[發明專利]一種懸掛式單軌和公路橋梁蓋梁的連接結構

有效

• 申請號: 202011041678.6
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112144325B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 吳雨瀟;李奇;肖清華;盧秉涵
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E01B25/24
• 分類號: E01B25/24;E01B25/22;E01D19/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發明涉及一種懸掛式單軌和公路橋梁蓋梁的連接結構，包括從上至下依次連接的公路橋梁箱梁板、過渡構件蓋梁和懸掛式軌道梁，過渡構件蓋梁在澆筑過程中通過安裝預留部和連接部與懸掛式軌道梁連接，預留部包括設于過渡構件蓋梁內側底部的預留底板、內側壁的預留側板，以及設于過渡構件蓋梁內部的鋼筋骨架上的預留側板對拉鋼筋、預留底板抗拔鋼筋，連接部包括異形連接耳板，異形連接耳板通過角鋼及高強螺栓與預留側板和預留底板連接，異形連接耳板的底部與懸掛式軌道梁的頂部鉸接。與現有技術相比，本發明具有增大橋梁空間利用率、緩解交通壓力、施工方便快捷等優點。

技術領域

本發明涉及懸掛式軌道交通技術領域，尤其是涉及一種懸掛式單軌和公路橋梁蓋梁的連接結構。

背景技術

隨著現代社會的發展，人們的生活節奏越來越快，導致地面交通系統的壓力越來越大，進而使得地面上可被使用的交通空間逐漸減少。因地下空間開發的投資日益增高，人們迫切需要一些新型的交通系統來緩解交通壓力。與高架道路合建的懸掛式軌道交通系統，就是利用懸掛式軌道設置在列車上方的特點，將懸掛式軌道列車與高架道路相結合，利用高架道路的多余橋下空間，來緩解地面的交通壓力。

懸掛式單軌在上個世紀就已經在國外開發并投入使用了，因國內起步較晚，目前只有幾條試驗線路，且沒有真正投入到公共交通系統中。另外，目前的懸掛式單軌都是單獨的交通系統，需要為其設置單獨的橋墩、軌道梁等提供能其正常行走的結構物，占用了一定的地上交通空間。而將懸掛式單軌與公路橋梁結合，既降低了修建懸掛式單軌的造價，又利用了高架橋下的剩余空間，還可以提高懸掛式單軌的安全系數，同時緩解城市交通壓力。現有懸掛式單軌和高架等公路橋梁合建的技術方案有多種，各種方案的不同之處主要在于懸掛式單軌與橋梁連接結構和連接方式。常采用的技術方案包括以下幾種：

第一種是在箱梁兩側翼緣板內部預埋懸掛式單軌的鋼混組合連接部件，這種連接部件主要是中空的鋼管，在中空鋼管下底面焊接懸掛構件，懸掛構件用于放置懸掛式單軌的直接構件。這種連接方式的傳力機理較明顯，即列車和軌道的自重通過懸掛構件傳遞到預先放置在箱梁翼緣板內部的中空鋼管上，然后由中空鋼管傳遞到翼緣板。其主要承載力來源是內置中空鋼管與翼緣板混凝土的粘結拉力，在傳力過程中，為了保證構件之間的連接牢固，還需要一系列額外措施以增大承載能力，例如在中空鋼管側面設置牛腿柱、在其內部設置橫隔板等。

第二種是在箱梁兩側翼緣板上預留穿透操作孔，在孔內放置高強螺栓；同時在箱梁兩側的腹板上也預留操作孔，內置固定螺栓桿；通過翼緣板內和腹板內的螺栓共同將L形板固定在箱梁的兩側。之后在L形板的基礎上將支撐軌道焊接在上面，從而形成懸掛式軌道。支撐軌道傳遞到L形板，再通過高強螺栓傳遞到翼緣板上。其主要承載力的來源是支撐軌道與L形板的焊接力，以及L形板與翼緣板之間高強螺栓的承載力。

第三種則是結合了上述兩種方法中的螺栓連接和焊接，通過高強螺栓將上底板固定安裝在翼緣板上，然后將兩面腹板焊接在上底板之上，為了增大腹板的抗剪性能可采用波形鋼板等；之后澆筑混凝土形成懸掛式軌道，最后利用高強螺栓將下底板固定在底面，從而完成懸掛式軌道的制作。這種設計的傳力途徑主要是混凝土和波形鋼板將荷載傳遞到上底板，上底板通過高強螺栓傳遞到翼緣板。因此其承載力來源也具有兩方面，即波形鋼板和混凝土與上底板的焊接力和粘結力，以及高強螺栓的承載力。

雖然上述每一種方案在理論上都有實現的可能性，但上述方案在設計中都沒有涉及到蓋梁，僅僅是在橋板中設置連接，存在連接構造對橋梁上部結構或者軌道梁的削弱作用。此外，每一種方案還存在各自的缺陷。

第一種連接方式和構造的主要缺陷在于中空鋼管放置在翼緣板內部會占據較大空間，這一方面會影響翼緣板內部的配筋從而影響翼緣板的承載力，另一方面中空鋼管與翼緣板的粘結力主要是由其側面的牛腿柱來實現，這就可能造成承載能力不足的問題。此外，這種連接構造的施工也存在一定不便，需要將中空鋼管和懸掛構件焊接好放置在翼緣板內同時澆筑，可能會造成混凝土振搗不密實，同時施工過程也不方便。