CN112376388B - 一种用于prt的钢结构箱梁桥分叉段桥结构及其工法 - Google Patents

Abstract

一种用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构及其工法，包括两根基础、两根钢管柱和一组钢桥面，钢管柱与基础一一对应设置并且钢管柱的底部固定连接在基础的上侧，钢桥面包括顺桥向依次对接的连接模块、过渡模块和分叉模块，钢桥面的横截面结构呈槽型，包括底箱板、沿顺桥向通长设置的两道边箱梁、分叉中箱梁以及两个连接支座，钢管柱的顶部固定连接在连接支座上。本发明结构为用于PRT的全预制钢结构桥，该结构设计巧妙，单元分片之间采用分段拼接式。本发明的施工方法可以最大限度地减少现场施工时间并减少交通中断，提高工作区安全性；最大限度地减少对环境的影响，提高可施工性，提升施工质量，降低全寿命周期费用。

Description

一种用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构及其工法

技术领域

本发明涉及一种桥面结构，特别是一种用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构及其施工方法。

背景技术

PRT即个人快速交通（Personal Rapid Transit），它的意义是用立体交通取代平面交通，提高道路承载能力；用小型公交取代大型公交，提高可达性；以无人驾驶提高使用效率，是一种寻求解决城市交通问题的新兴方法。PRT轨网呈分布式，没有干路与支路之分，虚拟列车模式使所有轨道线全都将成为高速通道，不管是宽阔的主干道还是狭窄街巷，轨道通过能力完全相同，实现城市交通多路分流。新兴机场目前逐渐开始采用PRT对旅客进行接驳交替，以适应城市快速交通的需要。现有的桥梁结构工程项目的建设需要投入大量的前期设计和施工工作，故而导致项目的开发和施工工期较长。由于地基、下部结构、上部结构部件、栏杆和其他附件等结构的施工，需要大量劳动力且按照一定程序完成。在现代交通发达的大前提下，为了各种交通形式互相协同，PRT桥往往施工在机场周围的高架桥旁边，此时PRT所需要的桥梁系统是：部件在场外制造并快速安装就位，并且保证正常交通。特别是为保证装配式工业化施工，而这种情况下为了提高施工速度，PRT桥的结构形式和施工方式亟需改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构及其工法，要解决现有桥梁结构无法满足PRT所需要的结构形式和施工方式的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构，包括两根基础、两根钢管柱和一组钢桥面，所述基础沿桥结构顺桥向间隔设置，所述钢管柱与基础一一对应设置并且钢管柱的底部固定连接在基础的上侧，所述钢桥面包括顺桥向依次对接的连接模块、过渡模块和分叉模块，

所述钢桥面的横截面结构呈槽型，包括底箱板、沿顺桥向通长设置的两道边箱梁、分叉中箱梁以及两个连接支座，所述连接支座分别固定连接在连接模块和分叉模块的下侧支座受力位置，所述钢管柱的顶部固定连接在连接支座上。

所述边箱梁、分叉中箱梁和底箱板共用底侧板，所述边箱梁还包括边箱梁侧腹板、边箱梁横隔板、边箱梁纵隔板和边箱梁顶板，边箱梁侧腹板设置在边肋箱梁的两侧、固定连接在底侧板的上侧，边箱梁横隔板垂直底侧板设置并且沿顺桥向间隔固定连接在两侧的边箱梁侧腹板之间，边箱梁纵隔板平行底侧板设置并且沿顺桥向通长分段固定连接在两侧的边箱梁横隔板之间，所述边箱梁顶板平行底侧板设置并且固定连接在两侧边箱梁侧腹板的顶部封闭肋箱梁。

所述分叉中箱梁包括两侧的子箱梁和连接两个子箱梁的隔板组，所述子箱梁与两侧的边箱梁分别形成两个分叉的槽型桥面，所述子箱梁包括子箱梁侧腹板、子箱梁横隔板、子箱梁纵隔板和分叉中箱梁顶板，所述子箱梁侧腹板设置在子箱梁的两侧、固定连接在底侧板的上侧，所述子箱梁横隔板垂直底侧板设置并且沿顺桥向间隔固定连接在两侧的子箱梁侧腹板之间，所述子箱梁纵隔板平行底侧板设置并且沿顺桥向通长分段固定连接在两侧的子箱梁横隔板之间，所述分叉中箱梁顶板平行底侧板设置并且固定连接在两侧子箱梁侧腹板的顶部封闭分叉中箱梁；

