CN101223317B - 桥梁结构上的固定车行道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在桥梁结构上的固定车行道(1)，其中在桥梁大梁(2)上安置有混凝土板(3)来支撑用于轨道车辆的钢轨(6)。所述混凝土板(3)形成了在至少两根桥梁大梁(2)上延伸的连续的砼条，在所述混凝土板(3)和桥梁大梁(2)之间铺设有连续的成型混凝土层(7)，而一滑动层(10)被设置在所述成型混凝土层(7)和所述桥梁大梁(2)之间，并且所述成型混凝土层(7)被牢固地结合到固定车行道(1)的混凝土板(3)上。

Description

桥梁结构上的固定车行道

技术领域

本发明涉及在桥梁结构上的固定车行道，在所述固定车行道中为支撑用于轨道车辆的钢轨而在桥梁大梁上安置有混凝土板。

背景技术

在轨道交通中固定车行道通常用于高速线路，为此形成有砼条(concrete strip)，所述砼条或者是由相互连接在一起的预制混凝土板组成，或者是由现场混制的混凝土结合在一起的单根枕木所组成。固定车行道在此通过液力结合的基底而被校正和固定，这就形成了几乎是环形的、连续的砼条，其上铺设有用于轨道的钢轨。然而该砼条在桥梁区域是间断的，其目的是为了避免桥梁大梁相对于固定车行道的混凝土板的相对运动，在这种情形下，混凝土板是根据桥梁大梁的长度来铺设的。该砼条在两个桥梁大梁的接头处也是间断的，这就使得桥梁大梁的膨胀能够被直接转移到固定车行道的混凝土板上，并因此避免了在桥梁大梁-混凝土板的复合系统中产生不能接受的扭曲。用这种方式将固定车行道铺设到桥梁结构上的缺点在于：混凝土板的长度必须要与桥梁大梁的长度相匹配。因而这尤其在使用预制混凝土板时有必要为这些预制混凝土板加工出专门的长度，使其能够与桥梁大梁的长度相匹配。此外，这种方式的另一个缺点在于：正如在桥梁大梁上一样要在固定车行道上设置膨胀节，这必然使得钢轨结构造价昂贵。

发明内容

本发明的目的因而是提供在桥梁结构上的固定车行道，该固定车行道不依赖于单个桥梁大梁的长度，此外还可被成本经济地制造。

根据本发明，固定车行道的混凝土板形成了在至少两根桥梁大梁上连续延伸的砼条，在两个桥梁大梁之间的膨胀节因而就与砼条的走向无关。 由于与混凝土板相比桥梁大梁的质量大，并且由于日照辐射的方向所致混凝土板要比桥梁大梁自身遭受更高程度的热膨胀，而且由于桥梁大梁的热膨胀显著地慢于混凝土板的热膨胀，因此根据本发明提供的结构使得桥梁大梁不依赖于混凝土板的砼条，该结构在混凝土板和桥梁大梁之间铺设有成型混凝土层，所述成型混凝土层正如混凝土板的砼条一样在结构上是连续的。一滑动层被设置在所述成型混凝土层和所述桥梁大梁之间，而所述成型混凝土层被牢固地结合到固定车行道的混凝土板上，通过这种方式使得混凝土板和成型混凝土层可以在桥梁大梁上滑动。因而热膨胀可以在很大程度上相互独立地发生，所述成型混凝土层就起到了常规的、液力结合的基底的作用，混凝土板被建造在该成型混凝土层上。然而由于液力结合的基底是与地面牢固地结合在一起的，所述成型混凝土层被布置成可在桥梁大梁上滑动，并将单个桥梁大梁之间的膨胀节桥接起来，因而形成的这种类型的固定车行道即使在桥梁区域也是被连续地和没有中断地建造的，为了桥接膨胀节的钢轨校正也就不再需要了。借此，这种固定车行道可被成本经济地制造，并且在操作时比以前更加便利。

