一种适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统 |
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| 申请号 | CN201910147616.4 | 申请日 | 2019-02-27 | 公开(公告)号 | CN109736149B | 公开(公告)日 | 2024-02-23 |
| 申请人 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司; | 发明人 | 李靖; 彭华春; 耿杰; 马明; 康小英; 陈名欢; 张莉; 林骋; 余秋冶; | ||||
| 摘要 | |||||||
| 权利要求 | 1.一种适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统，设于沿纵向间隔设置的多个桥墩上，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 一种适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统技术领域[0001] 本发明属于悬挂式单轨领域，具体涉及一种适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统。 背景技术[0002] 单轨交通系统是一种较为常见的轨道交通系统，其与地铁交通系统、轻轨交通系统共同组成城市轨道交通最常见的三种类型。在单轨交通系统中，按照走行模式和轨道结构的不同，主要分为悬挂式单轨交通和跨坐式单轨交通。 [0003] 其中，悬挂式单轨交通系统是一种新型轻量化、中小运量的城市轨道交通形式，其往往具有安全可靠、高效环保、工程造价相对较低、建设周期短、观光性好及地形适应能力好等优点，在德国、日本等一些发达国家应用比较广泛。 [0004] 目前，悬挂式单轨交通在我国的应用还处于较为初级的阶段，关于悬挂式单轨交通的支撑体系或者支撑结构的设计均不成熟，也没有成熟的技术标准。因此，距离悬挂式单轨交通系统的成熟应用，还有很多的研究工作需要开展。 [0005] 在现有技术中，根据悬挂式单轨走行轨道的设置区别，其可以分为对称悬挂式单轨和非对称悬挂式单轨，例如现有中国专利CN201810003678和CN 201810999164中分别公开了一种对称悬挂式单轨交通的轨道梁和一种非对称悬挂式单轨交通的轨道梁。由现有技术中的内容可知，针对悬挂式单轨交通支撑体系的研究较少，特别是对于非对称悬挂式单轨交通的相关研究，而且在现有技术中，非对称悬挂式单轨交通的轨道梁大多是利用在桥墩的悬臂下方设置箱梁结构，再在箱梁结构的一侧设置用于非对称悬挂式单轨车辆走行的轨道，如现有中国专利CN 201810999164中所示，这种设置形式虽然能一定程度上满足非对称悬挂式单轨交通的需要，但是，上述设置形式也存在较多的缺陷，其主要体现在：箱梁结构往往需要设置在桥墩悬臂结构的下方，箱梁结构与悬臂之间以连接结构对应连接，形成抗拉连接系，抗拉连接系的可靠性差，性能要求高，造价高，结构复杂，也对箱梁结构与桥墩结构、轨道梁与箱梁结构的连接质量有较高的要求，这不仅会使得支撑结构的设计难度与施工难度明显增大，而且也会增大悬挂式单轨交通支撑系统的建造成本，因而存在较大的局限性。 发明内容[0006] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统，其中通过设置由上弦杆、第一下弦杆和第二下弦杆对应组成的钢桁梁支撑系统，有效实现了对非对称悬挂式单轨交通的对应支撑，提升了轨道梁支撑系统的受力稳定性，减少了钢材料的使用，降低了支撑系统的设置成本。 [0007] 为实现上述目的，本发明提供一种适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统，设于沿纵向间隔设置的多个桥墩上，其特征在于， [0008] 该钢桁梁支撑系统包括分别沿纵向设置的上弦杆、第一下弦杆和第二下弦杆，各弦杆之间分别以连接杆组件对应连接，并形成横截面为三角形的支撑结构；且[0009] 所述桥墩包括竖向设置的墩柱和沿横向设置的盖梁，所述盖梁的一端固定在所述墩柱顶部，另一端突出于所述墩柱的侧壁面，且所述盖梁的顶部设置有抗压支座，所述上弦杆对应设置在所述抗压支座上；以及 [0010] 所述第一下弦杆与所述第二下弦杆分别设于所述盖梁的下方，两下弦杆在横向上间隔一定距离设置；其中，所述第二下弦杆设置在所述上弦杆的正下方，并以侧壁面支撑在所述墩柱的侧壁面上，所述第一下弦杆背离所述墩柱设置，并在其背离所述第二下弦杆的侧壁面上固定设置有用于非对称悬挂式车辆走行的轨道梁组件，继而所述非对称悬挂式车辆可由所述钢桁梁支撑系统对应支撑，并在所述轨道梁组件上实现走行。 [0011] 作为本发明的进一步改进，所述墩柱的侧壁面上对应所述第二下弦杆设置有水平支撑座，所述第二下弦杆以侧壁面支撑在所述水平支撑座上。 [0012] 作为本发明的进一步改进，所述连接杆组件包括多个连接所述上弦杆与所述第一下弦杆的斜向腹杆和多个连接所述上弦杆与所述第二下弦杆的垂向腹杆，以及多个连接所述第一下弦杆与所述第二下弦杆的横向联系杆。 [0013] 作为本发明的进一步改进，所述斜向腹杆的轴线分别与其两端弦杆的轴线呈一定角度的锐角，且所述垂向腹杆和所述横向联系杆分别以轴线垂直其两端弦杆的轴线。 [0014] 作为本发明的进一步改进，所述上弦杆与所述第一下弦杆之间沿纵向设置有多个所述斜向腹杆，且相邻两所述斜向腹杆共端点设置，并在纵向上形成多个呈“V形”的连接结构。 [0015] 作为本发明的进一步改进，所述横向联系杆和/或所述垂向腹杆沿纵向等间距设置。 [0016] 作为本发明的进一步改进，所述抗压支座沿纵向的两侧分别设置有垂向腹杆，且对应所述抗压支座两侧的所述垂向腹杆分别设置有加劲肋板； [0017] 所述加劲肋板的板面沿纵向设置，其顶部对应连接所述上弦杆，底部对应支撑在所述抗压支座上，并以侧壁面连接所述抗压支座一侧的垂向腹杆。 [0018] 作为本发明的进一步改进，所述抗压支座沿横向的两侧分别设置有辅助加劲板，其对应连接在所述上弦杆侧壁面上，并以底部支撑在所述抗压支座上。 [0019] 作为本发明的进一步改进，所述轨道梁组件包括多个沿纵向间隔设置的轨道连接板和分别沿纵向设置的支撑工字钢、钢轨；所述轨道连接板对应连接在所述第一下弦杆上，所述支撑工字钢沿纵向固定连接在多个所述轨道连接板上，且所述钢轨对应设置在所述支撑工字钢的顶部。 [0020] 作为本发明的进一步改进，所述轨道连接板上对应设置有加劲板，其分别与所述轨道连接板和所述第一下弦杆固定连接。 [0021] 作为本发明的进一步改进，在所述第一下弦杆设置有所述轨道连接板的位置额外设置有若干所述横向联系杆。 [0022] 作为本发明的进一步改进，所述斜向腹杆与所述垂向腹杆共端点设置，和/或所述垂向腹杆与所述横向联系杆共端点设置。 [0023] 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。 [0024] 总体而言，通过本发明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： [0025] (1)本发明的适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统，其通过设置由上弦杆、第一下弦杆和第二下弦杆对应组成的横截面呈三角形的钢桁梁支撑系统，有效实现了对非对称悬挂式单轨的支撑，保证了支撑系统的受力稳定性，使得支撑系统承受的荷载以压应力的形式传递到桥墩上，有效避免了现有技术中抗拉连接系存在的设计复杂、可靠性差、施工难度大、施工成本高等缺陷，大大减少了钢材料的使用，提升了施工的效率，降低了施工的成本； [0026] (2)本发明的适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统，其通过在各弦杆之间对应设置由斜向腹杆、垂向腹杆和横向联系杆组成的连接杆组件，有效实现了各弦杆的可靠连接，且通过优选设置斜向腹杆和垂向腹杆的连接形式，使得相邻两斜向腹杆共端点并呈“V形”布置，以及垂向腹杆与斜向腹杆共端点设置，充分保证了连接杆组件力传递的可靠性和准确性，提升支撑系统的受力稳定性，延长支撑系统的使用寿命； [