大大缩短轨道梁的使用年限，造成了巨大的浪费。

因此，本专利给出了一种轨道梁支座体系，依靠柔性索来承担轨道梁和支座之间的拉力，有效解决了上述问题。

发明内容

一种轨道梁支座体系，用柔性索承担轨道梁和盖梁或用柔性索承担轨道梁和混凝土基础之间的拉力，用支座传递轨道梁和盖梁或用支座传递轨道梁和混凝土基础之间的压力和剪力，有效解决了当前跨座式单轨交通领域支座锚筋用量大，锚筋与混凝土粘结强度破坏，以及短寿命支座决定了长寿命轨道梁的寿命的问题，提高了轨道梁支座的抗倾覆及抗震性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种轨道梁支座体系，其特征在于：用柔性索承担轨道梁和盖梁或用柔性索承担轨道梁和混凝土基础之间的拉力，用支座传递轨道梁和盖梁或用支座传递轨道梁和混凝土基础之间的压力和剪力，柔性索和支座共同形成一个抵抗轨道梁发生倾覆的平衡受力体系。

所述的一种轨道梁支座体系，其特征在于：轨道梁底面设置带有抗剪榫的预埋钢板，支座顶板设置有与轨道梁底面抗剪榫对应的开孔，轨道梁底面抗剪榫穿过支座顶板设置的开孔，盖梁或混凝土基础顶面设置带有抗剪榫的预埋钢板，支座底板设置有与盖梁混凝土基础顶面抗剪榫对应的开孔，盖梁或混凝土基础顶面的抗剪榫穿过支座底板设置的开孔，形成用支座传递轨道梁和盖梁或用支座传递轨道梁和混凝土基础之间的压力和剪力体系。

所述的一种轨道梁支座体系，其特征在于：所述柔性索对称布置于支座两侧，柔性索穿过布置于轨道梁的梁预留孔道和布置于盖梁或混凝土基础的U形孔道，其两端锚固在轨道梁顶部槽口内。

所述的一种轨道梁支座体系，其特征在于：所述柔性索也可对称布置于支座两侧，柔性索穿过布置于轨道梁的U形孔道和布置于盖梁的墩预留孔道，其两端锚固在盖梁底部槽口内。

本发明的有益效果是：

一种轨道梁支座体系，用柔性索承担轨道梁和盖梁或用柔性索承担轨道梁和混凝土基础之间的拉力，用支座传递轨道梁和盖梁或用支座传递轨道梁和混凝土基础之间的压力和剪力，进而抵抗较大的轨道梁横向倾覆力。与锚筋相比，柔性索的抗拉性能大大提高，柔性索两端通过锚固件进行锚固，取代了原有的支座和轨道梁之间依靠预埋锚筋和混凝土之间的粘结力传递，克服了锚筋与混凝土粘结强度在车辆等剧烈晃动或者在地震作用下易发生破坏且不可恢复的问题，因而该种支座体系更加合理、可靠。

柔性索为穿过布置于轨道梁和盖梁，或轨道梁和混凝土基础的孔道后锚固安装在轨道梁顶部槽口或者盖梁底部槽口，支座安装固定在轨道梁下，不再是传统上的将支座顶板锚固钢筋预埋在混凝土轨道梁底部内。本专利柔性索更换方便，且支座达到设计使用年限损坏更换时，只需更换支座，不需要更换轨道梁。因此，轨道梁的使用寿命不受支座更换的影响，有效解决了支座寿命决定轨道梁寿命的问题。

采用柔性索锚固在轨道梁顶部槽口，当承受较大横向倾覆力F₁时，如图4所示，以轨道梁为受力分析对象，σ_1i为第i根柔性索极限拉应力，A_1i为第i根柔性索截面积，柔性索左右两侧的拉力分别为F₁₁、F₁₂，Z₁为轨道梁底面上位于支座左侧转动轴正上方的点，X₁为横向倾覆力F₁相对于Z₁点的作用力臂，X_g1为轨道梁重力G₁相对于Z₁点的作用力臂，X₁₁为柔性索拉力F₁₁相对于Z₁点的作用力臂，X₁₂为柔性索拉力F₁₂相对于Z₁点的作用力臂，左侧支座顶板对轨道梁反力R₁₁相对于Z₁点的作用力臂为0，右侧支座顶板对轨道梁反力R₁₂在横向倾覆力F₁较大时在平衡的瞬间其大小为0，则对Z₁点存在如下抗扭平衡关系：