在根据本发明的固定车行道的一优选实施例中，桥梁大梁被支撑在一固定支承和一活动支承上，并且成型混凝土层在桥梁大梁的固定支承区域与桥梁大梁牢固地结合。由此，固定车行道和成型混凝土层相对于桥梁大梁所具有的不同膨胀显示出了有利的特性，即膨胀必然地沿大致相同的方向发生，这两个单元彼此的相对运动就因此保持相对较小。

如果在桥梁大梁和成型混凝土层之间的稳固结合是通过连接元件(如系紧螺栓、特别是拧入式系紧螺栓、环箍钢筋或者销)来实现的话是特别有利的，所述连接元件例如从桥梁大梁上突出并且成型混凝土层在所述连接元件上被浇注成形。在此，如果所述系紧螺栓为拧入式系紧螺栓并且直到成型混凝土层即将浇注成形之前才被拧入桥梁大梁中是特别有利的，这就使得桥梁大梁在成型混凝土层被浇注之前可被用来行驶施工车辆，而不会损坏系紧螺栓。

通过使用设置在桥梁大梁和成型混凝土层之间的一弹性层将带来独特的优点，例如在两根桥梁大梁接头处的一硬质(high-resistance)泡沫层或一弹性体层。由于单个的桥梁大梁是彼此相互独立的，而与此相反的是， 成型混凝土层和混凝土板作为连续的砼条在桥梁大梁的膨胀节上方延伸，因此这两个单元具有不同的弹性挠曲线。每根桥梁大梁呈弓形弯曲，而混凝土板和成型混凝土层在单个的桥梁大梁上方呈波形延伸，在此设置的硬质泡沫层是为了避免在两根桥梁大梁之间的区域产生过大的应力。在极端的情况下，桥梁大梁的端部可以在弹性层中向里或向外移动，而不会施加过大的压力到成型混凝土层和混凝土板上，因而就减少了连续砼条上的应力。弹性层因此形成了现有结构的特别有利的元件。所述弹性层例如可以是在浇注成型混凝土层之前以硬质泡沫板的形式铺在桥梁大梁上的硬质泡沫层。因而就在两个相邻的桥梁大梁的相互间隔的接头区域为成型混凝土层同时提供了模板。

如果在面向成型混凝土层的弹性层上设置一支承板，那么在混凝土浇注前和浇注过程中，可将用于成型混凝土层的加强筋就有利地放置到该支承板上，而不会损坏该弹性层或者以不确定的方式被凝结到成型混凝土层中。

如果在桥梁大梁上设置有一缺口来部分地固定所述弹性层，那么一方面，硬质泡沫层的位置就被限定在桥梁大梁上，而且另一方面，在弹性层区域的成型混凝土层不会被显著地削弱。在两根桥梁大梁之间的过渡区域的成型混凝土层的高度因而就与成型混凝土层的其余部分的厚度几乎一样。

虽然所述固定车行道的混凝土板通常借助于非刚性连接而被基本上稳固地结合到成型混凝土层，如果在两根桥梁大梁的接头区域所述固定车行道的混凝土板与成型混凝土层以形状配合锁紧的方式结合，那么就可以获得特别高的稳定性。所述的形状配合锁紧的连接可以通过混凝土板与成型混凝土层的螺栓连接来特别容易地实现，为此，也可以使用拧入式系紧螺栓、环箍钢筋或者随后钻孔和浇铸的销。

在成型混凝土层与桥梁大梁之间的滑动层优选是由薄膜和/或土工布所制成，同样优选的是使用彼此重叠并且因而能够确定地滑动越过彼此的两层薄膜。土工布具有这样的优点：可以至少部分地被混凝土浸渍，因而可以很好地与混凝土结合。桥梁大梁的不平整可以被厚度为2-10mm的土工布所补偿，这由此就使得成型混凝土层在桥梁大梁上的滑动变得相当容 易，因而就可以大大地避免扭曲。为此，一层土工布可以被设置在桥梁大梁上和/或在成型混凝土层的面向桥梁大梁的侧面上，并且在其间可具有一层或两层薄膜，例如厚度约为0.3-0.5mm的聚乙烯薄膜。