所述隔板组包括中箱梁纵隔板和中箱梁横隔板，所述中箱梁横隔板垂直底侧板设置并且沿顺桥向间隔固定连接在两侧的子箱梁侧腹板之间，所述中箱梁纵隔板平行底侧板设置并且沿顺桥向固定连接在两侧的子箱梁横隔板之间。

所述底箱板还包括固定连接在底侧板上侧的一组纵向加劲肋和一组横向加劲肋以及顶侧板，

所述横向加劲肋的横向两端在连接模块和过渡模块的范围内间隔固定连接在边箱梁之间，

所述分叉模块的分叉位置尾端部的底侧板上居中固定连接有分叉纵向加劲肋，该范围内的横向加劲肋的横向两端间隔固定连接在分叉纵向加劲肋与边箱梁之间；

所述横向加劲肋的横向两端在子箱梁范围内间隔固定连接在子箱梁和边箱梁之间，

所述纵向加劲肋沿顺桥向通长设置并且与各个横向加劲肋均固定连接，所述横向加劲肋、纵向加劲肋和分叉纵向加劲肋的上侧均平齐，所述顶侧板满铺在各个箱梁之间并且顶侧板的下侧与横向加劲肋的上侧、纵向加劲肋的上侧和分叉纵向加劲肋的上侧均固定连接。

所述连接模块的连接端、过渡模块和分叉模块范围内顺桥向间隔开有减重孔，所述横向加劲肋、分叉纵向加劲肋和分叉中箱梁分别设置在减重孔之间的底侧板上。

所述减重孔范围内的横向加劲肋高度大于纵向加劲肋的高度，并且横向加劲肋的顶部开有供纵向加劲肋穿越的凹槽，减重孔外其余位置的横向加劲肋高度等于纵向加劲肋的高度。

所述顶侧板的下侧四周边缘连接有承托边框，承托边框的上侧表面与纵向加劲肋、横向加劲肋和分叉纵向加劲肋的上侧表面均平齐，所述承托边框包括纵框和横框，所述横框设置在相邻两个模块的拼接位置处，所述纵框分布在分叉模块范围内的横框之间。

模块之间拼接位置处的边箱梁内还分别增设有箱梁内框和与箱梁横隔板平行的连接背板，两者分别设置在两侧的边箱梁内部并贴合固定连接。

所述分叉模块的分叉端的底箱板下侧围绕连接支座位置还增设固定连接有底板加劲板组，包括底板横向加劲板和底板纵向加劲板。

一种用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，在工厂内整体制作钢管柱和钢桥面，并且钢桥面沿连接模块、过渡模块和分叉模块的拼接位置拆解成运输分段，其中分叉模块再次拆解均分成四块分叉模块单元；

步骤二，将各个钢构件运输至现场，然后现场通过汽车吊相配合拼接合拢组合；

步骤三，在施工现场处理吊车通道，然后施工带预埋件的基础；

步骤四，在将预埋件与钢管柱连接；

步骤五，钢桥面吊装：吊装分块的吊装选用汽车吊，

当钢桥面30吨以下时采用一台80吨汽车吊；

当钢桥面30吨以上时采用一台130吨汽车吊；

当钢桥面位于高架桥下侧时采用两台50吨汽车吊配合抬吊；两台分别位于待吊装的钢桥面的头尾两侧。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明结构为用于PRT的全预制钢结构桥，该结构设计巧妙，自重较轻，单元分片之间采用分段拼接式，拼接方便。本发明的施工方法可以最大限度地减少现场施工时间并减少交通中断，提高工作区安全性；最大限度地减少对环境的影响，提高可施工性，提升施工质量，降低全寿命周期费用。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明分叉段桥结构的结构示意图。

图2是图1的钢桥面俯视结构示意图。

图3是图1的仰视结构示意图。

图4是图2除去顶侧板的结构示意图。

图5是图4的一端局部放大图。

图6是图4的另一端局部放大图。

图7是图6的局部放大图。

图8是连接底座的位置示意图。

图9是钢桥面下侧局部放大图。

图10是两个模块间连接局部放大图。

图11是图10去除边箱梁侧腹板的局部放大图。

图12是图11去除连接背板的局部放大图。

图13是施工方法中吊装钢桥面的侧视示意图。

图14是施工方法中吊装钢桥面的俯视示意图。

附图标记：1－基础、2－钢管柱、3－分叉中箱梁、4－钢桥面、5－底箱板、6－边箱梁、7－连接支座、8－底侧板、9－边箱梁侧腹板、10－边箱梁横隔板、11－边箱梁纵隔板、12－边箱梁顶板、13－子箱梁侧腹板、14－子箱梁横隔板、15－纵向加劲肋、16－横向加劲肋、17－顶侧板、18－减重孔、19－凹槽、20－纵框、21－横框、22－箱梁内框、23－连接背板、24－汽车吊、25－高架桥、26－子箱梁纵隔板、27－分叉中箱梁顶板、28－中箱梁纵隔板、29－中箱梁横隔板、30－分叉纵向加劲肋、31－底板横向加劲板、32－底板纵向加劲板、41－连接模块、42－中模块、43－分叉模块。

