CN113502724B - 一种用于prt的钢结构箱梁桥直线段桥结构及其工法 - Google Patents

Abstract

一种用于PRT的钢结构箱梁桥直线段桥结构及其工法，包括基础、钢管柱、钢盖梁和钢桥面，基础沿桥结构顺桥向间隔设置，钢桥面包括顺桥向交替设置的连接模块和中模块，连接模块的底部固定连接在钢盖梁的上侧，钢桥面的横截面呈山型，包括底箱板、横向间隔沿顺桥向通长设置的三道肋箱梁和连接底座组，连接底座组设置在连接模块的下侧表面、与钢盖梁连接位置处。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的钢结构箱梁桥直线段桥结构及其工法

技术领域

本发明涉及一种桥面结构，特别是一种用于PRT的钢结构箱梁桥直线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的钢结构箱梁桥直线段桥结构及其工法，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的钢结构箱梁桥直线段桥结构，包括一组基础、一组钢管柱、一组钢盖梁和一组钢桥面，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，所述钢盖梁横桥向与钢管柱一一对应设置并且钢盖梁的底部固定连接在钢管柱的顶部，所述钢桥面包括顺桥向交替设置的连接模块和中模块，所述连接模块位于支座位置、与钢盖梁一一对应设置并且连接模块的底部固定连接在钢盖梁的上侧，

所述钢桥面的横截面呈山型，包括底箱板、横向间隔沿顺桥向通长设置的三道肋箱梁和与钢盖梁一一对应设置的连接底座组，三道肋箱梁分别位于底箱板顺桥向的两端和中央，连接底座组设置在连接模块的下侧表面、与钢盖梁连接位置处，每组连接底座组包括三个连接底座，其横桥向间隔设置并与肋箱梁的位置上下对应。

所述肋箱梁与底箱板共用底侧板，所述肋箱梁还包括箱梁侧腹板、箱梁横隔板、箱梁纵隔板和箱梁顶板，箱梁侧腹板设置在肋箱梁的两侧、固定连接在底侧板的上侧，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箱梁侧腹板之间，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箱梁横隔板之间，所述箱梁顶板平行底侧板设置并且固定连接在两侧箱梁侧腹板的顶部封闭肋箱梁。

所述连接模块中设置在钢桥面头尾两端的为端模块，所述端模块的肋箱梁外端还包括箱梁边封板，所述箱梁边封板固定连接在肋箱梁的两侧端面上，所述端模块的底箱板外端还包括底箱板封边板，所述底箱板封边板固定连接在底箱板的外端面上。

所述底箱板还包括一组纵向加劲肋、一组横向加劲肋和顶侧板，所述横向加劲肋间隔设置在相邻的两个肋箱梁之间，横向加劲肋的下侧固定连接在底侧板的上侧，横向加劲肋的横向两端分别固定连接在两侧的箱梁侧腹板上，所述纵向加劲肋沿顺桥向通长设置并且与横向加劲肋固定连接，所述横向加劲肋高度与纵向加劲肋的上侧平齐，所述顶侧板满铺在相邻的两个肋箱梁之间并且顶侧板的下侧与横向加劲肋的上侧以及纵向加劲肋的上侧均固定连接。

所述中模块范围内和连接模块的连接端部范围内的底侧板上间隔开有减重孔，所述横向加劲肋分别设置在减重孔之间的底侧板上，所述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。

所述连接模块其余位置的横向加劲肋高度等于纵向加劲肋的高度，所述纵向加劲肋分段固定连接在两侧的横向加劲肋上。

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和横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，所述纵框固定连接在箱梁侧腹板于横向加劲肋形成的阴角位置处，所述横框横跨纵向加劲肋，纵向加劲肋的顶部开有供横框穿越的凹槽。

所述纵框沿钢桥面通长设置，所述横框设置在相邻两个模块的拼接位置处，模块之间拼接位置处的肋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肋箱梁内并贴合固定连接。

一种用于PRT的钢结构箱梁桥直线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、钢盖梁和钢桥面，并且钢桥面沿连接模块和中模块的拼接位置拆解成运输分段，其中中模块再次居中拆解均分成四块中模块单元；

