CN108411716A - 一种简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，包括悬挂装置、斜拉装置和锚固装置等，通过简化设计大跨度钢箱轨道梁、斜拉装置和锚固装置，解决了大跨度悬挂式单轨轨道梁刚度不足的问题，实现了更大的跨越能力，跨度可达50～100m，结构简单，便于统一加工制造，利于检修维护，经济成本低。

Description

一种简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统

技术领域

本发明属于城市新型轨道交通领域，具体涉及一种简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统。

背景技术

悬挂式单轨交通属轨道交通的新型技术，悬挂式轨道交通不仅无技术规范可循，而且可供参考的资料较少，悬挂式轨道交通在国外发达国家已有很长的历史，但各国悬挂式单轨均以常规跨度(跨度≤25m)为主。我国目前仅有两条试验线也采用常规跨度布置。

常规的钢箱轨道梁结构跨度超过35m后，轨道梁的竖向挠度难以满足《铁路桥涵设计规范》(TB10002-2017)和《地铁设计规范》(GB50157-2013)中对桥梁结构最大允许挠度的要求。

目前国内外轨道梁的研究主要集中在常规的悬挂式桥梁结构系统研究，常规跨度的悬挂式单轨桥梁结构系统在建设中占比重大，但是由于城市或者景区跨越障碍物的多样性，大跨度悬挂式单轨轨道梁是必不可缺少的，有时会成为悬挂式能否实施的关键节点。

综上所述，悬挂式单轨交通系统虽在国外已有百年历史，但是国内外可供参考的研究资料非常少，而其他领域如大型桥梁方面的跨度对于悬挂式单轨又太大，其解决方案结构复杂，过于繁琐，成本高昂，因此设计一种新型大跨度悬挂式单轨系统成为了本行业内迫在眉睫的任务。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，解决了大跨度悬挂式单轨轨道梁刚度不足的问题，实现了更大的跨越能力，跨度可达50～100m，结构简单，便于统一加工制造，利于检修维护，经济成本低。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，包括悬挂装置、斜拉装置和锚固装置；

所述悬挂装置包括混凝土支墩、钢结构立柱、钢箱轨道梁、轨道梁悬挂支撑；所述钢结构立柱设于所述混凝土支墩之上，两者通过螺栓锚固连接；所述钢结构立柱包括柱体部分和力臂部分，所述力臂部分大致横向延伸；所述轨道梁悬挂支撑位于所述力臂部分远离所述柱体部分的端部下方；所述钢箱轨道梁通过所述轨道梁悬挂支撑悬挂于所述力臂部分下端，悬挂式单轨车厢悬挂于所述钢箱轨道梁的下端，每个钢箱轨道梁悬挂于相邻的两个钢结构立柱之间，每个钢结构立柱同时支撑两个相邻的钢箱轨道梁，从而钢箱轨道梁在纵向方向上前后延伸；所述钢箱轨道梁还包括标准跨度钢箱轨道梁和大跨度钢箱轨道梁，所述标准跨度钢箱轨道梁和所述大跨度钢箱轨道梁采用通用横向截面形式、后者跨度更大；

在大跨度段，所述斜拉装置包括主塔和斜拉索，采用稀索体系，所述主塔位于两个所述大跨度钢箱轨道梁中间处，此处的钢结构立柱不设混凝土支墩和柱体部分，所述力臂部分固定连接于所述主塔；所述斜拉索一端连接于所述主塔上端，另一端通过所述锚固装置连接于所述大跨度钢箱轨道梁和所述力臂部分的上端；

所述锚固装置包括锚拉板、上套筒、下套筒、锚拉板上盘、承压板、锚垫板和加劲板；所述锚拉板具有下孔和上孔，所述上孔为长条形孔，所述上孔的宽度小于所述上孔的孔径、两者互相贯通；所述锚拉板上盘固定于所述上套筒和所述下套筒之间，且垂直固定于所述锚拉板的上端；所述下套筒位于所述上孔中并固定于所述锚拉板的两个开孔边，其下端部分伸入所述下孔并固定于圆形的所述锚垫板；所述承压板垂直固定于所述锚拉板的两个侧壁，且具有供所述下套筒穿过的通孔，所述通孔的孔径小于所述锚垫板的直径，所述锚垫板顶紧贴合与所述承压板的下表面且位于所述下孔中；所述加劲板固定连接于所述锚拉板上盘、承压板和所述下套筒；

