一种简支转连续轨道梁桥及支座设计方法、施工方法技术

本发明专利技术提供一种简支转连续轨道梁桥及支座设计方法、施工方法，应用于简支转连续轨道梁桥设计和施工技术领域，该桥包括轨道梁、桥墩、连续墩永久支座、后浇湿接头和上部预应力短束组件，相邻轨道梁通过后浇湿接头进行连接，后浇湿接头通过上部预应力短束组件加强与轨道梁的连接；该支座设计方法求解支座的摩阻系数，确保轨道梁在牵引制动力下不发生滑动；该施工方法为搭设轨道梁和设置后浇湿接头、上部预应力短束组件、下缘预应力短束组件的方法；本发明专利技术有效降低了梁端转角和活载下挠、确保了对接端保持预应力而不易开裂、实现了两跨轨道梁间的平顺过渡、避免了在该处发生跳车现象，具有更好的力学性能、耐久性能、施工便利性和经济社会效益。和经济社会效益。和经济社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种简支转连续轨道梁桥及支座设计方法、施工方法


[0001]本专利技术涉及中等跨径跨座式单轨轨道梁设计和施工
，特别涉及一种简支转连续轨道梁桥及支座设计方法、施工方法。

技术介绍
现有技术
[0002]如图1所示，在跨座式单轨交通制式中，列车车辆抱住轨道梁行驶，轨道梁同时起到对车辆的竖向支撑、纵向导向和横向稳定作用，该类轨道交通制式一般应用于中低运量的城市轨道交通中。跨座式单轨的轨道梁顶面供跨座式单轨车辆的走行轮行驶、侧面供导向轮和稳定轮行驶，其轨道梁既是承重结构又是走行轨道，因此要求在水平和竖向均达到毫米级的预制、架设和成桥线形精度，而现场现浇施工难以保证轨道梁精度要求，故一般以“工厂预制、现场装配、部分现浇”的施工方式为主。
[0003]目前跨座式单轨仅在重庆、银川、柳州、芜湖等地建成或运营数条线路，其桥跨结构的结构体系包括简支梁体系、连续梁体系、连续刚构体系三种，但各体系均存在一些长久未获解决的问题而限制了跨座式单轨的推广应用。对各体系优点和现存不足的分析如下：一、简支梁体系的优点是：(1)基础沉降、混凝土收缩徐变、温度等作用下不产生次内力；(2)现场架设时的线形控制难度低，且线形调整较方便，成桥后可针对每孔梁调整线形；(3)现场施工难度低、施工工序少、施工速度快，非常适合于预制装配化建造。其不足为：(1)整体性较差，刚度小，抗震、抗侧倾和抗扭能力较差；(2)伸缩缝多且单价高，行车舒适性差，轮胎磨耗大；(3)简支梁梁端转角大导致跨度相对连续梁较小，桥墩较密、不利于避让地下管线，景观性一般；(4)伸缩缝和支座多，养护、检修工作量大。
[0004]二、连续梁体系的优点是：(1)整体性较好，刚度较大，具备一定的抗震和抗扭能力；(2)伸缩缝少，行车舒适性好，轮胎磨耗小；(3)跨度适中，桥墩高度与跨度协调性较好；(4)伸缩缝少、支座较少，养护维修工作量适中。其不足为：(1)基础不均匀沉降作用下会产生次内力；(2)需在中墩墩顶现浇钢筋和钢束密集的刚性湿接头，钢筋连接作业量大，预制装配化建造效率较低；(3)轨道梁承受的活载占比很大导致负弯矩区拉应力控制难度大，如负弯矩区开裂后维修难度大且严重影响行车舒适性；采用常用的预应力短束方法控制负弯矩区受力时需在中墩两侧轨道梁顶部开槽锚固短束，但槽口处混凝土在成桥状态无压应力储备、故无法保证该处尤其是其新老混凝土界面的耐久性；采用较少见的顶缘通长束方法来控制负弯矩区受力时，通长束需在各跨预制梁架设后穿过一整联梁，穿束施工难度和工作量均较大，且通长束在非负弯矩区布设是明显的材料浪费并加剧了预制梁上缘压应力过大的问题，通长束张拉时对预制梁竖向尤其是横向线形的影响大、张拉作业要求很高；(4)因跨座式单轨交通的活载占比很大导致牵引力、制动力很大，为避免出现仅布置一个固定铰支座时该处固定墩承受的水平力远大于其它非固定墩、导致出现墩顶水平位移过大影响行车平顺性且各墩外形尺寸不一的情况，现有技术采用了一联桥内顺桥向多个墩处布置固
定铰支座的设计、即一联桥内设计了多个固定墩，导致在整体升降温和收缩徐变作用下产生了较大的次内力、且该次内力会和牵引力及制动力效应产生叠加影响，增加了轨道梁和桥墩的材料用量，固定铰支座均需采用水平和竖向抗拉压支座、其造价高昂且耐久性差。
[0005]三、连续刚构体系的优点是：(1)整体性好，刚度大，具备很强的抗震和抗扭能力；(2)伸缩缝少，行车舒适性好，轮胎磨耗小；(3)跨度适中，桥墩高度与跨度协调性较好；(4)伸缩缝少、支座少，养护维修工作量较小；(4)纵向水平力由多个墩柱共同承担，可减少墩顶水平位移和下部桩基数量。其不足为：(1)结构体系受基础不均匀沉降、混凝土收缩徐变、温度等作用影响大；(2)需在中墩墩顶现浇钢筋和钢束密集的刚性湿接头，钢筋连接作业量大，预制装配化建造效率较低；(3)轨道梁承受的活载占比过大导致负弯矩区拉应力控制难度大，如负弯矩区开裂后维修难度大且严重影响行车舒适性；(4)线形控制要求很高，需在成桥前一次性调整到位，成桥后线形无法调整。

