CN103425841A - 跨座式单轨交通多体系梁桥工法指导书生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种跨座式单轨交通多体系梁桥工法指导书生成方法及系统，可应用于一条跨座式单轨交通线路中由简支变连续体系、简支变连续刚构体系、简支变刚构体系和简支体系的部分体系或全部体系组成的梁桥受力体系的各个施工过程控制。该工法指导书生成方法及系统克服了现有单轨交通梁桥施工工法指导书仅适用于简支体系、费时费力、不能提供体系转换后的线形控制的缺点，通过对梁体加工制作、梁体线形定位、体系转换后线形检测及控制等关键施工阶段的精确控制，给出了适用于多种受力体系的跨座式单轨交通梁桥施工工法的解决方案，可应用于轻型、中型和重型等所有的跨座式单轨交通中。

Description

跨座式单轨交通多体系梁桥工法指导书生成方法及系统

技术领域

本发明涉及跨座式单轨交通，应用于一条跨座式单轨交通线路中由简支变连续体系、简支变连续刚构体系、简支变刚构体系和简支体系的部分体系或全部体系组成的梁桥受力体系的各个施工过程控制，具体地说是跨座式单轨交通土建工程梁桥施工工法指导书生成方法及系统，可应用于轻型、中型和重型等所有的跨座式单轨交通中。

背景技术

跨座式单轨交通的PC轨道梁既是承载的梁，又是轻轨列车运行的轨道；既要满足结构承载要求，又要在制造和架设过程中按照线路设计要求形成轨道线形。轨道梁作为轻轨车辆的走行轨道，直接关系到列车运行时的安全性及平顺性，因此对其设计精度及制造精度要求非常高。轨道梁的设计必须要确保轨道的整体线形要求以及较高的结构强度、刚度、竖向挠度、横向抗扭转变形等要求。为保证轨道梁的整体线形高精度要求和确保PC轨道梁的质量，除车辆段、基地等现浇RC轨道梁外，轨道梁主要为工场预制。由于线路纵坡、平面曲线、竖曲线、横向曲线超高的影响，几乎每一榀轨道梁的线形都不相同。因此要对每榀轨道梁一一对应编制工法指导书。工法指导书根据PC轨道梁构造所要求的不同参数（如跨度、曲线半径、超高、竖曲线、预拱度、支座等），精确定出模板的调节量、预埋件种类及位置、各阶段线形变化情况，使土建工程梁桥施工过程完全在工法指导书的控制和指导下有序的进行。同时，轨道梁架设完毕后，根据线形要求对其进行空间位置调整也需要工法指导书给出相应的控制参数。

由于连续体系和刚构体系的独特优势，跨座式单轨交通的结构形式正在由简支体系向简支变连续体系、简支变连续刚构体系和简支变刚构体系发展，并得到广泛应用。一条跨座式单轨交通线路在修建时，沿途的地形、地貌、地质和路况等各不相同，若只采用一种梁桥受力体系如简支变连续体系、简支变连续刚构体系、简支变刚构体系和简支体系都不能很好的满足线路设计要求。因此，需综合考虑线路的实际情况，采用多体系相组合的方法，完成一条跨座式单轨交通线路的设计和建设。

然而现有的单轨交通梁桥施工工法指导书仅适用于简支体系，不能用于由多种混合受力体系组成的跨座式单轨交通中。另外，现有的梁桥施工工法指导书编制方法要编制一份工法指导书需要大量的精通轨道梁设计和线形控制的技术人员耗费数天时间才能编制完成，而且编制出的工法指导书仅适用于简支体系，且其内容简单，不能提供制梁后的线形控制，轨道梁吊装后线形定位等重要参数，制梁精度和施工质量得不到保证。效率低、灵活性差、设计内容不全面、适应性差，这些不足严重制约了跨座式单轨交通的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：对于跨座式单轨交通一条线路中采用简支变连续体系、简支变连续刚构体系、简支变刚构体系和简支体系的部分体系或全部体系的组合的结构形式，由于不同受力体系的差别，且大部分受力体系为超静定结构，计算极其复杂，现有工法指导书无论从设计理论还是输出内容等方面都无法满足多种受力体系的要求。因此，亟需开发一种能够满足多种受力体系的跨座式单轨交通梁桥施工工法指导书生成方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