所述钢箱轨道梁具有顶板，在锚固局部处，所述大跨度钢箱轨道梁相较于所述标准跨度钢箱轨道梁，所述顶板的中纵面下方增设有中纵腹板，所述腹板的局部上端穿过所述顶板的局部中纵孔向上延伸形成连接部，所述连接部的下端与所述顶板焊接、其上端与所述锚拉板焊接。

优选地，所述钢箱轨道梁还包括两侧壁和两轨道板，所述轨道板位于所述侧壁下端并向内侧延伸，两轨道板之间相隔设置，悬挂式单轨车厢悬挂于两轨道板上表面。

优选地，所述钢箱轨道梁悬挂于所述轨道梁悬挂支撑的两端处，所述侧壁在纵向朝外端的方向上，具有高度逐渐变大区，所述顶板的上端设有横向加强板，所述侧壁的上端横向外侧设有支撑件，该支撑件支撑于所述轨道梁悬挂支撑。

优选地，所述轨道梁悬挂支撑包括两侧部和两支撑部，所述两侧部固定连接于所述力臂部分的下方、并横向间隔设置，所述两个支撑部分别固定连接于所述两个侧部的下端、并向对方延伸但间隔设置，所述钢箱轨道梁悬挂于所述支撑部分并局部位于所述轨道梁悬挂支撑形成的空腔中。

优选地，所述钢结构立柱的力臂部分为单边力臂。

优选地，所述腹板上布置有水平加强板，并在纵向方向上延伸，其数量为多个。

优选地，所述大跨度钢箱轨道梁内、在于所述斜拉索下端延长线相交处，设有横隔板，与所述腹板构成十字加固结构。

优选地，所述钢箱轨道梁在所述顶板和所述侧壁的外侧沿纵向方向上、以一固定间距分布设置有多个环向加强板。

优选地，所述标准跨度钢箱轨道梁的跨度小于或等于25m。

优选地，所述大跨度钢箱轨道梁的跨度为50～100m。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本专利提出的简易斜拉式结构，通过简易的拉索即可使得跨中挠度及相关计算指标满足设计要求，解决了大跨度悬挂式单轨轨道梁刚度不足的问题，实现了更大的跨越能力，跨度可达50～100m；

2、标准跨度段和斜拉段具有大致通用的横向截面结构，无需增大中跨的截面尺寸和极大板厚，便于统一加工制造，工期快经济性好；

3、还提供结构特别简化设计的斜拉装置和锚固装置，制造方便，可充分利用轨道梁钢材余料预制，节约了成本。

附图说明

图1是本发明实施例的主视图；

图2是本发明实施例的A-A截面示意图；

图3是本发明实施例的B-B截面示意图；

图4是本发明实施例的锚固连接立体示意图；

图5是本发明实施例的锚固连接侧视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式，如图1所示，本发明提供一种简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，包括悬挂装置1、斜拉装置2和锚固装置3；所述悬挂装置1包括混凝土支墩11、钢结构立柱12、钢箱轨道梁13、钢箱梁悬挂支撑14；所述钢结构立柱12设于所述混凝土支墩11之上，两者通过螺栓锚固连接；如图3所示，所述钢结构立柱12包括柱体部分121和力臂部分122，所述力臂部分122大致横向延伸，所述钢结构立柱12的力臂部分122为单边力臂，形成单线线路；所述钢箱梁悬挂支撑14位于所述力臂部分122远离所述柱体部分121的端部下方；所述钢箱轨道梁13通过所述钢箱梁悬挂支撑14悬挂于所述力臂部分122下端，悬挂式单轨车厢悬挂于所述钢箱轨道梁13的下端，每个钢箱轨道梁13悬挂于相邻的两个钢结构立柱12之间，每个钢结构立柱12同时支撑两个相邻的钢箱轨道梁13，从而钢箱轨道梁13在纵向方向上前后延伸；所述钢箱轨道梁13还包括标准跨度钢箱轨道梁131和大跨度钢箱轨道梁132，所述标准跨度钢箱轨道梁131和所述大跨度钢箱轨道梁132采用通用横向截面形式、后者跨度更大。相较于施工周期长的混凝土立柱，钢结构立柱结构简单，既能满足承载要求，又便于加工制造和快速安装。

在大跨度段，所述斜拉装置2包括主塔21和斜拉索22(见图2)，采用稀索体系，所述主塔21采用混凝土结构，位于两个所述大跨度钢箱轨道梁132中间处，此处的钢结构立柱12不设混凝土支墩11和柱体部分121，所述力臂部分122固定连接于所述主塔21；所述斜拉索22一端连接于所述主塔21上端，另一端通过所述锚固装置3连接于所述大跨度钢箱轨道梁132和所述力臂部分122的上端。与桥梁领域的跨度、载荷及施工量相比，本发明的斜拉装置，既满足了悬挂式单轨50-100m的跨度及相应的载荷要求，又使得结构简单可靠，有利于预制与现场施工。

