CN109930469B - 一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，包括承台基础(1)，所述承台基础(1)顺桥向纵向间隔设置且其顶部上方对应设有桥墩，所述桥墩包括边墩和中墩，所述桥墩顶部纵向设有钢主梁(3)，且所述钢主梁(3)上方横向两侧对应每个所述中墩顶部均设有桥塔(4)，所述桥塔(4)上设有拉索固定端，用于固定斜拉索(6)的一端，所述斜拉索(6)另一端依次固定于所述桥塔(4)纵向两侧的所述钢主梁(3)上；所述中墩为顺桥向间隔排列的至少两个薄壁墩(2)，所述中墩顶部与所述钢主梁(3)之间采用墩梁固结体系，形成受力一体的刚构结构，该体系在满足跨座式单轨对桥梁刚度的要求的同时释放钢主梁的纵向温度力。

Description

一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥

技术领域

本发明属于轨道交通桥梁结构技术领域，更具体地，涉及一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥。

背景技术

跨座式单轨交通是城市轨道交通的一种，由于跨座式单轨具有景观好、造价低、噪声低等诸多优点，跨座式单轨交通的建设周期往往不及地铁建设周期的一半，造价成本也仅为地铁的三分之一左右，但却属于中等运量的轨道交通系统，能很大程度上改善城市的交通问题。目前国内三、四线城市对跨座式单轨交通的热情很高，多个城市都在规划和建设单轨交通，具有较大的市场潜力。

由于跨座式单轨交通与现有普通轨道交通存在一定的差异，因此现有的轨道交通桥梁对于跨座式单轨无法充分适用，而且对于跨座式单轨桥梁，目前还没有成熟的技术标准，使得适用于跨座式单轨的桥梁在设计时存在一定的难度。跨坐式单轨对于竖向刚度和横向的刚度要求较为严格，

跨座式单轨轨道梁作为梁轨合一的桥梁结构，须同时满足承受列车荷载和列车行走线形的要求。由于跨座式单轨截面尺寸小，跨度有限，现有技术中，如需要满足大跨度要求时一般采用梁上梁结构，即轨道梁下面设置托梁作为轨道梁支撑平台，常用托梁的结构形式有简支梁、连续梁、连续刚构等；如果需要跨度再大时需采用斜拉桥，由于钢梁结构轻巧，跨越能力强，施工速度快，可作为斜拉桥的主梁材料，但是当采用钢结构主梁时，斜拉桥刚度较低，现有技术中常常用过做高主梁来提高整体刚度，比较浪费，且景观较差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其目的在于，既可以提高斜拉桥的整体刚度来满足跨座式单轨对桥梁刚度的要求，又可确保温度效应在可控范围内，满足钢结构主梁对温度应力的释放。

为实现上述目的，提供一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，包括承台基础，该承台基础沿桥梁纵向间隔设置且其顶部上方对应设有桥墩，其特征在于：

所述桥墩包括分设于斜拉桥两端的边墩以及设置于所述边墩之间的中墩，所述桥墩顶部纵向设有钢主梁，且所述钢主梁上方横向两侧对应每个所述中墩顶部均设有桥塔，所述桥塔上部沿其中轴线间隔设有拉索固定端，用于固定斜拉索的一端，所述斜拉索另一端依次固定于所述桥塔纵向两侧的所述钢主梁上；其中，