F₁₁×X₁₁+F₁×X₁≤G₁×X_g1+F₁₂×X₁₂

F₁×X₁-G₁×X_g1≤F₁₂×X₁₂-F₁₁×X₁₁

忽略柔性索和预留孔道之间的摩擦力，F₁₁和F₁₂近似相等，则有：

F₁×X₁-G₁×X_g1≤F₁₂×(X₁₂-X₁₁)

S₁≤R₁

作用S₁＝F₁×X₁-G₁×X_g1，抗力R₁＝F₁₂×(X₁₂-X₁₁)

其中：F_1i＝σ_1i×A_1i(i＝1～2)

由上看出，在抗力R₁中，柔性索极限拉应力σ_1i远远大于锚筋和混凝土之间的粘结强度τ_i，因柔性索布置在锚筋的外侧，故柔性索的抗扭力臂X₁₂-X₁₁也大于锚筋的抗扭力臂X_0i。抗力R₁远大于抗力R₀。说明采用柔性索锚固在轨道梁顶部槽口内的方法，大大提高了轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土基础之间的抗拉能力，增强了轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土基础之间的抗倾覆能力；在需要同样抗力的情况下，这种抗力支座避免了大量使用锚固钢筋的缺陷。另外，柔性索提高了轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土之间的连接可靠性，在列车等剧烈晃动或者地震作用下限制了轨道梁过大的位移，且不存在锚筋和混凝土粘结强度破坏的情况，在一定程度上提高了跨座式单轨交通抗震性能，因而该种支座体系是一种受力合理、安全可靠的体系。

采用柔性索锚固在盖梁底部槽口，当承受较大横向倾覆力F₂时，如图5所示，以轨道梁为受力分析对象，σ_2i为第i根柔性索极限拉应力，A_2i为第i根柔性索截面积，柔性索左右两侧的拉力分别为F₂₁、F₂₂，Z₂为轨道梁底面上位于支座左侧转动轴正上方的点，X₂为横向倾覆力F₂相对于Z₂点的作用力臂，X_g2为轨道梁重力G₂相对于Z₂点的作用力臂，X₂₁为柔性索拉力F₂₁相对于Z₂点的作用力臂，X₂₂为柔性索拉力F₂₂相对于Z₂点的作用力臂，左侧支座顶板对轨道梁的反力R₂₁相对于Z₂点的作用力臂为0，右侧支座顶板对轨道梁的反力R₂₂在横向倾覆力F₂较大时在平衡的瞬间其大小为0，则对Z₂点存在如下抗扭平衡关系：

F₂₁×X₂₁+F₂×X₂≤G₂×X_g2+F₂₂×X₂₂

F₂×X₂-G₂×X_g2≤F₂₂×X₂₂-F₂₁×X₂₁

忽略柔性索和预留孔道之间的摩擦力，F₂₁和F₂₂近似相等，则有：

F₂×X₂-G₂×X_g2≤F₂₂×(X₂₂-X₂₁)

S₂≤R₂

作用S₂＝F₂×X₂-G₂×X_g2，抗力R₂＝F₂₂×(X₂₂-X₂₁)

其中：F_2i＝σ_2i×A_2i(i＝1～2)

由上看出，在抗力R₂中，柔性索极限拉应力σ_2i远远大于锚筋和混凝土之间的粘结强度τ_i，因柔性索布置在锚筋的外侧，故柔性索的抗扭力臂X₂₂-X₂₁也大于锚筋的抗扭力臂X_0i。抗力R₂远大于抗力R₀。说明采用柔性索锚固在盖梁底部槽口内的方法，大大提高了轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土基础之间的抗拉能力，增强了轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土基础之间的抗倾覆能力；在需要同样抗力的情况下，这种抗力支座避免了大量使用锚固钢筋的缺陷。另外，柔性索提高了轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土之间的连接可靠性，在列车等剧烈晃动或者地震作用下限制了轨道梁过大的位移，且不存在锚筋和混凝土粘结强度破坏的情况，一定程度上提高了跨座式单轨交通抗震性能，因而该种支座体系较为合理。

