CN116163196A - 用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及城市轨道交通技术领域，尤其是一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，包括受压的下承式主拱、受拉的上承式副拱、主墩、边墩和轨道走行梁；其中主墩和边墩的上方均设置有端横梁，主墩上方的端横梁沿顺桥向向两侧延伸一定距离，下承式主拱的两侧拱脚固定在主墩的端横梁上方且位于上承式副拱的范围内，上承式副拱的一侧拱脚固定在主墩的端横梁下方且位于下承式主拱的范围内，其另一侧拱脚固定在边墩的端横梁下方，使下承式主拱和上承式副拱的拱脚相错；轨道走行梁设置在端横梁横桥向的两侧。本发明的优点是：跨越能力大、景观效果好、文化内涵丰富的悬挂式单轨梁，满足了景区、园区对大跨度景观轨道梁桥的需求。

Description

用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥

技术领域

本发明涉及城市轨道交通技术领域，尤其是一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥。

背景技术

随着全球经济放缓，大运量的轨道交通建设逐步下调建设计划，同时环保问题日益突出的传统能源车辆在逐渐过渡为新能源车辆，倡导绿色出行成为未来发展的主流。悬挂式单轨车辆，作为一种清洁能源的低运量车辆，在建设投资以及环保方面均占有优势，时下在景区、园区乃至城市最后一公里接驳中被逐渐重视。

传统的悬挂式单轨梁，是以20-30m为主要跨度，尚未见到大跨度的结构应用于设计，同时，突出景观要求的大跨度梁更是缺少相关研究。

在上述前提下，对于景区、园区建设新能源的悬挂式单轨，不可避免要出现跨越古建筑、保护区、景观湖泊等要求，对相关大跨度结构研究很少，因此亟需一种景观效果优越，刚度参数及安全性等满足轨道交通要求的桥梁。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，采用上承式和下承式组合结构，提高了悬挂式单轨桥梁的景观效果和跨越能力。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：包括受压的下承式主拱、受拉的上承式副拱、主墩、边墩和轨道走行梁；

其中所述主墩和所述边墩的上方均设置有端横梁，所述主墩上方的端横梁沿顺桥向向两侧延伸一定距离，所述下承式主拱的两侧拱脚固定在所述主墩的端横梁上方且位于所述上承式副拱的范围内，所述上承式副拱的一侧拱脚固定在所述主墩的端横梁下方且位于所述下承式主拱的范围内，其另一侧拱脚固定在所述边墩的端横梁下方，使所述下承式主拱和所述上承式副拱的拱脚相错；所述轨道走行梁设置在所述端横梁横桥向的两侧。

所述下承式主拱与其下方的所述轨道走行梁之间通过刚性吊杆连接构成整体。

所述刚性吊杆的两端分别与所述下承式主拱以及所述轨道走行梁构成螺栓连接。

位于所述上承式副拱上方的所述轨道走行梁之间设置有中横梁，所述上承式副拱与所述中横梁之间通过钢立柱连接构成整体。

所述轨道走行梁之间设置有中横梁和平联。

所述下承式主拱与所述上承式副拱之间设置有若干所述端横梁，若干所述端横梁之间通过加劲纵梁连接构成整体。

所述上承式副拱与所述主墩之间的对应位置通过使两者局部加厚实现连接。

所述主墩和所述边墩为钢箱截面和混凝土截面组合结构，其墩顶一定范围内均为钢结构。

所述走行轨道梁采用U型钢截面轨道梁。

所述下承式主拱和所述上承式副拱为钢箱截面。

本发明的优点是：跨越能力大、景观效果好、文化内涵丰富的悬挂式单轨梁，满足了景区、园区对大跨度景观轨道梁桥的需求，列车活载通过吊杆将力传递到主拱圈，主拱圈通过轴向压力将力传递到下部钢结构墩柱，同时纵横联保证了主梁的横向稳定，主拱圈保证了主梁的竖向刚度要求。副拱圈对于边跨，提高了边跨的竖向刚度，保证了行车的舒适性，同时与主拱流线型对称布置，赋予传统哲学美感。