所述中墩为沿桥梁方向间隔排列的至少两个薄壁墩，所述中墩顶部与所述钢主梁之间采用墩梁固结体系，形成所述中墩与所述钢主梁之间受力一体的刚构结构。

进一步地，所述钢主梁下端对应所述薄壁墩的位置设有钢柱腿，所述钢柱腿顶部伸入至所述钢主梁中并与其固定连接，其底端设于所述薄壁墩的墩身中。

进一步地，所述钢柱腿在纵向两端分别与对应的所述薄壁墩墩壁的距离相同，且所述钢柱腿底部与所述薄壁墩的底部相隔一定距离。

进一步地，沿纵向两侧的所述钢柱腿上设有劲性骨架，且该劲性骨架由多段焊接而成，其内侧横向间隔一定距离设置加劲结构，其周围浇筑有混凝土。

进一步地，所述劲性骨架的底部对应焊接有截面大小相同的法兰盘，所述法兰盘上间隔预留有螺栓孔，且所述螺栓孔设于所述法兰盘上间隔设置的所述加劲结构之间。

进一步地，所述法兰盘与周围的所述混凝土之间通过螺栓固定连接，所述螺栓的一端穿过并固定所述螺栓孔中，其另一端固定于所述法兰盘底部的所述混凝土中。

进一步地，所述法兰盘与周围的所述混凝土之间还通过预埋钢筋固定连接，所述预埋钢筋设于纵向相邻的所述螺栓之间，其一端与法兰盘底部固定。

进一步地，所述钢主梁的底板上对应所述薄壁墩的顶部位置预留有钢筋穿过孔，所述薄壁墩顶部截面外侧的钢筋部分或者全部穿过所述钢筋穿过孔中，并与所述混凝土固定。

进一步地，所述钢主梁包括边跨和中跨，所述边跨为两侧边墩与其相邻中墩顶部之间的梁段，所述中跨为所述中墩顶部之间设置的梁段。

进一步地，位于所述中墩顶部的所述钢主梁的厚度较大，从所述中墩向纵向两侧，所述钢主梁的厚度逐渐减小。

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，能够取得下列有益效果：

（1）本发明的适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，首先采用钢筋混凝土桥墩，能够提供足够的水平刚度；再通过桥墩与钢结构主梁固结的方式，钢柱腿同时设置于钢箱梁和桥墩中，钢柱腿能够顺利将钢箱梁的内力传递到各个混凝土薄壁墩上，使桥墩与钢箱梁的固结处两者形成受力一体的刚构结构，提高斜拉桥的整体刚度来满足跨座式单轨对桥梁刚度的要求。

（2）本发明的适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，采用将一个桥墩改进为多个薄壁墩的方式，一方面能够有效支撑上部钢主梁结构，另一方面，由于钢结构对温度效应敏感，又能够削弱部分纵向抗推刚度来降低钢结构主梁的温度效应，最大限度的释放钢主梁的纵向温度力。

（3）本发明的适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，钢箱梁下端对应薄壁墩的位置设有钢柱腿，施工时起到钢箱梁的支撑作用，有利用墩梁固结段钢箱梁的吊装，且钢柱腿上采用剪力钉与混凝土连接，有利于加强钢混结合面粘结度。

（4）本发明的适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，钢柱腿底部通过法兰盘上的的螺栓和预埋钢筋，确保了钢柱腿和混凝土的连接更为可靠，且钢主梁底板设置的钢筋穿过孔，能够加强伸入钢主梁内混凝土与桥墩的联系，使整体稳定性更强。

（5）本发明的适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，采用斜拉桥结构，有利于加大桥梁主跨，能够实现跨坐式单轨轨道梁无法达到的跨度；采用钢结构主梁预制拼装，有利于提高施工速率。

附图说明

图1为本发明实施例一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥结构示意图；

图2为本发明实施例图1中涉及的A区域局部放大图；

图3为本发明实施例图2中涉及的1-1剖面局部示意图；

图4为本发明实施例图2中涉及的2-2剖面局部示意图；

图5为本发明实施例图2中涉及的B区域局部放大图；

图6为本发明实施例涉及的混凝土薄壁墩与钢主梁结合段钢主梁底板示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-承台基础、2-薄壁墩、3-钢主梁、4-桥塔、5-轨道梁、6-斜拉索，7-钢柱腿；201-混凝土；301-钢主梁外轮廓、302-钢筋穿过孔；701-劲性骨架、702-法兰盘、703-螺栓孔、704-螺栓、705-预埋钢筋。

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。

图1为本发明实施例一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥结构示意图。使如图1所示，一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，包括承台基础1、薄壁墩2、钢主梁3、桥塔4、轨道梁5、斜拉索6。其中，承台基础1顺桥向纵向间隔设置且每个承台基础1的顶部上方对应设有桥墩，桥墩包括分设于斜拉桥两端的边墩以及设置于边墩之间的中墩，其中中墩为顺桥向间隔排列的至少两个薄壁墩2。桥墩顶部纵向设置钢主梁3。钢主梁3包括边跨和中跨，边跨为两侧的边墩与其相邻的中墩顶部之间的梁段，中跨为中墩顶部之间设置的梁段，其中，位于中墩顶部的钢主梁3的厚度较大，从中墩向两侧钢主梁3的厚度逐渐减小，以满足支点处的受力需要。中墩顶部与钢主梁3之间采用墩梁固结体系，中墩与钢主梁3之间受力一体。钢主梁3顶部顺桥向设有轨道梁5，钢主梁3上对应的轨道梁5的纵向长度、钢主梁纵向长度以及两端边墩之间的距离三者一致，轨道梁5纵向两端的端部设于边墩顶部上方，并且其纵向两端的端部分别与标准轨道梁的端部对接。