针对现有工法指导书的内容及编制方法的不足，结合近年来跨座式单轨交通的发展方向，紧密联系实际，发挥计算机的优势，通过编制能够适用于简支变连续体系、简支变连续刚构体系、简支变刚构体系和简支体系的部分体系或全部体系组合的工法软件系统，快速输出能够满足实际需要的工法指导书，该指导书可应用于轻型、中型和重型等所有的跨座式单轨交通中。

一种跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征是：生成跨座式单轨交通多体系线路中简支变连续体系、简支变连续刚构体系、简支变刚构体系和简支体系的梁桥施工工法指导书。

施工工法指导书生成系统及输出内容，主要包括：

参数读入模块：获取用户指定的跨座式单轨结构形式，由此确定指导书的输出样式和内容；获取编制工法指导书所需必备数据，如所有轨道梁和桥墩的线形要素、梁体构造控制参数、预应力筋布置形式、普通钢筋布置形式、预埋件布置情况等；

梁体加工制作参数计算模块：计算并输出每榀轨道梁预制时所需控制参数；包括轨道梁截面性质、挠度计算、千斤顶拉压量、竖曲线反拱度、超高反拱度计算、中性轴压缩、端模倾斜角、轨道梁制作时弧长弦长计算、普通钢筋间距调整、预应力钢筋间距调整、波纹管高度计算、预应力筋张拉参数、内模数据计算、梁长检测设计值、梁端倾斜角设计值、走行面整体线形偏差设计值、导向面和稳定面整体线形偏差设计值的计算；

梁体线形定位参数计算模块：计算并输出每榀轨道梁安装定位时所需控制参数、轨道梁线形调整装置定位参数、竖向预应力张拉控制参数、二期纵向预应力张拉控制参数、湿接缝处预应力筋定位网坐标参数、支座定位坐标、支座布置形式、盖梁支撑垫石的位置坐标、垫石厚度、垫石顶面倾角等。

体系转换后线形检测及控制模块：计算并输出简支变连续、简支变刚构、简支变连续刚构体系在体系转换后阶段桥梁随龄期变化的线形检测及控制参数；

打印输出模块：结合输出样式和内容，输出工法指导书；包括输出至AutoCAD电子文件或输出至打印机形成纸质材料。

一种跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征是：简支变刚构体系工法指导书输出内容包括参数读入模块、梁体加工制作参数计算模块、梁体线形定位参数计算模块、体系转换后线形检测及控制模块、打印输出模块。其中，梁体线形定位参数包括轨道梁线形调整装置定位参数、竖向预应力张拉控制参数、二期纵向预应力张拉控制参数、湿接缝处预应力筋定位网坐标参数。

一种跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征是：简支变连续体系工法指导书输出内容包括参数读入模块、梁体加工制作参数计算模块、梁体线形定位参数计算模块、体系转换后线形检测及控制模块、打印输出模块。其中，梁体线形定位参数包括支座定位坐标、支座布置形式等。

一种跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征是：简支变连续刚构体系工法指导书输出内容包括参数读入模块、梁体加工制作参数计算模块、梁体线形定位参数计算模块、体系转换后线形检测及控制模块、打印输出模块。其中，梁体线形定位参数包括轨道梁线形调整装置定位参数、竖向预应力张拉控制参数、二期纵向预应力张拉控制参数、湿接缝处预应力筋定位网坐标参数、支座定位坐标、支座布置形式等。

一种跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征是：简支体系工法指导书输出内容包括参数读入模块、梁体加工制作参数计算模块、梁体线形定位参数计算模块、打印输出模块。其中，梁体线形定位参数包括盖梁支撑垫石的位置坐标、垫石厚度、垫石顶面倾角。

本发明的有益效果是：

本发明克服了跨座式单轨交通现有工法指导书编制周期长，不支持多受力体系跨座式单轨交通的缺点。发明人将工程技术与计算机技术相结合，从全新的角度给出了一种跨座式单轨交通多体系梁桥工法指导书生成方法及系统。达到了快速精确指导施工的目的，实属一大的创新，对推动跨座式单轨交通的发展有重要意义。