附图说明

图1为本发明的主桥立面布置图；

图2为本发明的主桥平面布置图；

图3为本发明中主跨跨中横断面图；

图4为本发明中边跨跨中横断面图；

图5为本发明中主墩部位横断面图；

图6为本发明中边墩布置横断面图；

图7为本发明中刚性吊杆与主拱连接构造图；

图8为本发明中刚性吊杆与轨道走行梁连接构造图；

图9为本发明中主、副拱与端横梁连接构造图；

图10为主拱为人字形的主拱构造形式图。

实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-10所示，图中各标记分别表示为：太极双鱼意象结构10、主拱11、副拱12、刚性吊杆21、钢立柱22、主跨中横梁31、边跨中横梁32、边跨端横梁41、主跨端横梁42、边跨平联51、主跨平联52、主跨拱脚61、边跨拱脚62、轨道走行梁71、边墩81、主墩91、主拱吊杆锚板101、主拱吊杆锚孔102、主梁吊杆锚板201、主梁吊杆锚孔202、拱脚加劲纵梁301、主墩加厚钢板302。

实施例一：如图1至图9所示，本实施例中用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥采用受压的下承式结构主拱11以及受拉的上承式结构副拱12，提高了桥梁的景观效果和跨越能力。

具体而言，该结构桥包括主拱11两侧的主墩91以及分别位于两个主墩91外侧的边墩81，每个主墩91和边墩81的底部均设置有承台以及相应的基础，以保证主墩91和边墩81的结构稳定性。在主墩91的上方设置有主跨端横梁42，该主跨端横梁42与主墩91固定连接；在边墩81的上方设置有边跨端横梁41。

在本实施例中，如图9所示，该主跨端横梁42沿顺桥向向两侧延伸，其包括三块端横梁，这三块端横梁之间通过拱脚加劲纵梁301连接固定构成整体结构，该拱脚加劲纵梁301可将主拱11和副拱12的受力有效传递到下方的桥墩结构，从而保证桥梁的整体结构强度及稳定性，尤其是主拱11和副拱12的稳定性。

在主跨端横梁42和边跨端横梁41的横桥向两侧分别设置有连续的轨道走行梁71以形成双线结构。在两侧的轨道走行梁71之间设置有沿走行方向若干均匀间隔布置的中横梁4以将两侧的轨道走行梁71连接构成整体结构；具体地，在主拱11范围内的轨道走行梁71之间设置有主跨中横梁31，在副拱12范围内的轨道走行梁71之间设置有边跨中横梁32。

同时进一步地，在轨道走行梁71之间还设置有呈交叉布置的平联，以进一步提高两根轨道走行梁71之间的连接强度并保证整体性；具体地，在主拱11范围内的轨道走行梁71之间设置有主跨平联52；在副拱12范围内的轨道走行梁71之间设置有边跨平联51。

在两个主墩91的上方设置主拱11，该主拱11为单肋拱。主拱11与两侧下方的两根轨道走行梁71之间分别设置有刚性吊杆21，通过刚性吊杆21的设置使主拱11可与轨道走行梁71连成整体结构。主拱11的两端主跨拱脚61则固定连接在主跨端横梁42上且位于副拱12的范围内。

如图7和图8所示，在主拱11对应刚性吊杆21的位置有吊杆锚板101，该吊杆锚板101上开设有吊杆锚孔102，在轨道走行梁71对应刚性吊杆21的位置设置有吊杆锚板201，该吊杆锚板201上开设有吊杆锚孔202；与此同时，刚性吊杆21的杆体两端分别对应于吊杆锚孔102和吊杆锚孔202的位置处也开设有锚孔；当刚性吊杆21安装到位后通过在对应的锚孔内拧入高强螺栓实现刚性吊杆21的两端分别与主拱11以及轨道走行梁71之间的固定连接。此时，刚性吊杆21具备传递拉力和压力以及弯矩的特点，增加了桥梁的横向稳定。

在主墩91与其临近的边墩81下方设置副拱12，该副拱12也为单肋拱，其一侧的边跨拱脚62固定连接在主跨端横梁42上且位于主拱11的范围内，另一端的边跨拱脚62则固定连接在边跨端横梁41上。此时，主拱11和副拱12在主墩91前后错开布置形成犹如中国传统哲学的太极双鱼意象结构10，提升桥梁美观度。