0027] (3)本发明的适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统，其通过对应抗压支座两侧的上弦杆和垂向腹杆设置加劲肋板，使得抗压支座沿纵向两侧的上弦杆底部分别设置有加劲肋板，其分别与垂向腹杆和上弦杆固定连接，有效提升了上弦杆受力的稳定性，分散了上弦杆上的受力荷载，减小了上弦杆受力集中区域的荷载大小，确保了上弦杆的受力稳定性； [0028] (4)本发明的适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统，其通过在第二下弦杆和墩柱之间设置水平支撑座，使得来自横向联系杆的荷载能通过水平支撑座准确传递到墩柱上，确保钢桁梁支撑系统的稳定性，且通过在第一下弦杆设有轨道连接板的位置设置额外的横向联系杆，进一步提升支撑系统力传递的稳定性和可靠性，充分满足非对称悬挂式单轨交通的需要； [0029] (5)本发明的适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统，其结构简单，设置简便，能有效满足非对称悬挂式单轨的支撑、运行需要，减少钢材的使用，提升支撑系统的可靠性和稳定性，降低支撑系统的施工周期和施工成本，具有较好的推广应用价值和广阔的应用前景。附图说明 [0030] 图1是本发明实施例中钢桁梁支撑系统的横断面剖视图； [0031] 图2是本发明实施例中钢桁梁支撑系统与非对称悬挂式车辆匹配示意图； [0032] 图3是本发明实施例中适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统的正视图； [0033] 图4是本发明实施例中适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统的后视图； [0034] 图5是本发明实施例中适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统的俯视图； [0035] 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.上弦杆，2.第一下弦杆，3.第二下弦杆，4.连接杆组件，401.斜向腹杆，402.垂向腹杆，403.横向联系杆；5.轨道梁组件，501.轨道连接板，502.支撑工字钢，503.钢轨；6.桥墩，601.墩柱，602.盖梁，603.抗压支座，604.水平支撑座，605.加劲肋板；7.非对称悬挂式车辆。 具体实施方式[0036] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。 [0037] 此外，下面所描述的本发明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。 [0038] 本发明优选实施例中适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统如图1～5中所示。其中，钢桁梁支撑系统对应设置在多个沿非对称悬挂式车辆7走行方向，即沿纵向间隔设置的桥墩6上；优选实施例中的桥墩6包括竖向设置的墩柱601和水平设置于墩柱601顶部的盖梁602，盖梁602的一端固定在墩柱601的顶部，另一端突出于墩柱601一侧形成悬臂端，如图1中所示；进一步地，墩柱601和盖梁602优选一体成型，而且墩柱601和盖梁602的设置尺寸可根据悬挂式车辆的走行受力需要具体选择，在此不做赘述。 [0039] 进一步地，在相邻两桥墩6之间对应设置有横断面呈三角形的钢桁梁结构，其包括设置在盖梁602顶部的上弦杆1和盖梁602悬臂端下方的第一下弦杆2，以及设置在上弦杆1正下方并正对第一下弦杆2的第二下弦杆3，上弦杆1和两下弦杆分别沿纵向设置，即三弦杆之间两两平行设置，且在任意横断面上，上弦杆1和两下弦杆中线的连线可对应形成一个如图1中所示的直角三角形。 [0040] 进一步地，优选实施例中的上弦杆1与第一下弦杆2之间、上弦杆1与第二下弦杆3之间、第一下弦杆2与第二下弦杆3之间分别通过连接杆组件4对应连接，优选实施例中的连接杆组件4包括斜向腹杆401、垂向腹杆402和横向联系杆403。