综上所述，本专利有效解决了当前支座锚筋用量大，锚筋与混凝土粘结强度破坏，以及短寿命支座决定了长寿命轨道梁的寿命的问题，提高了轨道梁支座的抗倾覆及抗震性能。

附图说明

图1一种梁顶锚固的轨道梁支座体系

图2一种盖梁底部锚固的轨道梁支座体系

图3预埋铸钢支座受力分析图

图4梁顶锚固的轨道梁支座体系受力分析图

图5盖梁底部锚固的轨道梁支座体系受力分析图

图中：1a—柔性索；2a—柔性索；1b—支座；2b—支座；1c—梁预留孔道；2c—墩预留孔道；1d—U形孔道；2d—U形孔道；1e—预埋钢板；2e—预埋钢板；1f—预埋钢板；2f—预埋钢板；1g—轨道梁；2g—轨道梁；1h—盖梁或混凝土基础；2h—盖梁；1j—抗剪榫；2j—抗剪榫；1k—抗剪榫；2k—抗剪榫；1p—轨道梁顶部槽口；2p—盖梁底部槽口。

具体实施方式

实例1结合图1对基于本专利的一个柔性索锚固在轨道梁顶部的轨道梁支座体系进行示范说明。

某跨座式单轨交通PC轨道梁，布置于高架桥上，混凝土梁截面高1.5m,宽0.85m，长20m，曲率半径为200m，如图1，所述的一种轨道梁支座体系包括柔性索1a、支座1b、梁预留孔道1c、U形孔道1d、预埋钢板1e、预埋钢板1f、轨道梁1g、盖梁或混凝土基础1h、抗剪榫1j、抗剪榫1k、轨道梁顶部槽口1p。其具体实施方式如下：

1)如图1所示，柔性索1a和支座1b共同连接轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h,用柔性索1a承担轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的拉力，用支座1b传递轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的压力和剪力，柔性索1a和支座1b共同形成一个抵抗轨道梁发生倾覆的平衡受力体系。

2)该体系轨道梁1g底面设置带有抗剪榫1j的预埋钢板1e，支座1b顶板设置有与轨道梁1g底面抗剪榫1j对应的开孔，轨道梁1g底面抗剪榫1j穿过支座1b顶板设置的开孔，盖梁或混凝土基础1h顶面设置带有抗剪榫1k的预埋钢板1f，支座1b底板设置有与盖梁或混凝土基础1h顶面抗剪榫1k对应的开孔，盖梁或混凝土基础1h顶面的抗剪榫1k穿过支座1b底板设置的开孔，形成用支座1b传递轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的压力和剪力体系。

3)柔性索1a对称布置于支座1b两侧，柔性索1a穿过梁预留孔道1c和布置于盖梁的U形孔道1d，其两端锚固在轨道梁顶部槽口1p，形成所述的一种轨道梁支座体系。

上述支座体系中，用柔性索1a承担轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的拉力，用支座1b传递轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的压力和剪力，形成了一个抵抗轨道梁1g发生倾覆的平衡受力体系，该体系受力性能突出，有效解决了当前跨座式单轨交通领域支座锚筋用量大，锚筋与混凝土粘结强度破坏，以及短寿命支座决定了长寿命轨道梁的寿命等多种问题，提高了跨座式单轨交通中轨道梁支座的抗倾覆及抗震性能。

作用原理说明

以下结合附图对一种轨道梁支座体系作用原理作进一步说明，在此之前应当指出，通过附图所描述的实施例只是作为示范进行原理说明，不能理解为对本发明的限制。

首先结合图1和图4对基于本专利的所述轨道梁支座体系的作用原理进行示范说明。所述的一种轨道梁支座体系包括柔性索1a、支座1b、梁预留孔道1c、U形孔道1d、预埋钢板1e、预埋钢板1f、轨道梁1g、盖梁或混凝土基础1h、抗剪榫1j、抗剪榫1k、轨道梁顶部槽口1p。