如图4-5所示，所述锚固装置3包括锚拉板31、上套筒32、下套筒33、锚拉板上盘34、承压板35、锚垫板36和加劲板37；所述锚拉板31具有下孔311和上孔312，所述上孔312为长条形孔，所述上孔312的宽度小于所述下孔311的孔径、两者互相贯通；所述锚拉板上盘34固定于所述上套筒32和所述下套筒33之间，且垂直固定于所述锚拉板31的上端；所述下套筒33位于所述上孔312中并固定于所述锚拉板31的两个开孔边，其下端部分伸入所述下孔311并固定于圆形的所述锚垫板36；所述承压板35垂直固定于所述锚拉板31的两个侧壁，且具有供所述下套筒33穿过的通孔，所述通孔的孔径小于所述锚垫板36的直径，所述锚垫板36顶紧贴合于所述承压板35的下表面且位于所述下孔311中；所述加劲板37固定连接于所述锚拉板上盘34、承压板35和所述下套筒33。本发明还提供了简易的锚固装置，制造方便，可充分利用轨道梁钢材余料预制，节约了成本。

如图4-5所示，所述钢箱轨道梁13具有顶板，在锚固局部处，所述大跨度钢箱轨道梁132相较于所述标准跨度钢箱轨道梁131，所述顶板的中纵面下方增设有中纵腹板133，所述腹板133的局部上端穿过所述顶板的局部中纵孔向上延伸形成连接部134，所述连接部134的下端与所述顶板焊接、其上端与所述锚拉板31焊接，其纵向两端与所述顶板弧形过渡。所述腹板133上布置有水平加强板，并在纵向方向上延伸，其数量为多个。所述大跨度钢箱轨道梁132内、在于所述斜拉索22下端延长线相交处，设有横隔板135，与所述腹板133构成十字加固结构。所述钢箱轨道梁13在所述顶板和所述侧壁的外侧沿纵向方向上、以一固定间距分布设置有多个环向加强板。锚固装置与钢箱轨道梁局部采用了上述特殊的结构设计，避免了钢箱轨道梁的变形，防止对下方运行线路的干扰。

所述钢箱轨道梁13还包括两侧壁和两轨道板，所述轨道板位于所述侧壁下端并向内侧延伸，两轨道板之间相隔设置，悬挂式单轨车厢悬挂于两轨道板上表面。

所述钢箱轨道梁13悬挂于所述钢箱梁悬挂支撑14的两端处，所述侧壁在纵向朝外端的方向上，具有高度逐渐变大区，所述顶板的上端设有横向加强板，所述侧壁的上端横向外侧设有支撑件，该支撑件支撑于所述钢箱梁悬挂支撑14。

所述钢箱梁悬挂支撑14包括两侧部和两支撑部，所述两侧部固定连接于所述力臂部分122的下方、并横向间隔设置，所述两个支撑部分别固定连接于所述两个侧部的下端、并向对方延伸但间隔设置，所述钢箱轨道梁13悬挂于所述支撑部分并局部位于所述钢箱梁悬挂支撑14形成的空腔中。

本发明的标准跨度钢箱轨道梁131的跨度小于或等于25m，而大跨度钢箱轨道梁132的跨度可达50～100m。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：包括悬挂装置(1)、斜拉装置(2)和锚固装置(3)；

所述悬挂装置(1)包括混凝土支墩(11)、钢结构立柱(12)、钢箱轨道梁(13)、钢箱梁悬挂支撑(14)；所述钢结构立柱(12)设于所述混凝土支墩(11)之上，两者通过螺栓锚固连接；所述钢结构立柱(12)包括柱体部分(121)和力臂部分(122)，所述力臂部分(122)大致横向延伸；所述钢箱梁悬挂支撑(14)位于所述力臂部分(122)远离所述柱体部分(121)的端部下方；所述钢箱轨道梁(13)通过所述钢箱梁悬挂支撑(14)悬挂于所述力臂部分(122)下端，悬挂式单轨车厢悬挂于所述钢箱轨道梁(13)的下端，每个钢箱轨道梁(13)悬挂于相邻的两个钢结构立柱(12)之间，每个钢结构立柱(12)同时支撑两个相邻的钢箱轨道梁(13)，从而钢箱轨道梁(13)在纵向方向上前后延伸；所述钢箱轨道梁(13)还包括标准跨度钢箱轨道梁(131)和大跨度钢箱轨道梁(132)，所述标准跨度钢箱轨道梁(131)和所述大跨度钢箱轨道梁(132)采用通用横向截面形式、后者跨度更大；

