CN108842530B - 一种跨座式单轨双线组合轨道梁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了跨座式单轨双线组合轨道梁结构，包括两个相对设置的轨道梁，每个轨道梁包括钢箱和预制优化性能混凝土板，钢箱包括相对设置的两个腹板，每个腹板顶部连接顶板形成T形板结构，每个顶板上设有若干个剪力栓钉组，相邻两个剪力栓钉组之间设置一个预制优化性能混凝土板，每个预制优化性能混凝土板的两端下部设有突起，浇筑相邻两个预制优化性能混凝土板的端部之间区域，两个轨道梁之间通过设置若干个三角平联连接，每个三角平联的一边横向栓接于两个轨道梁之间、另外两边连接于相邻的前一个三角平联的横边，每个钢箱内沿轨道梁的纵向设置上下两个水平隔板，所有水平隔板连接于对应的两个腹板之间，上方的水平隔板位于列车稳定轮作用位置，下方的水平隔板位于三角平联顶板高度位置。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，特别涉及一种跨座式单轨双线组合轨道梁结构。
背景技术
跨座式单轨交通是一种新兴的城市交通方式，与地面公共交通相比，它具有运输能力大、速度快、爬坡能力强等优点，同时还能有效地缓解城市交通拥堵问题，节约人们出行时间。在单轨交通系统中，轨道梁兼具承重和车辆导向的双重作用，对单轨交通体系而言是至关重要的，而现有单轨交通的轨道梁基本上都是使用混凝土结构轨道梁，混凝土自重大且抗拉能力差导致该种梁体易产生裂缝，在使用上存在较大的局限性。
常规的钢-混组合结构轨道梁，在轨道梁钢箱内间隔设置若干个横隔板，增强钢箱结构的稳定性，但是，列车稳定轮作用在钢箱腹板上，横隔板能够抑制腹板变形，仅在横隔板处能够对列车稳定轮起到稳定横向支撑，两个横隔板之间的腹板在列车稳定轮的不断作用下易变形，使得其与列车稳定轮之间的间隙不断增大，影响行车安全，另外，对于双线组合轨道梁结构，一般采用对角斜撑横向联系焊接于组合轨道梁钢箱上，此种联系造成结构焊缝较多，损伤较大，在拉力荷载的作用下钢箱较易开裂，使得轨道梁破坏，引发工程事故。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的常规的钢-混组合结构轨道梁，在轨道梁钢箱内间隔设置若干个横隔板，两个横隔板之间的腹板在列车稳定轮的不断作用下易变形，使得其与列车稳定轮之间的间隙不断增大，影响行车安全，双线组合轨道梁结构，一般采用对角斜撑横向联系焊接于组合轨道梁钢箱上，此种联系造成结构焊缝较多，损伤较大，在拉力荷载的作用下钢箱较易开裂，使得轨道梁破坏，引发工程事故的上述不足，提供一种跨座式单轨双线组合轨道梁结构。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种跨座式单轨双线组合轨道梁结构，包括两个相对设置的轨道梁，每个所述轨道梁包括钢箱和预制优化性能混凝土(Optimize Performance Concrete，OPC)板，所述钢箱包括相对设置的两个腹板，每个所述腹板顶部连接顶板形成T形板结构，两个顶板之间具有间隙，每个所述顶板上设有若干个剪力栓钉组，相邻两个所述剪力栓钉组之间设置一个所述预制优化性能混凝土板，每个所述预制优化性能混凝土板的两端下部设有突起，浇筑相邻两个所述预制优化性能混凝土板的端部之间区域，使相邻两个所述预制优化性能混凝土板和对应的所述剪力栓钉组形成整体，从而使所述预制优化性能混凝土板连接所述钢箱，两个所述轨道梁之间通过设置若干个三角平联连接，每个所述三角平联的一边横向栓接于两个所述轨道梁之间、另外两边连接于相邻的前一个所述三角平联的横边，每个所述钢箱内沿轨道梁的纵向设置上下两个水平隔板，所有所述水平隔板连接于对应的两个所述腹板之间，上方的所述水平隔板位于列车稳定轮作用位置，下方的所述水平隔板位于所述三角平联顶板高度位置。
其中，预制优化性能混凝土板，即在普通混凝土基础上，通过研究改善骨料、添加钢纤维等措施优化材料性能，形成造价与普通混凝土基本持平的优化性能混凝土(优化性能混凝土)，增加混凝土板顶面粗糙度，满足轨道梁对粗糙度的要求。