具体实施方式

实施例参见图1-3所示，一种用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构，包括两根基础1、两根钢管柱2和一组钢桥面4，所述基础1沿桥结构顺桥向间隔设置，所述钢管柱2与基础1一一对应设置并且钢管柱2的底部固定连接在基础1的上侧，所述钢桥面4包括顺桥向依次对接的连接模块41、过渡模块42和分叉模块43，

参见图4-6所示，所述钢桥面4的横截面结构呈槽型，包括底箱板5、沿顺桥向通长设置的两道边箱梁6、分叉中箱梁3以及两个连接支座7，所述连接支座7分别固定连接在连接模块41和分叉模块43的下侧支座受力位置，所述钢管柱2的顶部固定连接在连接支座7上。

所述边箱梁6、分叉中箱梁3和底箱板5共用底侧板8，所述边箱梁还包括边箱梁侧腹板9、边箱梁横隔板10、边箱梁纵隔板11和边箱梁顶板12，边箱梁侧腹板9设置在边肋箱梁的两侧、固定连接在底侧板8的上侧，边箱梁横隔板10垂直底侧板8设置并且沿顺桥向间隔固定连接在两侧的边箱梁侧腹板9之间，边箱梁纵隔板11平行底侧板8设置并且沿顺桥向通长分段固定连接在两侧的边箱梁横隔板10之间，所述边箱梁顶板12平行底侧板8设置并且固定连接在两侧边箱梁侧腹板9的顶部封闭肋箱梁6。

参见图7所示，所述分叉中箱梁3包括两侧的子箱梁和连接两个子箱梁的隔板组，所述子箱梁与两侧的边箱梁6分别形成两个分叉的槽型桥面，所述子箱梁包括子箱梁侧腹板13、子箱梁横隔板14、子箱梁纵隔板26和分叉中箱梁顶板27，所述子箱梁侧腹板13设置在子箱梁的两侧、固定连接在底侧板8的上侧，所述子箱梁横隔板14垂直底侧板8设置并且沿顺桥向间隔固定连接在两侧的子箱梁侧腹板13之间，所述子箱梁纵隔板26平行底侧板8设置并且沿顺桥向通长分段固定连接在两侧的子箱梁横隔板14之间，所述分叉中箱梁顶板27平行底侧板8设置并且固定连接在两侧子箱梁侧腹板13的顶部封闭分叉中箱梁；

所述隔板组包括中箱梁纵隔板28和中箱梁横隔板29，所述中箱梁横隔板29垂直底侧板8设置并且沿顺桥向间隔固定连接在两侧的子箱梁侧腹板13之间，所述中箱梁纵隔板28平行底侧板8设置并且沿顺桥向固定连接在两侧的子箱梁横隔板14之间。

所述底箱板5还包括固定连接在底侧板8上侧的一组纵向加劲肋15和一组横向加劲肋16以及顶侧板17，

所述横向加劲肋16的横向两端在连接模块41和过渡模块42的范围内间隔固定连接在边箱梁6之间，

所述分叉模块43的分叉位置尾端部的底侧板8上居中固定连接有分叉纵向加劲肋30，该范围内的横向加劲肋16的横向两端间隔固定连接在分叉纵向加劲肋30与边箱梁6之间；

所述横向加劲肋16的横向两端在子箱梁范围内间隔固定连接在子箱梁和边箱梁6之间，

所述纵向加劲肋15沿顺桥向通长设置并且与各个横向加劲肋16均固定连接，所述横向加劲肋16、纵向加劲肋15和分叉纵向加劲肋30的上侧均平齐，所述顶侧板17满铺在各个箱梁之间并且顶侧板17的下侧与横向加劲肋16的上侧、纵向加劲肋15的上侧和分叉纵向加劲肋30的上侧均固定连接。