如果所述混凝土板是由单个预制混凝土板所组成的话，对于本发明是尤其有利，所述单个预制混凝土板被相互连在一起以形成连续的砼条，这可以例如通过如同在“Feste Fahrbahn-B

gl”系统中所已知的常规方式来完成。当然，本发明也可选择地被应用到由未被连接到一起的预制板或由在现场混合的混凝土浇注的枕木所组成的固定车行道上。

在一特别优选的实施例中，所述预制混凝土板可以由具有常规长度的标准件所组成，在铺设时不用考虑桥梁大梁接头的位置。由于预制混凝土板被铺设在形成了一连续的砼条的成型混凝土层的顶部，当铺设预制混凝土板时就没必要考虑桥梁大梁之间的接头。由成型混凝土层所形成的连续的砼条就连同组成固定车行道的预制混凝土板的砼条一起在桥梁大梁上滑动。

除了上面所描述的优点之外，所述成型混凝土层具有的进一步的优点在于：固定车行道的轨道可以由成型混凝土层来导引，特别是轨道的抬高(例如在转弯路段)可以借助于成型混凝土层来形成。同样形式的所述混凝土板(特别是预制混凝土板)可以被从头至尾地铺设。在大多数情况下，预制混凝土板不需要特殊的尺寸。

为了使成型混凝土层稳定并且能够吸收由热膨胀以及由作用在轨道车辆上的加速力所造成的压应力和张应力，所述成型混凝土层被钢筋加强。

特别地，为了防止成型混凝土层和固定车行道在侧面的折断，在桥梁大梁上设置了止动块用于保持固定车行道的成型混凝土层和/或混凝土板的横向位置，所述止动块允许成型混凝土层和/或混凝土板在轨道纵向的相对运动。所述成型混凝土层和/或混凝土板在桥梁大梁上的侧向运动将通过被设置在成型混凝土层和/或混凝土板两侧上的止动块而得以避免。

附图说明

本发明的进一步的优点将通过下面的实施例来描述，其中：

图1为在两根桥梁大梁接头区域，固定车行道在桥梁结构上的纵剖面图；

图2为固定车行道在与图1类似的区域中的俯视图；

图3为桥梁大梁的横截面图；及

图4为一剖面图，示出了滑动层的局部放大图。

具体实施方式

图1示出了固定车行道1在两根桥梁大梁2接头12的区域内的纵剖面图。在本实施例中，所述固定车行道是由混凝土板3所形成的，所述混凝土板3在其接头4处被稳固地相互连接并且因此形成一连续的砼条。单个混凝土板3在接头4处的连接可以用常规的方式通过预变形钢和将混凝土浇注到接头4的间隙内来得以形成，钢轨6被放置在固定车行道1上的钢轨支撑5上。

混凝土板3被安置在成型混凝土层7上，这可以这样来实现，例如借助于心轴来调整混凝土板3在成型混凝土层7上的位置，并紧接着在混凝土板3和成型混凝土层7之间浇注混凝土将其固定到位。所述成型混凝土层7因此就在一恒定位置为混凝土板3提供了一个稳固的地基用来长久放置固定车行道1。