采用本发明所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，钢箱、预制优化性能混凝土板可采用工厂标准化快速预制，通过剪力栓钉组实现钢-砼组合，减小了现场作业工作量，降低了混凝土收缩裂缝的风险，预制优化性能混凝土板直接放置到钢箱顶板上的剪力栓钉组之间，不需要单独将剪力栓钉组与连接空隙对中对齐，预制优化性能混凝土板的两端下部设有突起，方便浇筑后对预制优化性能混凝土板的限位，腹板和顶板形成的T形板结构，可对顶板与腹板的内外侧连接线全熔透焊接施工，保证焊接质量，增加钢箱结构稳定性，同时节约了钢材用量，减轻了钢箱结构自重，减小了钢-砼接触面积，降低了运营阶段温度次内力，沿轨道梁纵向不设置横隔板，设置的上方的水平隔板对列车稳定轮起到横向支撑作用，防止现有结构仅在横隔板处支撑效果好，其余地方易变形的弊端，设置的下方的水平隔板能够降低腹板的局部变形，两个轨道梁之间采用三角平联栓接，结构稳定性好，对腹板损伤小，降低了拉力荷载作用下钢箱开裂风险，使得轨道梁整体性能较好，横向联系刚度适中，减小钢箱结构的应力，该跨座式单轨双线组合轨道梁结构的结构简单，制作方便，效果良好。
优选地，每个所述顶板上的所有所述剪力栓钉组等间距分布。
优选地，所述预制优化性能混凝土板密封连接于两个所述顶板。
由于两个顶板之间具有间隙，露天设置的轨道梁在运营时，雨水能够从预制优化性能混凝土板与顶板之间的缝隙进入钢箱内部，而钢箱外部虽然设有防腐蚀结构，但是由于成本控制，钢箱内部通常缺少防腐蚀结构，雨水的进入会对钢箱内部结构产生腐蚀造成破坏，采用预制优化性能混凝土板密封连接于顶板这种结构设置，钢箱与预制优化性能混凝土板组成一个密闭空间，能够有效防止外部环境因素对钢箱内部结构的侵蚀，待钢箱端部密封后，钢箱内部形成密闭空间，使得后期运营仅需对钢箱外部进行检修和维护，减少了工序。
优选地，所述预制优化性能混凝土板与两个所述顶板之间分别填注硅酮结构胶密封连接。
优选地，所有所述剪力栓钉组焊接于对应的所述顶板上。
优选地，相邻两个所述三角平联栓接。
优选地，相邻两个所述预制优化性能混凝土板的端部之间区域通过浇筑UHPC(Ultra-High Performance Concrete，超高性能混凝土)连接。
采用UHPC，可有效抵抗拉应力，减少裂纹的产生，增加轨道梁的安全性。
优选地，所述剪力栓钉组的高度与所述突起的高度平齐。
采用这种结构设置，便于对剪力栓钉组处混凝土的浇筑与振捣。
优选地，相邻的所述预制优化性能混凝土板之间通过湿接缝连接。
优选地，所述预制优化性能混凝土板与所述湿接缝连接的端面设有若干个外延纵向主筋，所有所述外延纵向主筋伸入对应的所述湿接缝中。
优选地，相邻的所述预制优化性能混凝土板端面上的所述外延纵向主筋对应搭接设置。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、运用本发明所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，钢箱、预制优化性能混凝土板可采用工厂标准化快速预制，通过剪力栓钉组实现钢-砼组合，减小了现场作业工作量，降低了混凝土收缩裂缝的风险，预制优化性能混凝土板直接放置到钢箱顶板上的剪力栓钉组之间，不需要单独将剪力栓钉组与连接空隙对中对齐，预制优化性能混凝土板的两端下部设有突起，方便浇筑后对预制优化性能混凝土板的限位，腹板和顶板形成的T形板结构，可对顶板与腹板的内外侧连接线全熔透焊接施工，保证焊接质量，增加钢箱结构稳定性，同时节约了钢材用量，减轻了钢箱结构自重，减小了钢-砼接触面积，降低了运营阶段温度次内力，沿轨道梁纵向不设置横隔板，设置的上方的水平隔板对列车稳定轮起到横向支撑作用，防止现有结构仅在横隔板处支撑效果好，其余地方易变形的弊端，设置的下方的水平隔板能够降低腹板的局部变形，两个轨道梁之间采用三角平联栓接，结构稳定性好，对腹板损伤小，降低了拉力荷载作用下钢箱开裂风险，使得轨道梁整体性能较好，横向联系刚度适中，减小钢箱结构的应力，该跨座式单轨双线组合轨道梁结构的结构简单，制作方便，效果良好；
2、运用本发明所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，采用预制优化性能混凝土板密封连接于顶板这种结构设置，钢箱与预制优化性能混凝土板组成一个密闭空间，能够有效防止外部环境因素对钢箱内部结构的侵蚀，待钢箱端部密封后，钢箱内部形成密闭空间，使得后期运营仅需对钢箱外部进行检修和维护，减少了工序；