进步一地，钢主梁3上方横向两侧即桥的横向两侧，对应每个中墩顶部均设有桥塔4，其中，各个桥塔4下部分设有若干的塔柱；塔柱的纵向宽度与对应的薄壁墩2的纵向宽度相同。桥塔4的上部为连续一体结构，沿其中轴线间隔相同距离设有拉索固定端，斜拉索6的一端固定于该拉索固定端，另一端依次固定于桥塔4纵向两侧的钢主梁3上，斜拉索6在钢主梁3上的固定端间距相同；桥面横向两侧的斜拉索6对称并且平行设置。

本发明适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，采用斜拉桥结构，有利于加大桥梁主跨，能够实现跨坐式单轨轨道梁无法达到的跨度；采用钢结构主梁预制拼装，有利于提高施工速率。

图2为本发明实施例图1中涉及的A区域局部放大图，即混凝土薄壁墩与钢主梁结合段示意图。结合图1，以桥墩中设置两个薄壁墩的方案进行阐述，各薄壁墩2的顶部与钢主梁3的顶部相平，钢箱梁3下端对应薄壁墩2的位置设有钢柱腿7，施工时起到钢箱梁3的支撑作用，有利用墩梁固结段钢箱梁3的吊装。且钢柱腿7上采用剪力钉与混凝土201连接，有利于加强钢混结合面粘结度。钢柱腿7的顶部伸入钢箱梁3中，且其顶部高度位于钢主梁外轮廓301上方一定距离；钢柱腿7的底端设于薄壁墩2的墩身中，钢柱腿7位于薄壁墩2的中竖直高度大于其位于钢箱梁3中的竖直高度；钢柱腿7在薄壁墩2中纵向两端分别与对应的薄壁墩2墩壁的距离相同；钢柱腿7底部与薄壁墩2的底部相隔一定距离。另外，薄壁墩2中混凝土201延伸至钢箱梁3中。本发明采用梁墩固结的方式，钢柱腿同时设置于钢箱梁和薄壁墩中，钢柱腿能够顺利将钢箱梁的内力传递到各个混凝土薄壁墩上，使桥墩与钢箱梁两者形成受力一体的刚构结构，在保证跨越能力以及施工进度的情况下以满足跨座式单轨对桥梁刚度的要求。同时本发明采用将一个桥墩改进为多个薄壁墩的方式，一方面能够有效支撑上部钢主梁结构，另一方面，由于钢结构对温度效应敏感，又能够削弱部分纵向抗推刚度来降低钢结构主梁的温度效应，最大限度的释放钢主梁的纵向温度力。

进一步地，图3为实施例图2中涉及的1-1剖面局部示意图，图4为本发明实施例图2中涉及的2-2剖面局部示意图。图3和图4均以1/2的薄壁墩横向宽度体现。图3和图4中可以看出，薄壁墩2横向宽度相同、相互平行且两端互相齐平。如图3所述，沿纵向两侧的钢柱腿7上设有劲性骨架701，劲性骨架701由多段横向焊接而成，其内侧横向间隔一定距离设置加劲结构，其周围浇筑有混凝土201。劲性骨架701的横向端部与薄壁墩2对应的墩壁间隔一定距离。还可以看出，劲性骨架701横向宽度相同、相互平行且两端互相齐平。如图4所示，劲性骨架701的底部对应焊接有截面大小相同的法兰盘702，法兰盘702上间隔预留有螺栓孔703，用于螺栓的穿过，螺栓孔703设于法兰盘702上间隔设置的加劲结构之间。

进一步地，图5为本发明实施例图2中涉及的B区域局部放大图。结合图4，与薄壁墩2连接段的钢箱梁吊装就位后，通过底部的法兰盘702固定，钢柱腿能顺畅的将钢箱梁的内力传递到桥墩上。劲性骨架701底部的法兰盘702与钢柱腿7中的混凝土201之间通过螺栓704和预埋钢筋705固定连接。其中，螺栓704的一端穿过并固定于法兰盘702上的预留螺栓孔703，另一端固定于法兰盘702底部的混凝土201中；预埋钢筋705设于纵向相邻的螺栓之间，其一端与法兰盘702底部固定连接。本发明的钢柱腿底部通过法兰盘上的的螺栓和预埋钢筋，确保了钢柱腿和混凝土的连接更为可靠。