从结构上来说，如图1，柔性索1a和支座1b共同连接轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h,用柔性索1a承担轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的拉力，用支座1b传递轨道梁和盖梁或混凝土基础1h之间的压力和剪力，柔性索1a和支座1b共同形成一个抵抗轨道梁发生倾覆的平衡受力体系。该体系在轨道梁1g底面设置带有抗剪榫1j的预埋钢板1e，盖梁或混凝土基础1h顶面设置带有抗剪榫1k的预埋钢板1f，支座1b顶板和底板分别设置有与轨道梁1g底面抗剪榫1j、盖梁或混凝土基础1h顶面抗剪榫1k对应的开孔，抗剪榫1j和抗剪榫1k分别穿过支座1b顶板、底板设置的开孔，形成用支座1b传递轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的压力和剪力体系。柔性索1a对称布置于支座1b两侧，柔性索1a穿过梁预留孔道1c和布置于盖梁或混凝土基础1h的U形孔道1d，其两端锚固在轨道梁顶部槽口1p。

从受力与功能上来讲，如图4，用柔性索1a承担轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的拉力，用支座1b传递轨道梁和盖梁或混凝土基础1h之间的压力和剪力，柔性索1a和支座1b共同形成一个抵抗轨道梁发生倾覆的平衡受力体系，该体系可抵抗较大的轨道梁横向倾覆力，与锚筋相比，柔性索1a的抗拉性能大大提高，柔性索1a两端通过锚固件锚固，取代了原有的支座和轨道梁之间依靠大量的预埋锚筋和混凝土之间的粘结力传递，克服了锚筋与混凝土粘结强度在列车等剧烈晃动或者地震作用下易发生破坏且不可恢复的问题，因而在力的传递上该种支座体系更加合理。

柔性索1a穿过轨道梁1g内布置的梁预留孔道1c和布置于盖梁或混凝土基础1h的U形孔道1d，其两端锚固在轨道梁顶部槽口1p，支座1b通过后期安装固定在轨道梁1g下，不再是将支座上摆锚固钢筋预埋在轨道梁底部，柔性索1a更换方便，且支座1b达到设计使用年限损坏需要更换时，只需更换支座1b，而轨道梁1g使用寿命不受影响，有效解决了支座寿命决定轨道梁寿命的问题。

该体系采用柔性索1a锚固在轨道梁顶部槽口1p，当承受较大横向倾覆力F₁时，如图4所示，以轨道梁1g为受力分析对象，σ_1i为第i根柔性索极限拉应力，A_1i为第i根柔性索截面积，柔性索1a左右两侧的拉力分别为F₁₁、F₁₂，Z₁为轨道梁1g底面上位于支座1b左侧转动轴正上方的点，X₁为横向倾覆力F₁相对于Z₁点的作用力臂，X_g1为轨道梁重力G₁相对于Z₁点的作用力臂，X₁₁为柔性索拉力F₁₁相对于Z₁点的作用力臂，X₁₂为柔性索拉力F₁₂相对于Z₁点的作用力臂，左侧支座顶板对轨道梁1g的反力R₁₁相对于Z₁点的作用力臂为0，右侧支座顶板对轨道梁1g的反力R₁₂在横向倾覆力F₁较大时在平衡的瞬间其大小为0，则对Z₁点存在如下抗扭平衡关系：

F₁₁×X₁₁+F₁×X₁≤G₁×X_g1+F₁₂×X₁₂

F₁×X₁-G₁×X_g1≤F₁₂×X₁₂-F₁₁×X₁₁

忽略柔性索和预留孔道之间的摩擦力，F₁₁和F₁₂近似相等，则有：

F₁×X₁-G₁×X_g1≤F₁₂×(X₁₂-X₁₁)

S₁≤R₁

作用S₁＝F₁×X₁-G₁×X_g1，抗力R₁＝F₁₂×(X₁₂-X₁₁)

其中：F_1i＝σ_1i×A_1i(i＝1～2)