在所述成型混凝土层7和桥梁大梁2的上表面之间设置了一滑动层10。为了允许有不同的膨胀，特别是由于太阳辐射和所述桥梁大梁2与带有成型混凝土层7的所述固定车行道1具有不同的质量所发生的不同膨胀，如果所述固定车行道1和所述成型混凝土层7能够在桥梁大梁2上滑动将是特别有利的。借此就避免产生不能接受的应力，并且尤其是在固定车行道1的区域内产生了非常均一的结构，这就显著地提高了轨道车辆的行驶舒适性，并且另一方面制造成本相对较低。所述固定车行道1的接头4在这种结构中就不必再和过去一样与桥梁大梁之间的接头12相一致。所述固定车行道1在桥梁大梁2的接头12上方无中断地延伸开来。单个混凝土板3可以用常规的标准方式来制作，就不必要考虑各个桥梁大梁2各自的特定长度。特别是在以多个桥梁为特征的行车路段，这种结构与现有技术状态相比具有特别大的优点，因为常规的结构需要大量制造成特定长度的混凝土板3。

在这里所图示的剖面中，桥梁大梁2被安置到柱子14上面，各自被支撑在一个固定支承15和一个活动支承16上，这就使得桥梁大梁2的膨胀从固定支承15沿同一桥梁大梁2的活动支承16的方向进行。因而在接头12处的间隙根据桥梁大梁2的长度变化而变大或变小。为了将剪切力从固定车行道1和成型混凝土层7传递到桥梁大梁2上，在桥梁大梁2的固定支承15的区域设置了系紧螺栓18，这些系紧螺栓18将成型混凝土层7与桥梁大梁2相连接。由成型混凝土层7和混凝土板3组成的单元的热膨胀因此发生在与桥梁大梁2相同的方向，其结果导致这两个单元之间的较小的相对运动是可预期的。

所述系紧螺栓18优选是拧入式系紧螺栓，这就意味着螺纹套筒被浇注在桥梁大梁2的上侧，并且系紧螺栓18在即将浇注成型混凝土层7之前被拧入到螺纹套筒中。这有如下优点：在施工工作期间，所述桥梁大梁2的上侧可被用作施工车辆的行车道，而不会损坏会从所述桥梁大梁2的上侧突出的系紧螺栓18。

由于桥梁大梁2没被相互连接在一起，那么在承载以后每根大梁将下垂成弓形形状，相反，成型混凝土层7和固定车行道1的连续砼条的运动更确切地说会出现波浪形。为了避免连续砼条在接头12区域形成不能接受的扭折，在接头12区域将一硬质泡沫层20设置在桥梁大梁2之上和成型混凝土层7之下。如果在接头12区域的两根桥梁大梁2之间出现了扭折，桥梁大梁因而就不会压靠着成型混凝土层7，而是会移动到硬质泡沫层20中去，并且挤压所述硬质泡沫层20，却不会施加不能接受的压力到所述成型混凝土层7上。该硬质泡沫层20可以由硬质泡沫板所组成，所述硬质泡沫板被嵌入为此预先设置的位于桥梁大梁中的缺口中。所述硬质泡沫层20的厚度通常几厘米就足够了，为了补偿在成型混凝土层7和桥梁大梁2之间沿垂直方向预期的相对运动，接头12只要叠放1-2米长度也就足够了。用来容纳硬质泡沫层20的位于桥梁大梁2上侧的缺口在制造上是有利的，因为所述硬质泡沫层20的位置在浇注成型混凝土层7时是保持稳固的，但这样保持稳固实际上对作用而言并不是必需的。

为了在浇注成型混凝土层7时确保位于其中的加强钢筋的准确定位，优选的是将支承板21放置在硬质泡沫层20上。所述支承板21确保了所述 加强钢筋在混凝土浇注过程中不会下沉到硬质泡沫层20上，而是会与硬质泡沫层20保持一特定的间隙。所述加强钢筋相应地就可被支撑在支承板21上，例如借助于被安置在其上的底座。

为了确保在接头12区域在固定车行道1的混凝土板3和成型混凝土层7之间的紧固连接，设置有销22。在固定车行道1被安置好以后，将所述销插入固定车行道1和成型混凝土层7中，就为在固定车行道1和成型混凝土层7之间的连接提供了额外的安全保障，特别是在接头12的区域。