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成吊装分块，每个吊装分块包括一个连接模块和一个中模块；

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，在钢管柱的顶部安装钢盖梁；

步骤六，钢桥面吊装：吊装分块的吊装选用汽车吊，

当吊装分块30吨以下时采用一台80吨汽车吊；

当吊装分块30吨以上时采用一台130吨汽车吊；

当吊装分块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吊装分块的头尾两侧。

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是本发明直线段桥结构除去基础的结构示意图。

图2是图1的横截面示意图。

图3是钢桥面的俯视结构示意图。

图4是图3的仰视结构示意图。

图5是图3除去部分顶侧板的结构示意图。

图6是图5的局部放大图。

图7是图6的一端局部放大图。

图8是图6的另一端局部放大图。

图9是两个模块间连接局部放大图。

图10是图9去除箱梁侧腹板的局部放大图。

图11是图10去除连接背板的局部放大图。

图12是连接底座的局部放大图。

图13是施工方法步骤四完成图。

图14是施工方法步骤五完成图。

图15是施工方法步骤六完成图。

图16是施工方法中吊装钢桥面的侧视示意图。

图17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－钢盖梁、4－钢桥面、5－底箱板、6－肋箱梁、7－连接底座、8－底侧板、9－箱梁侧腹板、10－箱梁横隔板、11－箱梁纵隔板、12－箱梁顶板、13－箱梁边封板、14－底箱板封边板、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、41－连接模块、42－中模块、43－端模块。

具体实施方式

实施例参见图1-2所示，一种用于PRT的钢结构箱梁桥直线段桥结构，包括一组基础1、一组钢管柱2、一组钢盖梁3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，所述钢盖梁3横桥向与钢管柱2一一对应设置并且钢盖梁3的底部固定连接在钢管柱2的顶部，所述钢桥面4包括顺桥向交替设置的连接模块41和中模块42，所述连接模块41位于支座位置、与钢盖梁3一一对应设置并且连接模块41的底部固定连接在钢盖梁3的上侧。

参见图3-8、12所示，所述钢桥面4的横截面结构呈山型，包括底箱板5、横向间隔沿顺桥向通长设置的三道肋箱梁6和与钢盖梁3一一对应设置的连接底座组，三道肋箱梁分别位于底箱板顺桥向的两端和中央，连接底座组设置在连接模块41的下侧表面、与钢盖梁3连接位置处，每组连接底座组包括三个连接底座7，连接底座横桥向间隔设置并与肋箱梁6的位置上下对应。

所述肋箱梁6与底箱板5共用底侧板8，所述肋箱梁还包括箱梁侧腹板9、箱梁横隔板10、箱梁纵隔板11和箱梁顶板12，箱梁侧腹板9设置在肋箱梁的两侧、固定连接在底侧板8的上侧，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箱梁侧腹板9之间，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箱梁横隔板10之间，所述箱梁顶板12平行底侧板8设置并且固定连接在两侧箱梁侧腹板9的顶部封闭肋箱梁6。

所述连接模块41中设置在钢桥面4头尾两端的为端模块43，所述端模块43的肋箱梁6外端还包括箱梁边封板13，所述箱梁边封板13固定连接在肋箱梁6的两侧端面上，所述端模块43的底箱板5还包括底箱板封边板14，所述底箱板封边板14固定连接在底箱板5的外端面上。

所述底箱板5还包括一组纵向加劲肋15、一组横向加劲肋16和顶侧板17，所述横向加劲肋16间隔设置在相邻的两个肋箱梁6之间，横向加劲肋16的下侧固定连接在底侧板8的上侧，横向加劲肋16的横向两端分别固定连接在两侧的箱梁侧腹板9上，所述纵向加劲肋15沿顺桥向通长设置并且与横向加劲肋16固定连接，所述横向加劲肋16高度与纵向加劲肋15的上侧平齐，所述顶侧板17满铺在相邻的两个肋箱梁6之间并且顶侧板17的下侧与横向加劲肋16的上侧以及纵向加劲肋15的上侧均固定连接。

所述中模块42范围内和连接模块41的连接端部范围内的底侧板8上间隔开有减重孔18，所述横向加劲肋16分别设置在减重孔之间的底侧板8上，所述横向加劲肋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。

所述连接模块41其余位置的横向加劲肋16高度等于纵向加劲肋15的高度，所述纵向加劲肋15分段固定连接在两侧的横向加劲肋16上。

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和横向加劲肋16的上侧表面均平齐，所述承托边框包括纵框20和横框21，所述纵框20固定连接在箱梁侧腹板9于横向加劲肋16形成的阴角位置处，所述横框21横跨纵向加劲肋15，纵向加劲肋15的顶部开有供横框穿越的凹槽19。

参见图9-11所示，所述纵框20沿钢桥面4通长设置，所述横框21设置在相邻两个模块的拼接位置处，模块之间拼接位置处的肋箱梁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肋箱梁6内部并贴合固定连接。

一种用于PRT的钢结构箱梁桥直线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、钢盖梁3和钢桥面4，并且钢桥面4沿连接模块41和中模块42的拼接位置拆解成运输分段，其中中模块42再次居中拆解均分成四块中模块单元；

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成吊装分块，每个吊装分块包括一个连接模块41和一个中模块42；

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；

步骤四，参见图13所示，在将预埋件与钢管柱2连接；

步骤五，参见图14所示，在钢管柱2的顶部安装钢盖梁3；

步骤六，参见图15所示，钢桥面4吊装：吊装分块的吊装选用汽车吊24，

当吊装分块30吨以下时采用一台80吨汽车吊；

当吊装分块30吨以上时采用一台130吨汽车吊；

参见图16-17所示，当吊装分块位于高架桥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吊装分块的头尾两侧。