图6为本发明实施例涉及的混凝土薄壁墩与钢主梁结合段钢主梁底板示意图。结合图1～图4，L1为1/2钢主梁3的横向宽度，L2为1/2的薄壁墩2的横向宽度。钢主梁3的底板上对应薄壁墩2的顶部位置预留有钢筋穿过孔302，根据需要薄壁墩2顶部截面外侧的钢筋部分或者全部穿过钢筋穿过孔302中，与主梁中的混凝土201固定连接，用于加强墩梁连接处钢箱梁内混凝土与薄壁墩之间的连接。本发明的钢主梁底板设置的钢筋穿过孔，能够加强伸入钢主梁内混凝土与桥墩的联系，使整体稳定性更强。

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，并不用于限制本发明，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)

1.一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，包括承台基础（1），该承台基础（1）沿桥梁纵向间隔设置且其顶部上方对应设有桥墩，其特征在于：

所述桥墩包括分设于斜拉桥两端的边墩以及设置于所述边墩之间的中墩，所述桥墩顶部纵向设有钢主梁（3），且所述钢主梁（3）上方横向两侧对应每个所述中墩顶部均设有桥塔（4），所述桥塔（4）上部沿其中轴线间隔设有拉索固定端，用于固定斜拉索（6）的一端，所述斜拉索（6）另一端依次固定于所述桥塔（4）纵向两侧的所述钢主梁（3）上；其中，

所述中墩为沿桥梁方向间隔排列的至少两个薄壁墩（2），所述中墩顶部与所述钢主梁（3）之间采用墩梁固结体系，形成所述中墩与所述钢主梁（3）之间受力一体的刚构结构。

2.根据权利要求1所述的一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其特征在于，所述钢主梁（3）下端对应所述薄壁墩（2）的位置设有钢柱腿（7），所述钢柱腿（7）顶部伸入至所述钢主梁（3）中并与其固定连接，其底端设于所述薄壁墩（2）的墩身中。

3.根据权利要求2所述的一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其特征在于，所述钢柱腿（7）在纵向两端分别与对应的所述薄壁墩（2）墩壁的距离相同，且所述钢柱腿（7）底部与所述薄壁墩（2）的底部相隔一定距离。

4.根据权利要求2或3所述的一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其特征在于，沿纵向两侧的所述钢柱腿（7）上设有劲性骨架（701），且该劲性骨架（701）由多段焊接而成，其内侧横向间隔一定距离设置加劲结构，其周围浇筑有混凝土（201）。

5.根据权利要求4所述的一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其特征在于，所述劲性骨架（701）的底部对应焊接有截面大小相同的法兰盘（702），所述法兰盘（702）上间隔预留有螺栓孔（703），且所述螺栓孔（703）设于所述法兰盘（702）上间隔设置的所述加劲结构之间。

6.根据权利要求5所述的一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其特征在于，所述法兰盘（702）与周围的所述混凝土（201）之间通过螺栓（704）固定连接，所述螺栓（704）的一端穿过并固定所述螺栓孔（703）中，其另一端固定于所述法兰盘（702）底部的所述混凝土（201）中。

7.根据权利要求5或6所述的一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其特征在于，所述法兰盘（702）与周围的所述混凝土（201）之间还通过预埋钢筋（705）固定连接，所述预埋钢筋（705）设于纵向相邻的所述螺栓（704）之间，其一端与法兰盘（702）底部固定。

8.根据权利要求4所述的一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其特征在于，所述钢主梁（3）的底板上对应所述薄壁墩（2）的顶部位置预留有钢筋穿过孔（302），所述薄壁墩（2）顶部截面外侧的钢筋部分或者全部穿过所述钢筋穿过孔（302）中，并与所述混凝土（201）固定。

9.根据权利要求1-3任一项所述的一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其特征在于，所述钢主梁（3）包括边跨和中跨，所述边跨为两侧边墩与其相邻中墩顶部之间的梁段，所述中跨为所述中墩顶部之间设置的梁段。

10.根据权利要求1-3任一项所述的一种适用于跨座式单轨的钢箱梁薄壁墩刚构斜拉桥，其特征在于，位于所述中墩顶部的所述钢主梁（3）的厚度较大，从所述中墩向纵向两侧，所述钢主梁（3）的厚度逐渐减小。