图2示出了在桥梁大梁2上的固定车行道1在两根桥梁大梁2之间的接头12区域的俯视图。明显可见的是，固定车行道1如同成型混凝土层7一样形成了在两根桥梁大梁2之间的接头12上方延伸的一连续砼条。硬质泡沫层20和支承板21被装设在接头12区域，系紧螺栓18和销22也被设置在这个区域，以获得成型混凝土层7与桥梁大梁2之间以及与固定车行道1之间的连接。用于轨道车辆的车行道的钢轨6被铺设在大量的钢轨支撑5上。然而，取决于铺设钢轨所用的系统，这也可以用不同的方式来实施，因此，也可以用连续的轨座来取代不连续的轨座。所述固定车行道1也可能不是由预制混凝土板或格栅板来构造成的，而是由单独的枕木来构成的，所述枕木支撑了两根钢轨6并由混凝土和加强钢筋连接在一起。无论如何，重要的是为固定车行道形成了连续的砼条，所述砼条不间断地延续经过接头12。

止动块24被设置来确保固定车行道1的位置相对于桥梁大梁2的横向方向保持不变，所述止动块24被紧固到桥梁大梁2上，并沿横向方向将固定车行道1以及成型混凝土层7固定在固定位置上。固定车行道1和成型混凝土层7相接触的位置是宽松的，这就避免了因膨胀所致的应力。因而这里在止动块24和固定车行道1以及成型混凝土层7之间也设置一滑动层是有利的。由于在固定车行道1和成型混凝土层7之间的紧固连接，仅仅将止动块24相对于成型混凝土层7设置并将其横向固定在适当的位置也就足够了。

图3示出了本发明结构的横截面图。在其左侧示出了在两根桥梁大梁2之间的接头12区域的桥梁大梁2和固定车行道1的截面，因而可以看见位于成型混凝土层7下面的硬质泡沫层20和支承板21。所述成型混凝土层7被成形为楔形，从而使得固定车行道1被抬高，这在固定车行道1线路的弯曲段是特别必要的。从附图中可见，在这个区域中固定车行道1也可使用标准件。所述抬高是借助于根据需要而浇注的成型混凝土层7来完成的。止动块24被设置在侧面来保持固定车行道1和成型混凝土层7的横向位置，一方面，所述止动块24被刚性固定到桥梁大梁2上，而另一方面所述止动块24可以相对于成型混凝土层7和固定车行道1滑动。

在图3的右半侧示出了在车行道的正常路段区域的横截面图，该路段远离接头12。在桥梁大梁2和成型混凝土层7之间设置了一滑动层10，该滑动层允许成型混凝土层7在桥梁大梁2上滑动。除此之外，图3的右半侧视图相当于其左半侧的视图。

图4示出了在成型混凝土层7和桥梁大梁2之间的滑动连接的局部放大视图。为了使得桥梁大梁2和成型混凝土层7的相对粗糙表面能够彼此滑过而不会引起大的摩擦力，本实施例中在桥梁大梁2的上侧和成型混凝土层7的下侧各设置了一层土工布26，两层薄膜27位于所述两层土工布26之间。所述土工布26消除了在桥梁大梁2和成型混凝土层7表面上的不平整。在混凝土浇注期间，如果在混凝土凝固之前使用土工布，那么它们就由所使用的混凝土部分地浸渍。不过，在桥梁大梁2上的土工布26通常仅在混凝土凝固以后才被使用，在这种情形下，土工布26就不会被混凝土浸渍。另一方面，成型混凝土层7通常被浇注到土工布26上并且在混凝土凝固期间渗入到土工布26上，因而就形成了牢固的结合。所述两层薄膜27使得成型混凝土层7可以在桥梁大梁2上滑动，这就导致了非常小的摩擦，所述两层薄膜27可以没有大的阻力地相互抵靠滑动。在本发明的一较简单的实施例中，仅一层薄膜27，并且如有可能，甚至也只有一层土工布26就足够了，以用来补偿在桥梁大梁2和成型混凝土层7上的不平整性并使得可以很容易地滑动。

