跨座式单轨桥墩及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种跨座式单轨桥墩及其设计方法，其中，设计方法为跨座式单轨梁体在温度荷载作用下能纵向自由变形，在制动力作用下对梁体纵向活动进行约束，将跨座式单轨桥墩进行串联，将制动力传递至车辆前行方向的桥墩；跨座式单轨桥墩包括在桥墩上设有的固定支座和纵向活动支座，其中，纵向活动支座的允许位移量为

【技术实现步骤摘要】
跨座式单轨桥墩及其设计方法
本专利技术涉及跨座式单轨
，特别涉及一种跨座式单轨桥墩及其设计方法。
技术介绍
跨座式单轨交通系统为一种轻型轨道交通系统，其桥墩一般为钢筋混凝土结构，高度一般在7m以上。现在设计跨座式单轨桥墩时，一般是参考GB50458-2008《跨座式单轨交通设计规范》，其中规范8.1.10明确要求在纵向力作用下桥墩墩顶纵向的弹性水平位移Δ应满足：(L为桥梁跨度，当为不等跨时，采用相邻跨中的较小跨度；当L＜25m时按25m计。Δ包括由于墩身和基础的弹性变形及基底土弹性变形导致的对墩顶纵向弹性水平位移的影响)。按照常规铁路、公路、市政或其他类型的轨道交通桥梁简支梁设计方法，简支梁的一端为固定支座，另一端为活动支座，活动支座的活动量必须大于纵向力产生的位移量，保证活动支座在纵向力作用下能自由变形，制动力等纵向力绝大部分传递至固定支座所在桥墩，活动支座所在桥墩因活动支座的摩擦系数较小，仅分配到极少的纵向力，设计时往往偏于安全地将纵向力考虑为固定支座所在墩承受。此时，在制动力等纵向力作用下，不考虑活动支座抵抗水平力作用，同时，对桥墩采用强度设计控制，计算得出固定支座所在桥墩墩顶纵向水平位移为Δ，此时，为了使得桥墩的纵向尺寸往往较大，一般在1.5m以上。桥墩纵向尺寸的增大不仅大大增加了工程造价，且给景观带来了重大影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种跨座式单轨桥墩及其设计方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种跨座式单轨桥墩设计方法，其主要思路是跨座式单轨梁体在温度荷载作用下能纵向自由变形(温度荷载作用频率较高，如限制温度变形则对支座耐久性产生影响)，在制动力作用下对梁体纵向活动进行约束，将纵向活动支座“锁死”，将跨座式单轨桥墩在纵向力过大时进行串联，将制动力传递至车辆前行方向的桥墩，使得所有桥墩的制动力均在合理范围内，在满足墩顶位移这一相对严苛的要求时，进一步降低桥墩的尺寸大小，从而降低工程造价。本专利技术通过在制动力作用下将跨座式单轨桥墩进行串联，从而可以将制动力传递至车辆前行方向的桥墩，由若干个桥墩同时承受制动力，避免了传统设计方法中，仅由固定支座承受制动力时发生墩顶位移过大，不满足规范要求的情况。通过在制动力作用下对梁体纵向活动进行约束，将跨座式单轨桥墩进行串联，可以将制动力传递至车辆前行方向的桥墩，从而使得所有桥墩的制动力均在合理范围内，所有桥墩的墩顶位移均能满足这样的好处是：解决了规范对于桥墩墩顶位移的严格限制，保证了即使在该限值下如采用本专利技术所提供的设计方法，可有效减小桥墩墩身截面尺寸，大大节约了工程造价，减少了桥墩的占地空间，以及提高结构的景观效果。优选的，所述桥墩处纵向活动支座的允许变形量为大于梁体因温度变化产生的变形，同时，所述纵向活动支座的允许变形量为分别小于伸缩缝允许变形量及梁缝宽度。具体的，包括以下步骤：步骤一：按照常规铁路、公路、市政或其他类型的轨道交通桥梁简支梁设计方法，在简支梁的一端设置固定支座，在简支梁的另一端设置纵向活动支座，纵向活动支座的活动量必须大于纵向力产生的位移量，保证纵向活动支座在纵向力作用下能自由变形，制动力等纵向力绝大部分传递至固定支座所在桥墩，纵向活动支座所在桥墩因纵向活动支座的摩擦系数较小，仅分配到极少的纵向力，设计时往往偏于安全地将纵向力考虑为仅固定支座所在墩承受。此时，在制动力等纵向力作用下，不考虑纵向活动支座抵抗水平力作用，同时，对桥墩采用强度设计控制，计算得出固定支座所在的桥墩墩顶纵向水平位移为Δ，此时，为了使得桥墩的纵向尺寸往往较大，一般在1.5m以上；步骤二：计算需要传递制动力等纵向力的桥墩的个数n，其中，(n为正整数)，此时，每个桥墩墩顶的位移值为α≤1；步骤三：将纵向活动支座的允许位移量调整为(凸为考虑结构安装误差，一般取值b为5mm)，并保证该纵向活动支座的允许位移量大于梁体温度变形量，并将伸缩缝的允许变形量和梁缝宽度均设置成大于纵向活动支座的允许位移量即可。优选的，所述步骤三中，伸缩缝的允许变形量和梁缝宽度均大于纵向活动支座的允许位移量10mm以上。