在大跨度段，所述斜拉装置(2)包括主塔(21)和斜拉索(22)，采用稀索体系，所述主塔(21)位于两个所述大跨度钢箱轨道梁(132)中间处，此处的钢结构立柱(12)不设混凝土支墩(11)和柱体部分(121)，所述力臂部分(122)固定连接于所述主塔(21)；所述斜拉索(22)一端连接于所述主塔(21)上端，另一端通过所述锚固装置(3)连接于所述大跨度钢箱轨道梁(132)和所述力臂部分(122)的上端；

所述锚固装置(3)包括锚拉板(31)、上套筒(32)、下套筒(33)、锚拉板上盘(34)、承压板(35)、锚垫板(36)和加劲板(37)；所述锚拉板(31)具有下孔(311)和上孔(312)，所述上孔(312)为长条形孔，所述上孔(312)的宽度小于所述下孔(311)的孔径、两者互相贯通；所述锚拉板上盘(34)固定于所述上套筒(32)和所述下套筒(33)之间，且垂直固定于所述锚拉板(31)的上端；所述下套筒(33)位于所述上孔(312)中并固定于所述锚拉板(31)的两个开孔边，其下端部分伸入所述下孔(311)并固定于圆形的所述锚垫板(36)；所述承压板(35)垂直固定于所述锚拉板(31)的两个侧壁，且具有供所述下套筒(33)穿过的通孔，所述通孔的孔径小于所述锚垫板(36)的直径，所述锚垫板(36)顶紧贴合于所述承压板(35)的下表面且位于所述下孔(311)中；所述加劲板(37)固定连接于所述锚拉板上盘(34)、承压板(35)和所述下套筒(33)；

所述钢箱轨道梁(13)具有顶板，在锚固局部处，所述大跨度钢箱轨道梁(132)相较于所述标准跨度钢箱轨道梁(131)，所述顶板的中纵面下方增设有中纵腹板(133)，所述腹板(133)的局部上端穿过所述顶板的局部中纵孔向上延伸形成连接部(134)，所述连接部(134)的下端与所述顶板焊接、其上端与所述锚拉板(31)焊接。

2.如权利要求1所述的简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：所述钢箱轨道梁(13)还包括两侧壁和两轨道板，所述轨道板位于所述侧壁下端并向内侧延伸，两轨道板之间相隔设置，悬挂式单轨车厢悬挂于两轨道板上表面。

3.如权利要求2所述的简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：所述钢箱轨道梁(13)悬挂于所述钢箱梁悬挂支撑(14)的两端处，所述侧壁在纵向朝外端的方向上，具有高度逐渐变大区，所述顶板的上端设有横向加强板，所述侧壁的上端横向外侧设有支撑件，该支撑件支撑于所述钢箱梁悬挂支撑(14)。

4.如权利要求1所述的简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：所述钢箱梁悬挂支撑(14)包括两侧部和两支撑部，所述两侧部固定连接于所述力臂部分(122)的下方、并横向间隔设置，所述两个支撑部分别固定连接于所述两个侧部的下端、并向对方延伸但间隔设置，所述钢箱轨道梁(13)悬挂于所述支撑部分并局部位于所述钢箱梁悬挂支撑(14)形成的空腔中。

5.如权利要求1-4中任一项所述的简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：所述钢结构立柱(12)的力臂部分(122)为单边力臂。

6.如权利要求1-4中任一项所述的简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：所述腹板(133)上布置有水平加强板，并在纵向方向上延伸，其数量为多个。

7.如权利要求1-4中任一项所述的简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：所述大跨度钢箱轨道梁(132)内、在于所述斜拉索(22)下端延长线相交处，设有横隔板(135)，与所述腹板(133)构成十字加固结构。

8.如权利要求1-4中任一项所述的简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：所述钢箱轨道梁(13)在所述顶板和所述侧壁的外侧沿纵向方向上、以一固定间距分布设置有多个环向加强板。

9.如权利要求1-8中任一项所述的简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：所述标准跨度钢箱轨道梁(131)的跨度小于或等于25m。

10.如权利要求1-9中任一项所述的简易斜拉大跨度悬挂式单轨系统，其特征在于：所述大跨度钢箱轨道梁(132)的跨度为50～100m。