CN209779360U - 跨座式单轨的大跨度组合桥结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了跨座式单轨的大跨度组合桥结构，属于跨座式单轨相关技术领域，通过设置适用于跨座式单轨在大跨度环境下应用的钢箱梁和钢轨道梁，将钢轨道梁固定连接在钢箱梁的顶部，两者形成整体受力结构，使得钢轨道梁和钢箱梁可以协同受力，从而在满足大跨度应用需求的同时降低了大跨度组合桥结构的整体高度。本实用新型的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其结构简单，设置简便，能有效满足跨座式单轨在大跨度应用环境下的应用需要，大大降低大跨度组合桥结构的整体高度，降低大跨度组合桥结构的建设成本，提升对应轨道结构、车站结构的设计灵活性，提升跨座式单轨应用时的城市景观，具有较好的应用前景和推广价值。

Description

跨座式单轨的大跨度组合桥结构

技术领域

本实用新型属于跨座式单轨相关技术领域，具体涉及一种适用于跨座式单轨的大跨度组合桥结构。

背景技术

跨座式单轨交通是城市轨道交通的一种，其往往具有噪音小、适应性强、占地面积小、建设成本低、建设周期短等优点，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。因此，跨座式单轨在我国部分城市中得到了一定程度的应用，并开始在越来越多的城市中规划和建设。

跨座式单轨交通与现有普通轨道交通存在较大的差异，其差异主要体现为轨道梁形式的不同和列车走行形式的不同。对于跨座式单轨交通，其列车骑跨在轨道梁上进行运行，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。一般情况下，跨座式单轨的轨道梁截面尺寸较小，导致其跨度有限，对于有跨度较大的设置需求时，通常会采用“梁上梁”结构，即在轨道梁的下方设置截面尺寸较大的箱梁，以其作为轨道梁的支撑平台，继而满足轨道梁的受力荷载需要。

在现有技术中，跨座式单轨的大跨度组合桥结构所用轨道梁一般采用简支梁，具体而言，大跨度组合桥结构的箱梁大跨度设置，而其上方的轨道梁为小跨度的简支梁，即轨道梁通过垫石和支座对应支撑在大跨度的箱梁上，如图4中所示。上述方法虽然能在一定程度上满足跨座式单轨大跨度组合桥结构的设置需要，但是也存在一定的缺陷和局限性，主要体现在：由于现有的大跨度组合桥结构中的轨道梁采用简支梁，需要设置垫石、支座等结构，使得轨道梁设置完成后其轨面高度较高，整体结构高度较大，造价成本较高，城市景观较差；再加上上述“梁上梁”结构中的轨道梁往往不参与受力，其受力荷载几乎全部由支座传递到下方箱梁中，因此为保证大跨度组合桥结构满足受力需求，其箱梁的梁高往往较高，导致大跨度组合桥结构的整体高度进一步提升，轨道梁系统高度的提升不仅增加造价成本，影响城市景观，还会影响与大跨度组合桥结构对接的轨道、车站的结构设计，影响跨座式单轨轨道、车站设计的灵活性。鉴于此，现有的跨座式单轨大跨度组合桥结构存在一定的局限性，无法充分满足跨座式单轨的设计、运行需求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了跨座式单轨的大跨度组合桥结构，通过设置适用于跨座式单轨在大跨度环境下应用的钢箱梁和钢轨道梁，将钢轨道梁固定连接在钢箱梁的顶部，两者形成整体受力结构，在满足大跨度应用需求的同时大大降低了大跨度组合桥结构的整体高度，降低了建造成本，提升了大跨度组合桥结构的城市景观。

为实现上述目的，本实用新型提供一种跨座式单轨的大跨度组合桥结构，包括分别沿纵向设置的箱梁和至少一根轨道梁，其特征在于，

所述箱梁为钢箱梁，且所述轨道梁为钢轨道梁；

所述钢轨道梁对应设置在所述钢箱梁的顶部，且所述钢轨道梁的底部与所述钢箱梁的顶部以焊接的形式固定连接，形成所述钢轨道梁和所述钢箱梁可协同受力的整体受力结构，以降低所述钢箱梁的梁高和所述大跨度组合桥结构的整体高度。

作为本实用新型的进一步改进，对应所述钢轨道梁两侧的连接处分别设置有加劲肋，所述加劲肋沿纵向设置在所述钢箱梁顶板上，其分别与所述钢轨道梁的侧板和底板以焊接的形式连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述加劲肋预埋设置在所述钢箱梁内，其与所述钢箱梁的顶板以焊接的形式固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述钢轨道梁包括分设于所述钢箱梁顶面两侧的两根，即第一轨道梁和第二轨道梁，两轨道梁沿纵向并行设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述钢箱梁顶部的所述钢轨道梁以该钢箱梁竖向中线所在的纵向平面对称设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述钢箱梁的两侧以其竖向中线对称设置。