在副拱12的范围内，每根边跨中横梁42与副拱12之间均设置有钢立柱22，通过钢立柱22的设置使拱肋1可与边跨中横梁4连成整体结构。

如图9所示，副拱12对应于主墩91的局部位置采用焊接连接，局部将副拱加宽一定板厚，主墩91的对应位置局部同样加设主墩加厚钢板302，该主墩加厚钢板302的线型与副拱12的线型相匹配，从而将副拱12与主墩91的局部进行有效连接并完成局部过渡，进一步提高结构稳定性。

在本实施例中，主拱11属于受压构件，其采用钢箱梁截面，其与主跨端横梁42采用焊接拼装。副拱12属于受拉构件，其采用宽箱型截面，可沿其纵向布置加劲肋，在每个钢立柱22的四周对副拱12布置竖向加劲肋，用以抵消局部受压过大而引起的钢板翘曲。

本实施例在具体实施时：下承式的主拱11和上承式的副拱12均采用钢箱截面，刚性吊杆21采用H型钢，钢立柱22采用箱型截面，主跨中横梁31采用工字钢结构，边跨中横梁32采用箱型钢结构，边跨端横梁41和主跨端横梁42采用箱型截面，轨道走行梁71采用U型开口截面的钢结构轨道梁，以及钢结构立柱和混凝土立柱结合的主墩91和边墩81。

本实施例相对传统悬挂式轨道梁结构，创新式的采用上承式和下承式组合结构，桥墩错开拱脚布置，并采用刚性吊杆21以及组合结构的端横梁和拱脚结构，上下部连接摒弃传统支座，采用刚性连接，整座桥结构为双线轨道梁结构，主拱11和轨道走行梁71采用焊接，局部可通过填充钢纤维混凝土提高其抗翘曲性能，提高主拱11的主跨拱脚61部位耐久性和经济性，刚性吊杆21和主拱11、轨道走行梁71采用高强螺栓连接，使刚性吊杆21能够传递弯矩、扭矩和压力，提高横向稳定性。轨道走行轨71与主跨中横梁31、主跨平联52分别螺栓连接，形成空间三角桁架式的稳定结构。副拱12采用单肋式下承结构，将钢立柱22与副拱12焊接，同时轨道走行梁71与边跨中横梁32焊接，并采用边跨平联51连接。本实施例大大提高了悬挂式单轨桥梁的景观效果和跨越能力，尤其是实现了主跨跨度在50-80m之间的有效跨越。

实施例二：如图10所示，主拱11除了实施例一所采用的单肋式之外，也可以采用人字形结构。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (10)

1.一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：包括受压的下承式主拱、受拉的上承式副拱、主墩、边墩和轨道走行梁；

其中所述主墩和所述边墩的上方均设置有端横梁，所述主墩上方的端横梁沿顺桥向向两侧延伸一定距离，所述下承式主拱的两侧拱脚固定在所述主墩的端横梁上方且位于所述上承式副拱的范围内，所述上承式副拱的一侧拱脚固定在所述主墩的端横梁下方且位于所述下承式主拱的范围内，其另一侧拱脚固定在所述边墩的端横梁下方，使所述下承式主拱和所述上承式副拱的拱脚相错；所述轨道走行梁设置在所述端横梁横桥向的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：所述下承式主拱与其下方的所述轨道走行梁之间通过刚性吊杆连接构成整体。

3.根据权利要求2所述的一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：所述刚性吊杆的两端分别与所述下承式主拱以及所述轨道走行梁构成螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：位于所述上承式副拱上方的所述轨道走行梁之间设置有中横梁，所述上承式副拱与所述中横梁之间通过钢立柱连接构成整体。

5.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：所述轨道走行梁之间设置有中横梁和平联。

6.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：所述下承式主拱与所述上承式副拱之间设置有若干所述端横梁，若干所述端横梁之间通过加劲纵梁连接构成整体。

7.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：所述上承式副拱与所述主墩之间的对应位置通过使两者局部加厚实现连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：所述主墩和所述边墩为钢箱截面和混凝土截面组合结构，其墩顶一定范围内均为钢结构。

9.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：所述走行轨道梁采用U型钢截面轨道梁。

10.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨的大跨度单肋式刚性吊杆组合拱结构桥，其特征在于：所述下承式主拱和所述上承式副拱为钢箱截面。

Images