3、运用本发明所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，相邻两个所述预制优化性能混凝土板的端部之间区域通过浇筑UHPC连接，采用UHPC，可有效抵抗拉应力，减少裂纹的产生，增加轨道梁的安全性；
4、运用本发明所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，所述剪力栓钉组的高度与所述突起的高度平齐，采用这种结构设置，便于对剪力栓钉组处混凝土的浇筑与振捣。
附图说明
图1为本发明所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构的结构示意图；
图2为图1的仰视示意图；
图3为图1的左视示意图；
图4为预制优化性能混凝土板的结构示意图。
图中标记：1-轨道梁，2-三角平联，3-钢箱，4-预制优化性能混凝土板，5-腹板，6-顶板，7-剪力栓钉组，8-突起，9-水平隔板。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例
如图1-4所示，本发明所述的一种跨座式单轨双线组合轨道梁结构，包括两个相对设置的轨道梁1，每个所述轨道梁1包括钢箱3和预制优化性能混凝土板4。
所述钢箱3包括相对设置的两个腹板5，每个所述腹板5顶部连接顶板6形成T形板结构，两个顶板6之间具有间隙，每个所述顶板6上设有若干个剪力栓钉组7，相邻两个所述剪力栓钉组7之间设置一个所述预制优化性能混凝土板4，每个所述预制优化性能混凝土板4的两端下部设有突起8，浇筑相邻两个所述预制优化性能混凝土板4的端部之间区域，使相邻两个所述预制优化性能混凝土板4和对应的所述剪力栓钉组7形成整体，从而使所述预制优化性能混凝土板4连接所述钢箱3，两个所述轨道梁1之间通过设置若干个三角平联2连接，每个所述三角平联2的一边横向栓接于两个所述轨道梁1之间、另外两边连接于相邻的前一个所述三角平联2的横边，每个所述钢箱3内沿轨道梁的纵向设置上下两个水平隔板9，所有所述水平隔板9连接于对应的两个所述腹板5之间，上方的所述水平隔板9位于列车稳定轮作用位置，下方的所述水平隔板9位于所述三角平联2顶板高度位置。
其中，预制优化性能混凝土板4，即在普通混凝土基础上，通过研究改善骨料、添加钢纤维等措施优化材料性能，形成造价与普通混凝土基本持平的优化性能混凝土(优化性能混凝土)，增加混凝土板顶面粗糙度，满足轨道梁1对粗糙度的要求。
作为本实施例的一个优选方案，每个所述顶板6上的所有所述剪力栓钉组7等间距分布；所述预制优化性能混凝土板4与两个所述顶板6之间分别填注硅酮结构胶密封连接，由于两个顶板6之间具有间隙，露天设置的轨道梁1在运营时，雨水能够从预制优化性能混凝土板4与顶板6之间的缝隙进入钢箱3内部，而钢箱3外部虽然设有防腐蚀结构，但是由于成本控制，钢箱3内部通常缺少防腐蚀结构，雨水的进入会对钢箱3内部结构产生腐蚀造成破坏，采用预制优化性能混凝土板4密封连接于顶板6这种结构设置，钢箱3与预制优化性能混凝土板4组成一个密闭空间，能够有效防止外部环境因素对钢箱3内部结构的侵蚀，待钢箱3端部密封后，钢箱3内部形成密闭空间，使得后期运营仅需对钢箱3外部进行检修和维护，减少了工序。
作为本实施例的一个优选方案，所有所述剪力栓钉组7焊接于对应的所述顶板6上；相邻两个所述三角平联2栓接，每个所述三角平联2为H型钢结构件；相邻两个所述预制优化性能混凝土板4的端部之间区域通过浇筑UHPC连接，采用UHPC，可有效抵抗拉应力，减少裂纹的产生，增加轨道梁1的安全性；所述剪力栓钉组7的高度与所述突起8的高度平齐，采用这种结构设置，便于对剪力栓钉组7处混凝土的浇筑与振捣。
作为本实施例的一个优选方案，相邻的所述预制优化性能混凝土板4之间通过湿接缝连接，所述预制优化性能混凝土板4与所述湿接缝连接的端面设有若干个外延纵向主筋，所有所述外延纵向主筋伸入对应的所述湿接缝中，相邻的所述预制优化性能混凝土板4端面上的所述外延纵向主筋对应搭接设置。