由上看出，在抗力R₁中，柔性索1a极限拉应力σ_1i远远大于锚筋和混凝土之间的粘结强度τ_i，因柔性索布置在锚筋的外侧，故柔性索1a的抗扭力臂X₁₂-X₁₁也大于锚筋的抗扭力臂X_0i。抗力R₁远大于抗力R₀。说明采用柔性索1a锚固在轨道梁顶部槽口1p内的方法，大大提高了轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的抗拉能力，增强了轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的抗倾覆能力；在需要同样抗力的情况下，这种抗力支座避免了大量使用锚固钢筋的缺陷。另外，柔性索1a提高了轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的连接可靠性，在列车等剧烈晃动或者地震作用下限制了轨道梁过大的位移，且不存在锚筋和混凝土粘结强度破坏的情况，一定程度上提高了跨座式单轨交通抗震性能，因而该种支座体系较为合理。

根据以上分析，用柔性索1a承担轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的拉力，用支座1b传递轨道梁1g和盖梁或混凝土基础1h之间的压力和剪力，形成一个抵抗轨道梁1g发生倾覆的平衡受力体系，该体系受力性能突出，有效解决了当前支座锚筋用量大，锚筋与混凝土粘结强度破坏，以及短寿命支座决定了长寿命轨道梁的寿命等多种问题，提高了轨道梁支座的抗倾覆及抗震性能。

实例2结合图2对基于本专利的一个柔性索锚固在轨道梁顶部的轨道梁支座体系进行示范说明。

某跨座式单轨交通PC轨道梁，布置于高架桥上，混凝土梁截面高1.6m,宽0.80m，长22m，曲率半径为300m，如图2，所述的一种轨道梁支座体系包括柔性索2a、支座2b、墩预留孔道2c、U形孔道2d、预埋钢板2e、预埋钢板2f、轨道梁2g、盖梁2h、抗剪榫2j、抗剪榫2k、盖梁底部槽口2p。其具体实施方式如下：

1)如图2所示，柔性索2a和支座2b共同连接轨道梁2g和盖梁2h,用柔性索2a承担轨道梁2g和盖梁2h之间的拉力，用支座2b传递轨道梁2g和盖梁2h之间的压力和剪力，柔性索2a和支座2b共同形成一个抵抗轨道梁发生倾覆的平衡受力体系。

2)该体系在轨道梁2g底面设置带有抗剪榫2j的预埋钢板2e，支座2b顶板设置有与轨道梁2g底面抗剪榫2j对应的开孔，轨道梁2g底面抗剪榫2j穿过支座2b顶板设置的开孔，盖梁2h顶面设置带有抗剪榫2k的预埋钢板2f，支座2b底板设置有与盖梁2h顶面抗剪榫2k对应的开孔，盖梁2h顶面的抗剪榫2k穿过支座底板设置的开孔，形成用支座2b传递轨道梁2g和盖梁2h之间的压力和剪力体系。

3)柔性索2a对称布置于支座2b两侧，柔性索2a穿过布置于盖梁2h内的墩预留孔道2c和布置于轨道梁2g的U形孔道2d，其两端锚固在盖梁底部槽口2p，形成所述的一种轨道梁支座体系。

上述支座体系中，用柔性索2a承担轨道梁2g和盖梁2h之间的拉力，用支座2b传递轨道梁2g和盖梁2h之间的压力和剪力，形成了一个抵抗轨道梁2g发生倾覆的平衡受力体系，该体系受力性能突出，有效解决了当前跨座式单轨交通领域支座锚固钢筋用量大，锚筋与混凝土粘结强度破坏，以及短寿命支座决定了长寿命轨道梁的寿命等多种问题，提高了跨座式单轨交通中轨道梁支座的抗倾覆及抗震性能。

本实施例作用原理说明

以下结合附图对一种轨道梁支座体系作用原理作进一步说明，在此之前应当指出，通过附图所描述的实施例只是作为示范进行原理说明，不能理解为对本发明的限制。

首先结合图2和图5对基于本专利的所述轨道梁支座体系的作用原理进行示范说明。所述的一种轨道梁支座体系包括柔性索2a、支座2b、墩预留孔道2c、U形孔道2d、预埋钢板2e、预埋钢板2f、轨道梁2g、盖梁2h、抗剪榫2j、抗剪榫2k、盖梁底部槽口2p。