Claims (3)

1.一种用于PRT的钢结构箱梁桥直线段桥结构，其特征在于：包括一组基础（1）、一组钢管柱（2）、一组钢盖梁（3）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，所述钢盖梁（3）横桥向与钢管柱（2）一一对应设置并且钢盖梁（3）的底部固定连接在钢管柱（2）的顶部，所述钢桥面（4）包括顺桥向交替设置的连接模块（41）和中模块（42），所述连接模块（41）位于支座位置、与钢盖梁（3）一一对应设置并且连接模块（41）的底部固定连接在钢盖梁（3）的上侧，

所述钢桥面（4）的横截面结构呈山型，包括底箱板（5）、横向间隔沿顺桥向通长设置的三道肋箱梁（6）和与钢盖梁（3）一一对应设置的连接底座组，三道肋箱梁分别位于底箱板顺桥向的两端和中央，连接底座组设置在连接模块（41）的下侧表面、与钢盖梁（3）连接位置处，每组连接底座组包括三个连接底座（7），连接底座横桥向间隔设置并与肋箱梁（6）的位置上下对应；

所述肋箱梁（6）与底箱板（5）共用底侧板（8），所述肋箱梁还包括箱梁侧腹板（9）、箱梁横隔板（10）、箱梁纵隔板（11）和箱梁顶板（12），箱梁侧腹板（9）设置在肋箱梁的两侧、固定连接在底侧板（8）的上侧，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箱梁侧腹板（9）之间，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箱梁横隔板（10）之间，所述箱梁顶板（12）平行底侧板（8）设置并且固定连接在两侧箱梁侧腹板（9）的顶部封闭肋箱梁（6）；

所述连接模块（41）中设置在钢桥面（4）头尾两端的为端模块（43），所述端模块（43）的肋箱梁（6）外端还包括箱梁边封板（13），所述箱梁边封板（13）固定连接在肋箱梁（6）的两侧端面上，所述端模块（43）的底箱板（5）还包括底箱板封边板（14），所述底箱板封边板（14）固定连接在底箱板（5）的外端面上；

所述底箱板（5）还包括一组纵向加劲肋（15）、一组横向加劲肋（16）和顶侧板（17），所述横向加劲肋（16）间隔设置在相邻的两个肋箱梁（6）之间，横向加劲肋（16）的下侧固定连接在底侧板（8）的上侧，横向加劲肋（16）的横向两端分别固定连接在两侧的箱梁侧腹板（9）上，所述纵向加劲肋（15）沿顺桥向通长设置并且与横向加劲肋（16）固定连接，所述横向加劲肋（16）与纵向加劲肋（15）的上侧平齐，所述顶侧板（17）满铺在相邻的两个肋箱梁（6）之间并且顶侧板（17）的下侧与横向加劲肋（16）的上侧以及纵向加劲肋（15）的上侧均固定连接，

所述中模块（42）范围内和连接模块（41）的连接端部范围内的底侧板（8）上间隔开有减重孔（18），所述横向加劲肋（16）分别设置在减重孔之间的底侧板（8）上，所述横向加劲肋（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），

所述连接模块（41）其余位置的横向加劲肋（16）高度等于纵向加劲肋（15）的高度，所述纵向加劲肋（15）分段固定连接在两侧的横向加劲肋（16）上，

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）和横向加劲肋（16）的上侧表面均平齐，所述承托边框包括纵框（20）和横框（21），所述纵框（20）固定连接在箱梁侧腹板（9）于横向加劲肋（16）形成的阴角位置处，所述横框（21）横跨纵向加劲肋（15），纵向加劲肋（15）的顶部开有供横框穿越的凹槽（19）。

2.根据权利要求1所述的用于PRT的钢结构箱梁桥直线段桥结构，其特征在于：所述纵框（20）沿钢桥面（4）通长设置，所述横框（21）设置在相邻两个模块的拼接位置处，模块之间拼接位置处的肋箱梁（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肋箱梁（6）内部并贴合固定连接。

3.一种根据权利要求1或2所述的用于PRT的钢结构箱梁桥直线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）、钢盖梁（3）和钢桥面（4），并且钢桥面（4）沿连接模块（41）和中模块（42）的拼接位置拆解成运输分段；

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成吊装分块，每个吊装分块包括一个连接模块（41）和一个中模块（42）；

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，在钢管柱（2）的顶部安装钢盖梁（3）；

步骤六，钢桥面（4）吊装：吊装分块的吊装选用汽车吊（24），

当吊装分块30吨以下时采用一台80吨汽车吊；

当吊装分块大于30吨时采用一台130吨汽车吊；

当吊装分块位于高架桥（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吊装分块的头尾两侧。

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