技术实现思路

[0006]理论上，连续梁体系最能兼顾受力性能、行车性能、美观性、施工和检修难度的协调，是适用于30~40m的中等跨径跨座式单轨桥跨结构装配化建造的最经适桥型，因此，针对上述现有连续梁体系长久未获解决的问题，本专利技术提供了一种简支转连续轨道梁桥及设计、施工方法，从桥梁整体结构体系这一根源性问题出发，一并解决了现有连续梁体系的四大不足，并具有更好的力学性能、耐久性能、施工便利性和经济社会效益。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种简支转连续轨道梁桥，包括轨道梁、桥墩、连续墩永久支座、后浇湿接头和上部预应力短束组件，轨道梁宽度B≤100cm，桥墩中的连续墩处搭设的相邻轨道梁分别为第一轨道梁和第二轨道梁，第一轨道梁和第二轨道梁相对的对接端通过后浇湿接头进行连接，后浇湿接头的顶、底面分别与第一轨道梁、第二轨道梁的顶、底面平齐，后浇湿接头通过连续墩永久支座支承在连续墩顶部，后浇湿接头设有贯通其两端的现张束管道，第一轨道梁和第二轨道梁相对的对接端设有与现张束管道连通的内置管道，上部预应力短束组件包括上部现张束、横向通孔、上部后浇砼，第一轨道梁和第二轨道梁在同侧分别设有横向通孔，横向通孔为沿横桥向贯通的孔洞、且横向通孔顶面位于轨道梁顶面下方，内置管道连通至横向通孔，上部现张束设在现张束管道和内置管道内，上部现张束的两端分别张拉至第一轨道梁和第二轨道梁的对应横向通孔内，且上部现张束的两端在对应所述横向通孔内通过所述上部后浇砼锚固，单根上部现张束顺桥向长度L1≤相邻轨道梁跨径之和的一半。其中，桥墩分为连续墩和分联墩，简支轨道梁桥包括多段轨道梁，相邻的轨道梁搭设在连续墩上，而位于该桥两端的轨道梁搭设在分联墩上；轨道梁顶面供跨座式单轨车辆的走行轮行驶，轨道梁的侧面供导向轮和稳定轮行驶，稳定轮在竖向位于导向轮的下方；轨道梁均为预制混凝土结构、其两端部梁高均为H0，预制预应力束在轨道梁预制时即预埋和锚固于轨道梁内；后浇湿接头为现浇混凝土结构并待其两端轨道梁架设后刚接，其下方设有连续墩，后浇湿接头为走行轮、导向轮和稳定轮驶过连续墩处提供行驶面和支撑；在连续墩上搭设轨道梁时，需先设置第一临时支座，用于支撑第一轨道梁，以及设置第二临时支座，用于支撑第二轨道梁，连续墩永久支座在设置后浇湿接头时设置在后浇湿接头下方，分联墩永久支座设在该桥两端的分联墩上，分联墩永久支座用于支撑该桥两端的轨道梁端部，待桥梁施
工完成后撤除第一临时支座和第二临时支座；伸缩缝为该桥两端的轨道梁与相邻轨道梁之间的缝隙，伸缩缝下方为分联墩，伸缩缝处布置有伸缩缝装置并为走行轮、导向轮和稳定轮驶过分联墩处提供行驶面和支撑。
[0008]上述
技术实现思路
的技术原理和效果为：(1)通过后浇湿接头与上部预应力短束组件的配合使用，有效降低了梁端转角和活载下挠、确保了连续墩处的负弯矩区混凝土在运营状态保持有一定的预压力而不易开裂、实现了两跨轨道梁间的平顺过渡、避免了在该处发生跳车现象，从而解决了简支梁体系不适用于中等跨度跨座本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种简支转连续轨道梁桥，其特征在于，包括轨道梁、桥墩、连续墩永久支座、后浇湿接头和上部预应力短束组件，所述轨道梁宽度B≤100cm，所述桥墩中的连续墩处搭设的相邻轨道梁分别为第一轨道梁和第二轨道梁，所述第一轨道梁和所述第二轨道梁相对的对接端通过所述后浇湿接头进行连接，所述后浇湿接头的顶、底面分别与所述第一轨道梁、所述第二轨道梁的顶、底面平齐，所述后浇湿接头通过所述连续墩永久支座支承在所述连续墩顶部，所述后浇湿接头设有贯通其两端的现张束管道，所述第一轨道梁和所述第二轨道梁相对的对接端设有与现张束管道连通的内置管道，所述上部预应力短束组件包括上部现张束、横向通孔和上部后浇砼，所述第一轨道梁和所述第二轨道梁在同侧分别设有横向通孔，所述横向通孔为沿横桥向贯通的孔洞，且横向通孔顶面位于轨道梁顶面下方，所述内置管道连通至所述横向通孔，所述上部现张束设在所述现张束管道和所述内置管道内，所述上部现张束的两端分别张拉至所述第一轨道梁和所述第二轨道梁的对应所述横向通孔内，并在对应所述横向通孔内通过所述上部后浇砼锚固，单根所述上部现张束顺桥向长度L1≤相邻所述轨道梁跨径之和的一半。2.