所述连接模块41的连接端、过渡模块42和分叉模块43范围内顺桥向间隔开有减重孔18，所述横向加劲肋16、分叉纵向加劲肋30和分叉中箱梁3分别设置在减重孔之间的底侧板8上。

所述减重孔18范围内的横向加劲肋16高度大于纵向加劲肋15的高度，并且横向加劲肋16的顶部开有供纵向加劲肋15穿越的凹槽19，减重孔18外其余位置的横向加劲肋16高度等于纵向加劲肋15的高度。

所述顶侧板17的下侧四周边缘连接有承托边框，承托边框的上侧表面与纵向加劲肋15、横向加劲肋16和分叉纵向加劲肋30的上侧表面均平齐，所述承托边框包括纵框20和横框21，所述横框设置在相邻两个模块的拼接位置处，所述纵框20分布在分叉模块43范围内的横框之间。

参见图10-12所示，模块之间拼接位置处的边箱梁6内还分别增设有箱梁内框22和与箱梁横隔板10平行的连接背板23，两者分别设置在两侧的边箱梁6内部并贴合固定连接。

参见图8-9所示，所述分叉模块43的分叉端的底箱板5下侧围绕连接支座7位还增设固定连接有底板加劲板组，包括底板横向加劲板31和底板纵向加劲板32。

一种用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，在工厂内整体制作钢管柱2和钢桥面4，并且钢桥面4沿连接模块41、过渡模块42和分叉模块43的拼接位置拆解成运输分段，其中分叉模块43再次拆解均分成四块分叉模块单元；

步骤二，将各个钢构件运输至现场，然后现场通过汽车吊相配合拼接合拢组合；

步骤三，在施工现场处理吊车通道，然后施工带预埋件的基础1；

步骤四，在将预埋件与钢管柱2连接；

步骤五，钢桥面4吊装：吊装分块的吊装选用汽车吊24，

当钢桥面430吨以下时采用一台80吨汽车吊；

当钢桥面430吨以上时采用一台130吨汽车吊；

参见图13-14所示，当钢桥面4位于高架桥25下侧时采用两台50吨汽车吊配合抬吊；两台分别位于待吊装的钢桥面4的头尾两侧。

Claims (7)

1.一种用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构，其特征在于：包括两根基础（1）、两根钢管柱（2）和一组钢桥面（4），所述基础（1）沿桥结构顺桥向间隔设置，所述钢管柱（2）与基础（1）一一对应设置并且钢管柱（2）的底部固定连接在基础（1）的上侧，所述钢桥面（4）包括顺桥向依次对接的连接模块（41）、过渡模块（42）和分叉模块（43），

所述钢桥面（4）的横截面结构呈槽型，包括底箱板（5）、沿顺桥向通长设置的两道边箱梁（6）、分叉中箱梁（3）以及两个连接支座（7），所述连接支座（7）分别固定连接在连接模块（41）和分叉模块（43）的下侧，所述钢管柱（2）的顶部固定连接在连接支座（7）上，

所述边箱梁（6）、分叉中箱梁（3）和底箱板（5）共用底侧板（8），所述边箱梁还包括边箱梁侧腹板（9）、边箱梁横隔板（10）、边箱梁纵隔板（11）和边箱梁顶板（12），边箱梁侧腹板（9）设置在边肋箱梁的两侧、固定连接在底侧板（8）的上侧，边箱梁横隔板（10）垂直底侧板（8）设置并且沿顺桥向间隔固定连接在两侧的边箱梁侧腹板（9）之间，边箱梁纵隔板（11）平行底侧板（8）设置并且沿顺桥向通长分段固定连接在两侧的边箱梁横隔板（10）之间，所述边箱梁顶板（12）平行底侧板（8）设置并且固定连接在两侧边箱梁侧腹板（9）的顶部封闭边箱梁（6），

所述分叉中箱梁（3）包括两侧的子箱梁和连接两个子箱梁的隔板组，所述子箱梁与两侧的边箱梁（6）分别形成两个分叉的槽型桥面，所述子箱梁包括子箱梁侧腹板（13）、子箱梁横隔板（14）、子箱梁纵隔板（26）和分叉中箱梁顶板（27），所述子箱梁侧腹板（13）设置在子箱梁的两侧、固定连接在底侧板（8）的上侧，所述子箱梁横隔板（14）垂直底侧板（8）设置并且沿顺桥向间隔固定连接在两侧的子箱梁侧腹板（13）之间，所述子箱梁纵隔板（26）平行底侧板（8）设置并且沿顺桥向通长分段固定连接在两侧的子箱梁横隔板（14）之间，所述分叉中箱梁顶板（27）平行底侧板（8）设置并且固定连接在两侧子箱梁侧腹板（13）的顶部封闭分叉中箱梁；