附图说明

图1跨座式单轨交通多体系梁桥工法指导书生成系统的应用范围；

图2跨座式单轨交通多受力体系梁桥工法指导书系统组成；

图3一联N跨简支变刚构体系示意图；

图4简支变刚构体系实施例的工法指导书生成方法流程图；

图5一联N跨简支变连续体系示意图；

图6简支变连续体系实施例的工法指导书生成方法流程图；

图7一联N跨简支变连续刚构体系示意图；

图8简支变连续刚构体系实施例的工法指导书生成方法流程图；

图9简支体系示意图；

图10简支体系实施例的工法指导书生成方法流程图；

图11跨座式单轨交通多受力体系梁桥工法生成系统中的数据库；

图12预制梁体线形调整装置示意图。

图中：预制梁体1，湿接缝2，固定支座3-1，活动支座3-2，桥墩4，走行面接缝板5-1，导向面接缝板5-2，稳定面接缝板5-3，上丝杠千斤顶6-1，下丝杠千斤顶6-2，竖向调整装置7，盖梁8，盖梁上小横梁9。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一某段跨座式单轨交通采用简支变刚构体系，具体为一联5×24m刚构体系。

跨座式单轨交通简支变刚构体系如图3，该实施例提供的工法指导书生成流程如图4，步骤为：

步骤一参数读入和设定。用户选择简支变刚构体系，对线路内所有轨道梁和桥墩的线形要素、梁体构造、预应力筋布置、普通钢筋布置、预埋件布置参数等输入系统；

步骤二梁体加工制作参数计算。系统内部调用预先建立好的数据库，具体包括预应力钢筋数据库、普通钢筋数据库、绝缘子数据库、车体接地用固定预埋管数据库、电缆桥架预埋件数据库、检修通道预埋件数据库、预埋钢板数据库等，对轨道梁截面性质、挠度、千斤顶拉压量、竖曲线反拱度、超高引起的反拱、中性轴压缩、端模倾斜角、轨道梁制作时弧长弦长、普通钢筋布置、预应力钢筋布置、波纹管高度、预应力筋张拉参数、内模数据、梁长检测设计值、梁端倾斜角设计值、走行面整体线形偏差设计值、导向面和稳定面整体线形偏差设计值等参数进行计算，使轨道梁预制过程完全在工法指导书的控制和指导下有序的进行。

步骤三梁体线形定位参数计算。单轨交通线路运营的平顺性需要高精度的PC轨道梁线形控制技术来支撑。刚构体系采用竖向位置调整装置和超高横坡角度丝杠千斤顶来实现预制梁空间三维坐标的调整，因此系统计算出调整装置的三维坐标及其调整量，如图12所示。

步骤四体系转换后线形控制及检测。对于简支变刚构体系部分，在浇筑湿接缝和张拉二期预应力前后存在体系转换，为了更好地控制单轨交通线形和保证施工质量，系统计算出任一联内单轨交通刚构体系轨道梁部分的线形随龄期变化值，包括二期预应力张拉前、二期预应力张拉后、二期预应力张拉后7天、二期预应力张拉后60天、二期预应力张拉后104天。

步骤五打印输出。系统根据用户具体需求，可将指导书输出至AutoCAD电子文件或者直接打印。

实施例二某段跨座式单轨交通采用简支变连续体系，具体为一联3×30m连续体系。

跨座式单轨交通简支变连续体系如图5，该实施例提供的工法指导书生成流程如图6，步骤为：

步骤一参数读入和设定。用户选择简支变连续体系，对线路内所有轨道梁线形要素、梁体构造、预应力筋布置、普通钢筋布置、预埋件布置参数等输入系统；

步骤二梁体加工制作参数计算。系统内部调用预先建立好的数据库，具体包括预应力钢筋数据库、普通钢筋数据库、绝缘子数据库、车体接地用固定预埋管数据库、电缆桥架预埋件数据库、检修通道预埋件数据库、预埋钢板数据库等，对轨道梁截面性质、挠度、千斤顶拉压量、竖曲线反拱度、超高引起的反拱、中性轴压缩、端模倾斜角、轨道梁制作时弧长弦长、普通钢筋布置、预应力钢筋布置、波纹管高度、预应力筋张拉参数、内模数据、梁长检测设计值、梁端倾斜角设计值、走行面整体线形偏差设计值、导向面和稳定面整体线形偏差设计值等参数进行计算，使轨道梁预制过程完全在工法指导书的控制和指导下有序的进行。