根据权利要求1所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，所述后浇湿接头包括后浇T形砼块，所述后浇T形砼块的顺桥向纵截面呈T形，所述第一轨道梁和所述第二轨道梁分别在对接端顶部设有缺口，后浇T形砼块的横向部分与缺口相匹配，后浇T形砼块的竖直部分对接在所述第一轨道梁和所述第二轨道梁之间。3.根据权利要求2所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，所述后浇湿接头还包括顶缘预埋钢筋、顶缘连接钢筋、非顶缘预埋钢筋、非顶缘连接钢筋、竖向连接筋；所述顶缘预埋钢筋呈L形，所述第一轨道梁内、所述第二轨道梁内分别对应预埋有所述顶缘预埋钢筋的水平段，所述顶缘预埋钢筋的竖直段位于所述后浇T形砼块内且竖向设置，所述顶缘连接钢筋呈倒U形且置于所述后浇湿接头内，预埋在所述第一轨道梁、所述第二轨道梁的所述顶缘预埋钢筋分别与所述顶缘连接钢筋绑扎固定，所述非顶缘预埋钢筋呈U形，且单根所述非顶缘预埋钢筋水平放置、在竖向多根所述非顶缘预埋钢筋阵列布置，所述非顶缘预埋钢筋的开口端埋于所述第一轨道梁、所述第二轨道梁内，所述非顶缘预埋钢筋的闭口端延伸至所述后浇T形砼块内，所述非顶缘连接钢筋呈环形且水平放置于水平相邻的所述非顶缘预埋钢筋上，所述非顶缘连接钢筋与所述非顶缘预埋钢筋之间绑扎固定，多根所述竖向连接筋相间地布置且竖向设置，所述竖向连接筋下端预埋于缺口处的所述第一轨道梁、所述第二轨道梁内，且所述竖向连接筋上端延伸至所述后浇T形砼块内，所述后浇T形砼块通过所述竖向连接筋分别与所述第一轨道梁、所述第二轨道梁连接为一体。4.根据权利要求2所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，所述后浇T形砼块的竖直部分顺桥向的宽度L3≥30cm、所述后浇T形砼块的横向部分顺桥向的宽度L2>L3，所述后浇T形砼块的横向部分的厚度H2≥max(10cm,H0/20)，H0为后浇T形砼块的高度。5.根据权利要求3所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，所述顶缘预埋钢筋的竖直段长度H
42
≥0.6H0。6.根据权利要求3所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，预埋在所述第一轨道梁、所述第二轨道梁的所述顶缘预埋钢筋之间最小水平净距L
42
≥4cm。7.根据权利要求3所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，所述顶缘连接钢筋的竖向尺寸H
43
≥0.6H0，H0为后浇T形砼块的高度，所述顶缘连接钢筋的顺桥向尺寸L
43
>L
42
+4*max
(d
42
, d
43
)，d
42
和d
43
分别为顶缘预埋钢筋和顶缘连接钢筋的公称直径。8.根据权利要求3所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，所述第一轨道梁和所述第二轨道梁的所述非顶缘预埋钢筋之间的最小水平净距L
44
>L
43
+4*max(d
43
, d
45
)，d
45
为非顶缘连接钢筋的最大公称直径，所述非顶缘连接钢筋的顺桥向尺寸L
45
>L
44
+4*max(d
44
, d
45
)，d
44
为非顶缘预埋钢筋的最大公称直径。9.根据权利要求3所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，所述后浇T形砼块的横向部分内的非顶缘连接钢筋的长度L
45
>L3，后浇T形砼块的竖直部分内的非顶缘连接钢筋的长度L
45
<L3，其中，L3为所述后浇T形砼块的竖直部分顺桥向的宽度。10.根据权利要求1所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，所述横向通孔顶面距所述第一轨道梁或所述第二轨道梁的顶面的最小竖向距离H1≥跨座式单轨车辆导向轮的单轮宽度，所述上部现张束伸入横向通孔内垂直弯折。11.根据权利要求1所述的简支转连续轨道梁桥，其特征在于，所述上部预应力短束组件还包括侧面模板，所述侧面模板开有压浆孔，所述上部后浇砼是通过压浆孔向所述横向...

【专利技术属性】
技术研发人员：周帅，于鹏，
申请(专利权)人：中国建筑第五工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：