作为本实用新型的进一步改进，还包括沿纵向间隔设置于所述钢箱梁底部的墩柱；

所述钢箱梁可以其底部与所述墩柱的顶部固定连接，且所述墩柱包括至少一个薄壁墩柱单元，所述薄壁墩柱单元的纵向厚度小于其横向厚度。

作为本实用新型的进一步改进，所述墩柱中的薄壁墩柱单元为沿纵向间隔一定距离设置的两个。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其通过设置适用于跨座式单轨在大跨度环境下应用的钢箱梁和钢轨道梁，通过将钢轨道梁固定连接在钢箱梁的顶部，两者形成整体受力结构，避免了现有大跨度组合桥结构中垫石和支座的设置，降低了轨道梁的轨行面高度，且通过钢轨道梁和钢箱梁的固定连接，使得钢轨道梁和钢箱梁可以协同受力，相较于现有的大跨度组合桥结构而言，有效减小了箱梁的梁高，进一步降低了轨道梁的轨行面高度，降低了大跨度组合桥结构的设置难度和建设成本，提升了跨座式单轨大跨度组合桥结构的城市景观，并为大跨度组合桥结构两端的轨道设计和车站设计提供了较大的灵活性；

(2)本实用新型的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其通过对应钢轨道梁两侧底部的连接位置在钢箱梁上设置加劲肋，使得钢轨道梁的侧板和底板分别与加劲肋固定连接，有效提升了钢轨道梁与钢箱梁的连接稳定性和钢箱梁顶板的受力稳定性，进而提升了钢轨道梁和钢箱梁协同受力的一致性和稳定性，保证了跨座式单轨的大跨度组合桥结构在应用过程中的稳定性；

(3)本实用新型的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其通过在钢箱梁的底部沿纵向设置由薄壁墩柱单元组成的墩柱，通过将薄壁墩柱单元的纵向厚度优选设置为小于其横向厚度，使得薄壁墩柱单元沿纵向的柔韧性大大提升，进而确保了钢箱梁和钢轨道梁连接为统一受力体后所受温度荷载的释放，进一步提升了大跨度组合桥结构的受力稳定性，延长了大跨度组合桥结构的使用寿命；

(4)本实用新型的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其结构简单，设置简便，能有效满足跨座式单轨在大跨度应用环境下的应用需要，大大降低了大跨度组合桥结构的整体高度，降低了大跨度组合桥结构的建设成本，提升了大跨度组合桥结构纵向两端对应轨道结构、车站结构的设计灵活性，提升了跨座式单轨应用时的城市景观，推动了跨座式单轨交通的进一步发展，具有较好的应用前景和推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例中跨座式单轨的大跨度组合桥结构的横断面结构示意图；

图2是本实用新型实施例中大跨度组合桥结构在曲线段的横断面结构示意图；

图3是本实用新型实施例中大跨度组合桥结构在曲线段的横断面结构局部放大图；

图4是现有技术中跨座式单轨的大跨度组合桥结构的横断面结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的大跨度组合桥结构与现有技术中的大跨度组合桥结构的横断面对比图；

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.钢箱梁，2.钢轨道梁，201.第一轨道梁，2011.第一底中点，2012.第一顶中点，2013.第一内底点，2014.第一外底点，2015.第一内顶点，2016.第一外顶点；202.第二轨道梁，2021.第二底中点，2022.第二顶中点，2023.第二内底点，2024.第二外底点，2025.第二内顶点，2026.第二外顶点；3.加劲肋，4.现有大跨度组合桥系统，401.箱梁，402.垫石，403.支座，404.轨道梁；β.第一偏转角，α.第二偏转角，H.轨道梁系统高差，h1.第一限界高度，h2.第二限界高度。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型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。

本实用新型优选实施例中适用于跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其如图1和图2中所示。其中，图1是优选实施例中大跨度组合桥结构的横断面结构示意图；图2是优选实施例中大跨度组合桥结构在曲线段的横断面结构示意图。

具体而言，优选实施例中跨座式单轨的大跨度组合桥结构包括沿纵向设置的钢箱梁1和对应沿纵向设置在钢箱梁1顶部的至少一根轨道梁，优选实施例中的轨道梁为钢轨道梁2，且优选为并排设置的两根轨道梁，即第一轨道梁201和第二轨道梁202，用于两列跨座式单轨列车并排形式或者相向行驶。