步骤三梁体线形定位参数计算。系统计算出固定支座和活动支座的布置及其三维坐标。

步骤四体系转换后线形控制及检测。对于简支变连续体系部分，在浇筑湿接缝和张拉二期预应力前后存在体系转换，为了更好地控制单轨交通线形和保证施工质量，系统计算出任一联内单轨交通连续体系轨道梁部分的线形随龄期变化值，包括二期预应力张拉前、二期预应力张拉后、二期预应力张拉后7天、二期预应力张拉后60天、二期预应力张拉后104天。

步骤五打印输出。系统根据用户具体需求，可将指导书输出至AutoCAD电子文件或者直接打印。

实施例三某段跨座式单轨交通采用简支变连续刚构体系，具体为5×30m连续刚构体系。

跨座式单轨交通简支变连续刚构体系如图7，该实施例提供的工法指导书生成流程如图8，步骤为：

步骤一参数读入和设定。用户选择简支变连续刚构体系，对线路内所有轨道梁线形要素、梁体构造、预应力筋布置、普通钢筋布置、预埋件布置参数等输入系统；

步骤二梁体加工制作参数计算。系统内部调用预先建立好的数据库，具体包括预应力钢筋数据库、普通钢筋数据库、绝缘子数据库、车体接地用固定预埋管数据库、电缆桥架预埋件数据库、检修通道预埋件数据库、预埋钢板数据库等，对轨道梁截面性质、挠度、千斤顶拉压量、竖曲线反拱度、超高引起的反拱、中性轴压缩、端模倾斜角、轨道梁制作时弧长弦长、普通钢筋布置、预应力钢筋布置、波纹管高度、预应力筋张拉参数、内模数据、梁长检测设计值、梁端倾斜角设计值、走行面整体线形偏差设计值、导向面和稳定面整体线形偏差设计值等参数进行计算，使轨道梁预制过程完全在工法指导书的控制和指导下有序的进行。

步骤三梁体线形定位参数计算。系统计算出固定支座和活动支座的布置及其三维坐标，刚构部分采用竖向调整装置，系统给出调整装置的三维坐标及其调整量。

步骤四体系转换后线形控制及检测。对于简支变连续刚构体系部分，在浇筑湿接缝和张拉二期预应力前后存在体系转换，为了更好地控制单轨交通线形和保证施工质量，系统计算出任一联内单轨交通连续刚构体系轨道梁部分的线形随龄期变化值，包括二期预应力张拉前、二期预应力张拉后、二期预应力张拉后7天、二期预应力张拉后60天、二期预应力张拉后104天。

步骤五打印输出。系统根据用户具体需求，可将指导书输出至AutoCAD电子文件或者直接打印。

实施例四某段跨座式单轨交通采用简支体系，具体为每榀梁长24m的简支体系构成。

跨座式单轨交通简支体系如图9，该实施例提供的工法指导书生成流程如图10，步骤为：

参阅图9和图10，该实施例提供的工法指导书生成方法步骤：

步骤一参数读入和设定。用户选择简支体系，对线路内所有轨道梁线形要素、梁体构造、预应力筋布置、普通钢筋布置、预埋件布置参数等输入系统；

步骤二梁体加工制作参数计算。系统内部调用预先建立好的数据库，具体包括预应力钢筋数据库、普通钢筋数据库、绝缘子数据库、车体接地用固定预埋管数据库、电缆桥架预埋件数据库、检修通道预埋件数据库、预埋钢板数据库等，对轨道梁截面性质、挠度、千斤顶拉压量、竖曲线反拱度、超高引起的反拱、中性轴压缩、端模倾斜角、轨道梁制作时弧长弦长、普通钢筋布置、预应力钢筋布置、波纹管高度、预应力筋张拉参数、内模数据、梁长检测设计值、梁端倾斜角设计值、走行面整体线形偏差设计值、导向面和稳定面整体线形偏差设计值等参数进行计算，使轨道梁预制过程完全在工法指导书的控制和指导下有序的进行。