从结构上来说，如图2，柔性索2a和支座2b共同连接轨道梁2g和盖梁2h,用柔性索2a承担轨道梁2g和盖梁2h之间的拉力，用支座2b传递轨道梁2g和盖梁2h之间的压力和剪力，柔性索2a和支座2b共同形成一个抵抗轨道梁发生倾覆的平衡受力体系。该体系在轨道梁2g底面设置带有抗剪榫2j的预埋钢板2e，支座2b顶板设置有与轨道梁2g底面抗剪榫2j对应的开孔，轨道梁2g底面抗剪榫2j穿过支座2b顶板设置的开孔，盖梁2h顶面设置带有抗剪榫2k的预埋钢板2f，支座2b底板设置有与盖梁2h顶面抗剪榫2k对应的开孔，盖梁2h顶面的抗剪榫2k穿过支座底板设置的开孔，形成用支座2b传递轨道梁2g和盖梁2h之间的压力和剪力体系。柔性索2a对称布置于支座2b两侧，柔性索2a穿过布置于盖梁2h内的墩预留孔道2c和布置于轨道梁2g的U形孔道2d，其两端锚固在盖梁底部槽口2p。

从受力与功能上来讲，如图5，用柔性索2a承担轨道梁2g和盖梁2h之间的拉力，用支座2b传递轨道梁和盖梁2h之间的压力和剪力，柔性索2a和支座2b共同形成一个抵抗轨道梁发生倾覆的平衡受力体系，该体系可抵抗较大的轨道梁横向倾覆力，与锚固钢筋相比，柔性索2a的抗拉性能大大提高，柔性索2a两端通过锚固件锚固，取代了原有的支座和轨道梁之间依靠大量的预埋锚固钢筋和混凝土之间的粘结力传递，克服了锚固钢筋与混凝土粘结强度在列车等剧烈晃动或者地震作用下易发生破坏且不可恢复的问题，因而在力的传递上该种支座体系更加合理。

柔性索2a穿过布置于盖梁2h内的墩预留孔道2c和布置于轨道梁2g的U形孔道2d，其两端锚固在盖梁底部槽口2p，支座2b通过后期安装固定在轨道梁2g下，不再是将支座上摆锚固钢筋预埋在轨道梁底部，柔性索2a更换方便，且支座2b达到设计使用年限损坏需要更换时，只需更换支座2b，而轨道梁2g使用寿命不受影响，有效解决了支座寿命决定轨道梁寿命的问题。

该体系采用柔性索2a锚固在盖梁底部槽口2p，当承受较大横向倾覆力F₂时，如图5所示，以轨道梁2g为受力分析对象，σ_2i为第i根柔性索极限拉应力，A_2i为第i根柔性索截面积，柔性索2a左右两侧的拉力分别为F₂₁、F₂₂，Z₂为轨道梁2g底面上位于支座2b左侧转动轴正上方的点，X₂为横向倾覆力F₂相对于Z₂点的作用力臂，X_g2为轨道梁重力G₂相对于Z₂点的作用力臂，X₂₁为柔性索拉力F₂₁相对于Z₂点的作用力臂，X₂₂为柔性索拉力F₂₂相对于Z₂点的作用力臂，左侧支座顶板对轨道梁2g的反力R₂₁相对于Z₂点的作用力臂为0，右侧支座顶板对轨道梁2g的反力R₂₂在横向倾覆力F₂较大时在平衡的瞬间其大小为0，则对Z₂点存在如下抗扭平衡关系：

F₂₁×X₂₁+F₂×X₂≤G₂×X_g2+F₂₂×X₂₂

F₂×X₂-G₂×X_g2≤F₂₂×X₂₂-F₂₁×X₂₁

忽略柔性索和预留孔道之间的摩擦力，F₂₁和F₂₂近似相等，则有：

F₂×X₂-G₂×X_g2≤F₂₂×(X₂₂-X₂₁)