进一步地，优选实施例中的第一轨道梁201和第二轨道梁202分别与钢箱梁1的顶部固定连接成整体结构，即第一轨道梁201和第二轨道梁202分别以底部沿纵向焊接在钢箱梁1的顶面上，使得钢轨道梁2与钢箱梁1形成组合受力体系，由钢轨道梁2和钢箱梁1协同受力，共同承担跨座式单轨运行过程中的梁上荷载；进一步地，优选实施例中的第一轨道梁201和第二轨道梁202沿钢箱梁1轴线所在的纵向平面对称设置，以确保钢箱梁1左右两侧的受力平衡。

进一步地，由于钢箱梁1的顶板往往较薄，而钢轨道梁2上传下的荷载往往又比较集中，因此为保证钢箱梁1局部受力的可靠性和钢箱梁1顶板的稳定性，优选实施例中对应第一轨道梁201两侧连接钢箱梁1顶板的位置分别设置有加劲肋3，加劲肋3沿纵向设置在钢箱梁1内，其优选在钢箱梁1制备时预埋设置；进一步具体地，加劲肋3与钢箱梁1的顶板以焊接的形式对应连接，且第一轨道梁201对应连接在钢箱梁1的顶板上时，第一轨道梁201的侧板和底板分别与加劲肋3焊接固连，从而提升第一轨道梁201与钢箱梁1的连接稳定性和钢箱梁1的受力稳定性，确保第一轨道梁201可与钢箱梁1形成可协同受力的整体受力结构。显而易见地，对应第二轨道梁202与钢箱梁1的连接也可对应设置加劲肋3。

针对本实用新型优选实施例中适用于跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其相比于如图4中所示的现有大跨度组合桥结构4而言，可大大降低轨道梁结构的整体高度，为跨座式单轨的轨道设计、车站设计提供更高的灵活性，并有效降低大跨度组合桥结构的设置难度和建设成本，提升大跨度组合桥结构的城市景观。

具体来说，优选实施例中的大跨度组合桥结构与现有技术中的大跨度组合桥结构的对比如图5中所示，由图示中不难看出，图5的左侧为现有大跨度组合桥结构4，右侧为优选实施例中的大跨度组合桥结构。两者的钢箱梁底部平齐对比后可知，优选实施例中的大跨度组合桥结构建造完成后，其轨道梁顶面与现有大跨度组合桥结构中的轨道梁顶面之间有值为H的高度差，H的产生主要是因为如下两个方面：1、优选实施例中的大跨度组合桥结构取消了垫石402和支座403的使用；2、现有的“梁上梁”结构其轨道梁404不参与受力，轨道梁404上的荷载往往由支座403、垫石402传递到箱梁401上，由箱梁401单独受力，因而箱梁401的梁高相对较高；而优选实施例中的钢箱梁1和钢轨道梁2固结形成整体受力结构，由钢轨道梁2和钢箱梁1协同受力，因而本实用新型优选实施例中的钢箱梁1的梁高相对较低，如图5中所示。因此，鉴于上述原因，本实用新型优选实施例中的大跨度组合桥结构建设完成后，其轨道梁的轨行面相较于现有大跨度组合桥结构的轨行面而言，其高度能大大降低，降低的高度H通常可达到2～4m左右，能为大跨度组合桥结构纵向两端的轨道设计和相应高架车站的结构设计提高较大的灵活性，降低大跨度组合桥结构的设计难度和建设成本，提升跨座式单轨应用的城市景观。

进一步地，对应于优选实施例中大跨度组合桥结构的钢箱梁1，在其底部沿纵向间隔设置有多个墩柱，相邻两墩柱的间距较大，即轨道梁结构的大跨度设置，而钢箱梁1的底部与各墩柱的顶部对应连接。进一步地，优选实施例中的墩柱包括至少一个墩柱单元，优选实施例中的墩柱单元为薄壁墩柱单元，其纵向厚度小于其横向厚度，即墩柱单元可看成为“薄壁状”桥墩结构，如此设置是考虑到将钢轨道梁2和钢箱梁1固定连接成整体后，轨道梁结构可能承受的温度荷载的释放，由于薄壁墩柱单元的纵向厚度小于横向厚度，使得薄壁墩柱单元沿纵向的柔韧性大大提升，继而通过多个薄壁墩柱单元的纵向柔性变形，可释放大跨度组合桥结构可能遇到的温度荷载；进一步优选地，在优选实施例中，墩柱包含沿纵向间隔设置的两个薄壁墩柱单元，两个薄壁墩柱单元之间的间距较小，一般为0.3～1m左右。当然，同一墩柱中的薄壁墩柱单元也可仅为一个或者更多个，如三个、四个等，这可根据实际需要进行优选，在此不做赘述。