本发明并不限于所描述的具体实施例，在任何时候，对成型混凝土层7、桥梁大梁2和滑动层10在结构上所作的可能改进变型都在本专利权利要求的范围内。

Claims (17)

1.在桥梁结构上的固定车行道，其中，为支撑用于轨道车辆的钢轨(6)而在桥梁大梁(2)上安置有混凝土板(3)，其特征在于，所述混凝土板(3)形成了在至少两根桥梁大梁(2)上延伸的连续的砼条，在所述混凝土板(3)和所述桥梁大梁(2)之间铺设有连续的成型混凝土层(7)，而一滑动层(10)被设置在所述成型混凝土层(7)和所述桥梁大梁(2)之间，并且所述成型混凝土层(7)被牢固地结合到所述固定车行道(1)的所述混凝土板(3)上。

2.根据权利要求1所述的固定车行道，其特征在于，所述桥梁大梁(2)由一固定支承(15)和一活动支承(16)支撑，并且所述成型混凝土层(7)在所述桥梁大梁(2)的所述固定支承(15)区域内与所述桥梁大梁(2)牢固地结合。

3.根据前述任一权利要求所述的固定车行道，其特征在于，在所述桥梁大梁(2)和所述成型混凝土层(7)之间的稳固结合是通过连接元件来实现的。

4.根据权利要求3所述的固定车行道，其特征在于，在所述桥梁大梁(2)和所述成型混凝土层(7)之间的稳固结合是通过系紧螺栓(18)、环箍钢筋或者销来实现的。

5.根据权利要求4所述的固定车行道，其特征在于，在所述桥梁大梁(2)和所述成型混凝土层(7)之间的稳固结合是通过拧入式系紧螺栓来实现的。

6.根据权利要求1所述的固定车行道，其特征在于，在两根所述桥梁大梁(2)的接头(12)区域处，一弹性层(20)被设置在所述桥梁大梁(2)和所述成型混凝土层(7)之间。

7.根据权利要求6所述的固定车行道，其特征在于，所述弹性层是硬质泡沫层或弹性体层。

8.根据权利要求6所述的固定车行道，其特征在于，在所述弹性层(20)上设置有一支承板(21)。

9.根据权利要求6所述的固定车行道，其特征在于，在所述桥梁大梁(2)上设置有一缺口，以部分容纳所述弹性层(20)。

10.根据权利要求6所述的固定车行道，其特征在于，在两根所述桥梁大梁(2)的接头(12)区域，所述固定车行道(1)的所述混凝土板(3)与所述成型混凝土层(7)形状配合地结合。

11.根据权利要求10所述的固定车行道，其特征在于，所述形状配合地结合通过拧紧来形成，借助于拧入式系紧螺栓、环箍钢筋或者随后钻孔和浇铸的销。

12.根据权利要求1所述的固定车行道，其特征在于，所述滑动层(10)是由薄膜(27)和/或土工布(26)所制成。

13.根据权利要求1所述的固定车行道，其特征在于，所述混凝土板(3)是由单个预制混凝土板所组成，所述单个预制混凝土板被相互连在一起以形成连续的砼条。

14.根据权利要求6所述的固定车行道，其特征在于，所述预制混凝土板是标准件，在铺设时不用考虑所述桥梁大梁(2)之间的接头(12)。

15.根据权利要求1所述的固定车行道，其特征在于，所述固定车行道(1)的位置主要通过所述成型混凝土层(7)来实现。

16.根据权利要求15所述的固定车行道，其特征在于，所述成型混凝土层(7)用钢筋加强。

17.根据权利要求1所述的固定车行道，其特征在于，在所述桥梁大梁(2)上设置了止动块(24)，用于所述固定车行道(1)的所述成型混凝土层(7)和/或所述混凝土板(3)的横向定位。

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