其中，斜向腹杆401的两端分别连接两平行设置的弦杆后，其轴线与两弦杆的轴线分别呈一定的锐角，而垂向腹杆402的两端分别连接两平行设置的弦杆后，其轴线分别垂直于两弦杆的轴线；此外，横向联系杆403水平设置，其两端分别连接水平相对设置的第一下弦杆2和第二下弦杆3，且横向联系杆 403的轴线垂直于两下弦杆的轴线。 [0041] 进一步具体地，优选实施例中的上弦杆1与第一下弦杆2之间通过多个长度相等的斜向腹杆401对应连接，如图3中所示，且相邻两斜向腹杆401优选共端点设置，并形成“V形”连接结构，继而上弦杆1与第一下弦杆2之间沿纵向形成由多个“V形”连接结构组成的波浪状结构，实现上弦杆1与第一下弦杆2之间的对应连接；当然，相邻两“V形”连接结构之间也可间隔一定距离设置，如图5中所示。 [0042] 进一步地，优选实施例中的上弦杆1与第二下弦杆3之间通过沿纵向间隔设置的多个垂向腹杆402对应连接，且优选实施例中的多个垂向腹杆402优选等间距设置；进一步优选地，优选实施例中的垂向腹杆402连接上弦杆1的端部与连接上弦杆1的斜向腹杆401端部共端点设置，如图3和图4中所示。 [0043] 进一步地，优选实施例中的第一下弦杆2与第二下弦杆3之间通过沿纵向间隔设置的多个横向联系杆403对应连接，横向联系杆403的两端分别与第一下弦杆2和第二下弦杆3固定连接，且优选实施例中分别对应各连接第一下弦杆2的斜向腹杆401端部和各连接第二下弦杆3的垂向腹杆403端部设置有横向联系杆403，使得三弦杆之间形成由斜向腹杆401、垂向腹杆402和横向联系梁403组成的网格状连接结构，以充分保证三弦杆的连接稳定性。 [0044] 进一步地，优选实施例中各桥段6的盖梁602顶部对应上弦杆1设置有抗压支座603，其轴线与上弦杆1与第二下弦杆3轴线的连线共线，继而抗压支座603固定在盖梁602上，上弦杆1以底部对应放置在沿纵向设置的多个抗压支座603上，并由抗压支座603将上弦杆1上的荷载传递到桥墩6上；进一步地，在墩柱601的侧壁面上对应第二下弦杆3设置有水平支撑座604，如图1中所示，继而沿纵向设置的第二下弦杆3分别以侧壁面支撑在多个水平支撑座604上，并由水平支撑座604将第二下弦杆3承受的水平荷载传递到桥墩6上。 [0045] 进一步地，在第一下弦杆2背离墩柱601的侧壁面上设置有轨道梁组件5，其包括多个沿纵向间隔设置的轨道连接板501、分别沿纵向设置的支撑工字钢502和钢轨503；其中，轨道连接板501对应连接在第一下弦杆2的侧壁面上，支撑工字钢502对应与多个轨道连接板501固定连接，而钢轨503对应设置在支撑工字钢502的上方，以用于非对称悬挂式车辆7走行。进一步优选地，为充分保证轨道梁组件5的传力可靠性，在第一下弦杆2设置有轨道连接板的位置额外设置有若干横向联系杆403。同时，在第一下弦杆2设置有轨道连接板501的位置对应设置有加劲板，其分别与轨道连接板501和第一下弦杆2的侧壁面固定连接，以提升轨道连接板501与第一下弦杆2的连接稳定性。 [0046] 进一步优选地，为提升上弦杆1的支撑刚度，在抗压支座603沿纵向的两侧分别设置有加劲肋板605，其板面沿纵向设置，分别以顶面和侧面连接上弦杆1的底面和抗压支座603一侧的垂向腹杆402，以用于更好地传递竖向荷载，而加劲肋板605的底面可对应支撑在抗压支座603上；进一步地，在加劲肋板605的下方对应设置有钢垫板，其优选为矩形结构，该钢垫板与抗压支座603对应紧贴连接；进一步优选地，在抗压支座603上方的横向两侧分别对应上弦杆1设置有辅助加劲板，其对应连接在上弦杆1的侧壁面上，底部支撑在抗压支座603上或者支撑在抗压支座顶面上的钢垫板上，从而提升上弦杆1的支撑稳定性。 [0047] 本发明中适用于非对称悬挂式单轨的钢桁梁支撑系统，其通过设置横截面呈三角形的钢桁梁支撑系统，能有效满足非对称悬挂式单轨车辆的运行需要，减少支撑系统的用钢量，降低支撑系统的设置成本，将支撑系统承受的荷载以压应力的形式传递到桥墩上，确保桥墩和支撑系统的受力稳定性，确保非对称悬挂式单轨交通的稳定、安全运行。 |
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