所述隔板组包括中箱梁纵隔板（28）和中箱梁横隔板（29），所述中箱梁横隔板（29）垂直底侧板（8）设置并且沿顺桥向间隔固定连接在两侧的子箱梁侧腹板（13）之间，所述中箱梁纵隔板（28）平行底侧板（8）设置并且沿顺桥向固定连接在两侧的子箱梁横隔板（14）之间，

所述底箱板（5）还包括固定连接在底侧板（8）上侧的一组纵向加劲肋（15）和一组横向加劲肋（16）以及顶侧板（17），

所述横向加劲肋（16）的横向两端在连接模块（41）和过渡模块（42）的范围内间隔固定连接在边箱梁（6）之间，

所述分叉模块（43）的分叉位置尾端部的底侧板（8）上居中固定连接有分叉纵向加劲肋（30），该范围内的横向加劲肋（16）的横向两端间隔固定连接在分叉纵向加劲肋（30）与边箱梁（6）之间；

所述横向加劲肋（16）的横向两端在子箱梁范围内间隔固定连接在子箱梁和边箱梁（6）之间，

所述纵向加劲肋（15）沿顺桥向通长设置并且与各个横向加劲肋（16）均固定连接，所述横向加劲肋（16）、纵向加劲肋（15）和分叉纵向加劲肋（30）的上侧均平齐，所述顶侧板（17）满铺在各个箱梁之间并且顶侧板（17）的下侧与横向加劲肋（16）的上侧、纵向加劲肋（15）的上侧和分叉纵向加劲肋（30）的上侧均固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构，其特征在于：所述连接模块（41）的连接端、过渡模块（42）和分叉模块（43）范围内顺桥向间隔开有减重孔（18），所述横向加劲肋（16）、分叉纵向加劲肋（30）和分叉中箱梁（3）分别设置在减重孔之间的底侧板（8）上。

3.根据权利要求2所述的用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构，其特征在于：所述减重孔（18）范围内的横向加劲肋（16）高度大于纵向加劲肋（15）的高度，并且横向加劲肋（16）的顶部开有供纵向加劲肋（15）穿越的凹槽（19），减重孔（18）外其余位置的横向加劲肋（16）高度等于纵向加劲肋（15）的高度。

4.根据权利要求2所述的用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构，其特征在于：所述顶侧板（17）的下侧四周边缘连接有承托边框，承托边框的上侧表面与纵向加劲肋（15）、横向加劲肋（16）和分叉纵向加劲肋（30）的上侧表面均平齐，所述承托边框包括纵框（20）和横框（21），所述横框设置在相邻两个模块的拼接位置处，所述纵框（20）分布在分叉模块（43）范围内的横框之间。

5.根据权利要求4所述的用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构，其特征在于：模块之间拼接位置处的边箱梁（6）内还分别增设有箱梁内框（22）和与箱梁横隔板（10）平行的连接背板（23），两者分别设置在两侧的边箱梁（6）内部并贴合固定连接。

6.根据权利要求1所述的用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构，其特征在于：所述分叉模块（43）的分叉端的底箱板（5）下侧围绕连接支座（7）位置增设固定连接有底板加劲板组，包括底板横向加劲板（31）和底板纵向加劲板（32）。

7.一种根据权利要求1-6任意一项所述的用于PRT的钢结构箱梁桥分叉段桥结构的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤一，在工厂内整体制作钢管柱（2）和钢桥面（4），并且钢桥面（4）沿连接模块（41）、过渡模块（42）和分叉模块（43）的拼接位置拆解成运输分段，其中分叉模块（43）再次拆解均分成四块分叉模块单元；

步骤二，将各个钢构件运输至现场，然后现场通过汽车吊相配合拼接合拢组合；

步骤三，在施工现场处理吊车通道，然后施工带预埋件的基础（1）；

步骤四，在将预埋件与钢管柱（2）连接；

步骤五，钢桥面（4）吊装：吊装分块的吊装选用汽车吊（24），

当钢桥面（4）30吨以下时采用一台80吨汽车吊；

当钢桥面（4）30吨以上时采用一台130吨汽车吊；

当钢桥面（4）位于高架桥（25）下侧时采用两台50吨汽车吊配合抬吊；两台分别位于待吊装的钢桥面（4）的头尾两侧。

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