步骤三梁体线形定位参数计算。对于连续部分，系统计算出固定支座和活动支座的布置及其三维坐标。采用支撑垫石的厚度和倾角来调整梁体位置，因此给出支撑垫石的坐标及其厚度和倾角。

步骤四打印输出。系统根据用户具体需求，可将指导书输出至AutoCAD电子文件或者直接打印。

以上对本发明实施例所提供的工序标准化指导书生成方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征在于生成跨座式单轨交通多体系线路中简支变连续体系、简支变连续刚构体系、简支变刚构体系和简支体系的梁桥施工工法指导书；

施工工法指导书生成系统及输出内容，主要包括：

参数读入模块：获取用户指定的跨座式单轨结构形式，由此确定指导书的输出样式和内容；获取编制工法指导书所需必备数据，如所有轨道梁和桥墩的线形要素、梁体构造控制参数、预应力筋布置形式、普通钢筋布置形式、预埋件布置情况等；

梁体加工制作参数计算模块：计算并输出每榀轨道梁预制时所需控制参数；包括轨道梁截面性质、挠度计算、千斤顶拉压量、竖曲线反拱度、超高反拱度计算、中性轴压缩、端模倾斜角、轨道梁制作时弧长弦长计算、普通钢筋间距调整、预应力钢筋间距调整、波纹管高度计算、预应力筋张拉参数、内模数据计算、梁长检测设计值、梁端倾斜角设计值、走行面整体线形偏差设计值、导向面和稳定面整体线形偏差设计值的计算；

梁体线形定位参数计算模块：计算并输出每榀轨道梁安装定位时所需控制参数、轨道梁线形调整装置定位参数、竖向预应力张拉控制参数、二期纵向预应力张拉控制参数、湿接缝处预应力筋定位网坐标参数、支座定位坐标、支座布置形式、盖梁支撑垫石的位置坐标、垫石厚度、垫石顶面倾角等。

体系转换后线形检测及控制模块：计算并输出简支变连续、简支变刚构、简支变连续刚构体系在体系转换后阶段桥梁随龄期变化的线形检测及控制参数；

打印输出模块：结合输出样式和内容，输出工法指导书；包括输出至AutoCAD电子文件或输出至打印机形成纸质材料。

2.根据权利要求1所述跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征在于所述简支变刚构体系工法指导书输出内容包括：参数读入模块、梁体加工制作参数计算模块、梁体线形定位参数计算模块、体系转换后线形检测及控制模块、打印输出模块。其中，梁体线形定位参数包括轨道梁线形调整装置定位参数、竖向预应力张拉控制参数、二期纵向预应力张拉控制参数、湿接缝处预应力筋定位网坐标参数。

3.根据权利要求1所述跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征在于所述简支变连续体系工法指导书输出内容包括：参数读入模块、梁体加工制作参数计算模块、梁体线形定位参数计算模块、体系转换后线形检测及控制模块、打印输出模块。其中，梁体线形定位参数包括支座定位坐标、支座布置形式等。

4.根据权利要求1所述跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征在于所述简支变连续刚构体系工法指导书输出内容包括：参数读入模块、梁体加工制作参数计算模块、梁体线形定位参数计算模块、体系转换后线形检测及控制模块、打印输出模块。其中，梁体线形定位参数包括轨道梁线形调整装置定位参数、竖向预应力张拉控制参数、二期纵向预应力张拉控制参数、湿接缝处预应力筋定位网坐标参数、支座定位坐标、支座布置形式等。

5.根据权利要求1所述跨座式单轨交通多体系梁桥施工工法指导书生成方法及系统，其特征在于所述简支体系工法指导书输出内容包括：参数读入模块、梁体加工制作参数计算模块、梁体线形定位参数计算模块、打印输出模块。其中，梁体线形定位参数包括盖梁支撑垫石的位置坐标、垫石厚度、垫石顶面倾角。

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