进一步地，对于本实用新型优选实施例中的大跨度组合桥结构而言，由于钢轨道梁2和钢箱梁1的连接形式差异，其在曲线段(拐弯处)的线形设计也与现有大跨度组合桥结构的线形设计方法有一定的差异，在优选实施例中，曲线段位置的轨道梁线形定位可通过如下步骤来完成：

S1：确定两轨道梁的超高率，优选实施例中钢箱梁1上两走行线路的中心线以钢箱梁1的中心线对称设置，依靠钢轨道梁2绕轨行面线的旋转来对应实现钢轨道梁2的超高，即使得钢轨道梁2在曲线内侧的轨行面高度低于另一侧的轨行面高度，继而得到如图3中所示的第一偏转角β和第二偏转角α；

S2：根据跨座式单轨车辆限界的要求确定两轨道梁的轨行面最低高度h，即第一轨道梁201上的第一限界高度h1和第二轨道梁202上的第二限界高度h2，由图2不难看出，h1为第一内顶点2015距钢箱梁1顶面的竖向距离，h2为第二内顶点2025距钢箱梁1顶面的竖向距离；

S3：在曲线段处的钢轨道梁2上间隔确定多个横断面，并确定各横断面上两轨道梁的内顶点坐标，优选实施例中的内顶点坐标可采用大地坐标系，并通过国家高程系统结合曲线要素和线路资料(拐弯半径、线路超高值、两轨道梁线间距、曲线段里程等)进行确定，即第一内顶点2015的坐标和第二内顶点2025的坐标；

S4：通过第一内顶点2015的坐标，结合第一轨道梁201的超高值和第一轨道梁201的尺寸信息，确定该横断面上另外五个点的坐标，即第一底中点2011、第一顶中点2012、第一内底点2013、第一外底点2014和第一外顶点2015的位置；

相应地，通过第二内顶点2025的坐标，结合第二轨道梁202的超高值和第二轨道梁202的尺寸参数，确定该横断面上另外五个点的坐标，即第二底中点2021、第二顶中点2022、第二内底点2023、第二外底点2024和第二外顶点2026的位置；

S5：通过确定各横断面上钢轨道梁2的中点坐标和顶点坐标，实现该曲线段位置钢轨道梁2线形的快速定位。

通过上述方法，可有效实现大跨度组合桥结构在曲线段的定位设计，提升通过曲线段的轨道梁结构的设置准确性，提升跨座式单轨运行的稳定性和安全性，而且相对于现有大跨度组合桥结构在曲线段上的设置而言，上述设置方法简单、便捷，能在保证设置准确性的同时大大提升设置的效率，缩短大跨度组合桥结构的建设周期，降低大跨度组合桥结构的建设成本。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种跨座式单轨的大跨度组合桥结构，包括分别沿纵向设置的箱梁和至少一根轨道梁，其特征在于，

所述箱梁为钢箱梁，且所述轨道梁为钢轨道梁；

所述钢轨道梁对应设置在所述钢箱梁的顶部，且所述钢轨道梁的底部与所述钢箱梁的顶部以焊接的形式固定连接，形成所述钢轨道梁和所述钢箱梁可协同受力的整体受力结构，以降低所述钢箱梁的梁高和所述大跨度组合桥结构的整体高度。

2.根据权利要求1所述的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其中，对应所述钢轨道梁两侧的连接处分别设置有加劲肋，所述加劲肋沿纵向设置在所述钢箱梁顶板上，其分别与所述钢轨道梁的侧板和底板以焊接的形式连接。

3.根据权利要求2所述的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其中，所述加劲肋预埋设置在所述钢箱梁内，其与所述钢箱梁的顶板以焊接的形式固定连接。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其中，所述钢轨道梁包括分设于所述钢箱梁顶面两侧的两根，即第一轨道梁和第二轨道梁，两轨道梁沿纵向并行设置。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其中，所述钢箱梁顶部的所述钢轨道梁以该钢箱梁竖向中线所在的纵向平面对称设置。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其中，所述钢箱梁的两侧以其竖向中线对称设置。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其中，还包括沿纵向间隔设置于所述钢箱梁底部的墩柱；

所述钢箱梁可以其底部与所述墩柱的顶部固定连接，且所述墩柱包括至少一个薄壁墩柱单元，所述薄壁墩柱单元的纵向厚度小于其横向厚度。

8.根据权利要求7所述的跨座式单轨的大跨度组合桥结构，其中，所述墩柱中的薄壁墩柱单元为沿纵向间隔一定距离设置的两个。