优选的，所述步骤三中，结构安装误差b大于或等于5mm。本专利技术还公开了一种跨座式单轨桥墩，采用上述的一种设计方法得到，包括在桥墩上设有的固定支座和纵向活动支座，其中，纵向活动支座的允许位移量为且纵向活动支座的允许位移量大于梁体温度变形量，伸缩缝的允许变形量和梁缝宽度均大于纵向活动支座的允许位移量。本专利技术所述的桥墩的优点是，通过对纵向活动支座的允许位移量进行合理的设计，在制动力作用下，纵向活动支座的位移量大于其最大允许位移量时，纵向活动支座被锁死，纵向活动支座将制动力往前传递至下一个桥墩，从而可以通过多个桥墩共同对制动力进行承受，使得各个桥墩的墩顶位移均满足规范要求，克服了传统的设计方法中，仅由某一个桥墩的固定支座承受制动力，导致该支座所在桥墩的墩顶位移不满足规范要求的情况。解决了规范对于跨座式单轨桥墩墩顶位移的严格限制，保证了即使在范围限值要求下也无需增加桥墩墩身截面，大大节约了工程造价，减少了桥墩的占地空间，以及提高了结构的景观效果。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术解决了规范对于桥墩墩顶位移的严格限制，保证了即使在该限值下如采用本专利技术所提供的设计方法，可有效减小桥墩墩身截面尺寸，大大节约了工程造价，减少了桥墩的占地空间，以及提高结构的景观效果。附图说明：图1是本专利技术所述的一种跨座式单轨桥墩的结构示意图。图2是本专利技术所述的设计方法中步骤一的示意图。图3是本专利技术所述的设计方法中步骤二的示意图。图中标记：1-固定支座，2-纵向活动支座，3-简支梁，4-桥墩。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1为了尽量减小桥墩纵向尺寸，降低墩身及基础的成本，给出了一套方案，主要设计思路是：将所有简支梁桥墩在纵向力过大时进行串联，在设计时，将活动支座的允许变形量设置为大于梁体因温度变化产生的变形，同时，活动支座的允许变形量应分别小于伸缩缝允许变形量及梁缝宽度，保证梁体在温度荷载作用下能纵向自由变形(温度荷载作用频率较高，如限制温度变形则对支座耐久性产生影响)，在制动力作用下将纵向活动支座“锁死”(纵向活动支座达到最大位移后，通过锁紧装置对支座进行锁紧，此时纵向活动支座能将制动力传递至辆前行方向的桥墩)，对梁体纵向活动进行约束，将制动力传递至车辆前行方向的桥墩，使得所有墩的制动力均在合理范围内，满足墩顶位移这一相对跨坐式单轨来说过于严格的要求，具体过程如下。如图1所示，按照常规铁路、公路、市政或其他类型的轨道交通桥梁简支梁设计方法，简支梁3的一端为固定支座1，另一端为纵向活动支座2。首先将按常规设计方法(也就是偏于安全地将纵向力考虑为固定支座1所在桥墩4承受)计算得到固定支座1所在桥墩4墩顶纵向水平位移为Δ，如图2所示；接着，考虑将纵向活动支座2锁死，对桥墩进行串联传力，此时，需要计算出需要n个墩来传递制动力等纵向力，此时每个桥墩墩顶的位移为Δ/n，也就是α≤1，如图3所示；最后将纵向活动支座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨座式单轨桥墩设计方法，其特征在于，跨座式单轨梁体在温度荷载作用下能纵向自由变形，在制动力作用下对梁体纵向活动进行约束，将跨座式单轨桥墩进行串联，将制动力传递至车辆前行方向的桥墩。

【技术特征摘要】
1.一种跨座式单轨桥墩设计方法，其特征在于，跨座式单轨梁体在温度荷载作用下能纵向自由变形，在制动力作用下对梁体纵向活动进行约束，将跨座式单轨桥墩进行串联，将制动力传递至车辆前行方向的桥墩。2.根据权利要求1所述的跨座式单轨桥墩设计方法，其特征在于，所述桥墩处纵向活动支座的允许变形量为大于梁体因温度荷载产生的变形，同时，所述纵向活动支座的允许变形量为分别小于伸缩缝允许变形量及梁缝宽度。3.根据权利要求1或2所述的跨座式单轨桥墩设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在简支梁的一端设置固定支座，在简支梁的另一端设置纵向活动支座，在制动力等纵向力作用下，不考虑纵向活动支座抵抗水平力作用，同时，对桥墩采用强度设计控制，计算得出固定支座所在的桥墩墩顶纵向水平位移为Δ；步骤二：计算需要传递制动力等纵向力的桥墩的个数n，其中，n为正整数，此时...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶奇，曾永平，郑晓龙，杨国静，庞林，徐昕宇，苏延文，董俊，周川江，颜永逸，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51