运用本发明所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，钢箱3、预制优化性能混凝土板4可采用工厂标准化快速预制，通过剪力栓钉组7实现钢-砼组合，减小了现场作业工作量，降低了混凝土收缩裂缝的风险，预制优化性能混凝土板4直接放置到钢箱3顶板6上的剪力栓钉组7之间，不需要单独将剪力栓钉组7与连接空隙对中对齐，预制优化性能混凝土板4的两端下部设有突起8，方便浇筑后对预制优化性能混凝土板4的限位，腹板5和顶板6形成的T形板结构，可对顶板6与腹板5的内外侧连接线全熔透焊接施工，保证焊接质量，增加钢箱3结构稳定性，同时节约了钢材用量，减轻了钢箱3结构自重，减小了钢-砼接触面积，降低了运营阶段温度次内力，沿轨道梁1纵向不设置横隔板，设置的上方的水平隔板9对列车稳定轮起到横向支撑作用，防止现有结构仅在横隔板处支撑效果好，其余地方易变形的弊端，设置的下方的水平隔板9能够降低腹板5的局部变形，两个轨道梁1之间采用三角平联2栓接，结构稳定性好，对腹板5损伤小，降低了拉力荷载作用下钢箱3开裂风险，使得轨道梁1整体性能较好，横向联系刚度适中，减小钢箱3结构的应力，该跨座式单轨双线组合轨道梁结构的结构简单，制作方便，效果良好。
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)
1.一种跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，包括两个相对设置的轨道梁(1)，每个所述轨道梁(1)包括钢箱(3)和若干个预制优化性能混凝土板(4)，所述钢箱(3)包括相对设置的两个腹板(5)，每个所述腹板(5)顶部连接顶板(6)形成T形板结构，两个顶板(6)之间具有间隙，每个所述顶板(6)上设有若干个剪力栓钉组(7)，相邻两个所述剪力栓钉组(7)之间设置一个所述预制优化性能混凝土板(4)，每个所述预制优化性能混凝土板(4)的两端下部设有突起(8)，浇筑相邻两个所述预制优化性能混凝土板(4)的端部之间区域，使相邻两个所述预制优化性能混凝土板(4)和对应的所述剪力栓钉组(7)形成整体，两个所述轨道梁(1)之间通过设置若干个三角平联(2)连接，每个所述三角平联(2)的一边横向栓接于两个所述轨道梁(1)之间、另外两边连接于相邻的前一个所述三角平联(2)的横边，每个所述钢箱(3)内沿轨道梁的纵向设置上下两个水平隔板(9)，所有所述水平隔板(9)连接于对应的两个所述腹板(5)之间，上方的所述水平隔板(9)位于列车稳定轮作用位置，下方的所述水平隔板(9)位于所述三角平联(2)顶板高度位置。
2.根据权利要求1所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，每个所述顶板(6)上的所有所述剪力栓钉组(7)等间距分布。
3.根据权利要求1所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，所述预制优化性能混凝土板(4)密封连接于两个所述顶板(6)。
4.根据权利要求1所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，所有所述剪力栓钉组(7)焊接于对应的所述顶板(6)上。
5.根据权利要求1所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，相邻两个所述三角平联(2)栓接。
6.根据权利要求1所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，相邻两个所述预制优化性能混凝土板(4)的端部之间区域通过浇筑UHPC连接。
7.根据权利要求1所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，所述剪力栓钉组(7)的高度与所述突起(8)的高度平齐。
8.根据权利要求1-7任一项所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，相邻的所述预制优化性能混凝土板(4)之间通过湿接缝连接。
9.根据权利要求8所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，所述预制优化性能混凝土板(4)与所述湿接缝连接的端面设有若干个外延纵向主筋，所有所述外延纵向主筋伸入对应的所述湿接缝中。
10.根据权利要求9所述的跨座式单轨双线组合轨道梁结构，其特征在于，相邻的所述预制优化性能混凝土板(4)端面上的所述外延纵向主筋对应搭接设置。
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