S₂≤R₂

作用S₂＝F₂×X₂-G₂×X_g2，抗力R₂＝F₂₂×(X₂₂-X₂₁)

其中：F_2i＝σ_2i×A_2i(i＝1～2)

由上看出，在抗力R₂中，柔性索2a极限拉应力σ_2i远远大于锚筋和混凝土之间的粘结强度τ_i，因柔性索布置在锚筋的外侧，故柔性索2a的抗扭力臂X₂₂-X₂₁也大于锚筋的抗扭力臂X_0i。抗力R₂远大于抗力R₀。说明采用柔性索2a锚固在盖梁底部槽口2p内的方法，大大提高了轨道梁2g和盖梁2h之间的抗拉能力，增强了轨道梁2g和盖梁2h之间的抗倾覆能力；在需要同样抗力的情况下，这种抗力支座避免了大量使用锚固钢筋的缺陷。另外，柔性索2a提高了轨道梁2g和盖梁2h之间的连接可靠性，在列车等剧烈晃动或者地震作用下限制了轨道梁过大的位移，且不存在锚筋和混凝土粘结强度破坏的情况，一定程度上提高了跨座式单轨交通抗震性能，因而该种支座体系较为合理。

根据以上分析，用柔性索2a承担轨道梁2g和盖梁2h之间的拉力，用支座2b传递轨道梁2g和盖梁2h之间的压力和剪力，形成一个抵抗轨道梁2g发生倾覆的平衡受力体系，该体系受力性能突出，有效解决了当前支座锚固钢筋用量大，锚固钢筋与混凝土粘结强度破坏，以及短寿命支座决定了长寿命轨道梁的寿命等多种问题，提高了轨道梁支座的抗倾覆及抗震性能。

综上所述，本专利提供了一种轨道梁支座体系，用柔性索承担轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土基础之间的拉力，用支座传递轨道梁和盖梁或轨道梁和混凝土基础之间的压力和剪力，该体系有效解决了当前跨座式单轨交通锚筋用量大，锚筋与混凝土粘结强度破坏，以及短寿命支座决定了长寿命轨道梁的寿命的问题，提高了跨座式单轨交通轨道梁支座的抗倾覆及抗震性能。本专利具有新颖性、实用性，符合专利要求，故依法提出专利申请。

以上所述的具体实施方法，对本专利的目的、技术方案和有益效果进行了说明。所应强调的是，以上所述仅为本专利的具体实施例而已，并不能用于限制本专利的范围。凡在本专利的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本专利的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种轨道梁支座体系，其特征在于：用柔性索承担轨道梁和盖梁或用柔性索承担轨道梁和混凝土基础之间的拉力，用支座传递轨道梁和盖梁或用支座传递轨道梁和混凝土基础之间的压力和剪力，柔性索和支座共同形成一个抵抗轨道梁发生倾覆的平衡受力体系。

2.根据权利要求1所述的一种轨道梁支座体系，其特征在于：轨道梁底面设置带有抗剪榫的预埋钢板，支座顶板设置有与轨道梁底面抗剪榫对应的开孔，轨道梁底面抗剪榫穿过支座顶板设置的开孔，盖梁或混凝土基础顶面设置带有抗剪榫的预埋钢板，支座底板设置有与盖梁混凝土基础顶面抗剪榫对应的开孔，盖梁或混凝土基础顶面的抗剪榫穿过支座底板设置的开孔，形成用支座传递轨道梁和盖梁或用支座传递轨道梁和混凝土基础之间的压力和剪力体系。

3.根据权利要求1所述的一种轨道梁支座体系，其特征在于：所述柔性索对称布置于支座两侧，柔性索穿过布置于轨道梁的梁预留孔道和布置于盖梁或混凝土基础的U形孔道，其两端锚固在轨道梁顶部槽口内。

4.根据权利要求1所述的一种轨道梁支座体系，其特征在于：所述柔性索也可对称布置于支座两侧，柔性索穿过布置于轨道梁的U形孔道和布置于盖梁的墩预留孔道，其两端锚固在盖梁底部槽口内。