CN109736147A - 一种适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，属于单轨交通领域，其通过将跨座式单轨轨道梁与桥墩的盖梁固结为刚构体系，即形成统一受力体，并在跨座式单轨轨道梁的底部一侧设置悬挂式单轨轨道梁组件，由刚构体系对应承担标准跨度下跨座式单轨和悬挂式单轨共建时的荷载，有效实现了盖梁上方跨座式单轨和盖梁下方悬挂式单轨的同时运行。本发明的轨道梁系统，其结构简单，设置简便，无需做大量的结构设计便能实现跨座式单轨交通和悬挂式单轨交通的同时运行，提升了单轨交通系统的运量，降低了城市单轨交通的设置成本，改善了城市拥堵问题，提升了城市轨道交通设置的灵活性，具有较好的应用前景和推广价值。

Description

一种适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统

技术领域

本发明属于单轨交通领域，具体涉及一种适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统。

背景技术

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。

其中，跨座式单轨交通系统属于中等运量的轨道交通系统，其往往具有投资少、周期短，智能环保、适用性强、占地面积小等优点，并且相对于地铁而言，跨座式单轨的建设周期仅为地铁的一半，造价成本也仅为地铁的三分之一。同时，悬挂式单轨交通系统也是一种新型轻量化、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。

目前，悬挂式单轨交通和跨座式单轨交通在我国的应用还处于较为初级的阶段，相关的研究也处于较为初级的阶段，关于支撑体系或者支撑结构的设计均不成熟，也没有较为成熟的技术标准。因此，距离悬挂式单轨交通系统和跨座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。

在现有技术中，悬挂式单轨交通和跨座式单轨交通一般单独设置，如单独设置的悬挂式单轨系统或者单独设置的悬挂式单轨系统，而且根据悬挂式单轨走行轨道的设置区别，其一般可以分为对称悬挂式单轨和非对称悬挂式单轨。虽然悬挂式单轨和跨座式单轨相较于而言造价较低，但是，不管是悬挂式单轨还是跨座式单轨，其运量都是远远比不上地铁轨道交通的。因此，与地铁相比，悬挂式单轨或者跨座式单轨的优势并不明显，无法充分满足城市轨道交通的运量需求，存在一定程度的应用局限性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中通过将跨座式单轨轨道梁与桥墩的盖梁悬臂端固结，形成刚构体系，并在跨座式单轨轨道梁的底部一侧设置悬挂式单轨轨道梁组件，有效实现了盖梁上方的跨座式单轨列车走行和盖梁下方的悬挂式单轨列车走行，增加了单轨交通系统的运量，提升了单轨交通系统的灵活性，降低了单轨交通系统的设置成本。

为实现上述目的，本发明提供一种适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，包括桥墩和设置在所述桥墩上的跨座式单轨轨道梁与悬挂式单轨轨道梁组件，其特征在于，所述桥墩为沿纵向间隔设置的多个，其包括竖向设置的墩柱和设置在所述墩柱顶部的盖梁，所述盖梁的至少一端突出于所述墩柱的侧壁面，并形成悬臂端；且

所述跨座式单轨轨道梁沿纵向设置，其顶部突出于所述盖梁的顶面，以用于跨座式单轨列车走行，且其底部与所述悬臂端的端部固结，使得所述跨座式单轨轨道梁与所述盖梁形成刚构体系；以及

所述悬挂式单轨轨道梁组件固定设置在所述跨座式单轨轨道梁的底部一侧，其包括沿纵向设置的走行钢轨，以用于悬挂式单轨列车可在该走行钢轨上沿纵向走行，从而实现所述盖梁上方的所述跨座式单轨列车走行和所述盖梁下方的所述悬挂式单轨列车走行。

作为本发明的进一步改进，所述跨座式单轨轨道梁为钢结构或者混凝土结构，和/或所述盖梁为钢结构或者混凝土结构。

作为本发明的进一步改进，所述桥墩包括沿纵向间隔设置的边墩和中墩；

所述中墩具有独立设置的墩柱和盖梁，所述边墩包括沿纵向并排设置的两个边墩单元，所述边墩单元为薄壁柱墩结构，其具有薄壁墩柱和薄壁盖梁，且两所述边墩单元之间以墩缝对应隔开，以及相邻两所述边墩单元上的跨座式单轨轨道梁之间以梁缝对应隔开，继而沿纵向间隔设置的两所述边墩之间设置有若干所述中墩。

作为本发明的进一步改进，所述墩缝的宽度等于所述梁缝的宽度，且所述梁缝处设置有指形板，以实现所述跨座式单轨轨道梁的平顺设置。

作为本发明的进一步改进，轨道梁系统为单线轨道梁系统，所述盖梁的一端固定设置在所述墩柱的顶部，另一端沿横向伸出并形成悬臂端，继而在该悬臂端的端部固结设置有所述跨座式单轨轨道梁。

作为本发明的进一步改进，轨道梁系统为双线轨道梁系统，所述盖梁的中部固定设置在所述墩柱的顶部，其两端分别沿横向伸出并形成悬臂端，继而在两所述悬臂端的端部上分别固结设置有所述跨座式单轨轨道梁，且在至少一个所述跨座式单轨轨道梁背离所述墩柱的侧壁面上设置有所述悬挂式单轨轨道梁组件。

作为本发明的进一步改进，两所述跨座式单轨轨道梁上分别设置有所述悬挂式单轨轨道梁组件，且两所述跨座式单轨轨道梁沿所述墩柱的竖向轴线对称设置。

作为本发明的进一步改进，所述悬挂式单轨列车为非对称悬挂式单轨列车；

所述悬挂式单轨轨道梁组件包括多个沿纵向间隔固结在所述跨座式单轨轨道梁梁底的轨道连接板，以及沿纵向固定连接在多个所述轨道连接板上的支撑工字钢，继而所述走行钢轨沿纵向设置在所述支撑工字钢上方，以使得所述走行钢轨上的荷载可对应由所述支撑工字钢、所述轨道连接板传递到所述跨座式单轨轨道梁和所述桥墩上。

作为本发明的进一步改进，所述跨座式单轨轨道梁和所述盖梁分别为混凝土结构，两者的钢筋结构对应绑扎后整体浇筑而成，并在所述跨座式单轨轨道梁浇筑时对应所述悬挂式单轨轨道梁组件预埋有连接钢板。

作为本发明的进一步改进，所述跨座式单轨轨道梁和所述盖梁分别为钢结构，两者对应焊接为整体结构，且所述跨座式单轨轨道梁组件对应焊接在所述跨座式单轨轨道梁的底部。

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：

(1)本发明的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其通过将跨座式单轨轨道梁与桥墩的盖梁固结为刚构体系，即形成统一受力体，由其对应承担标准跨度下跨座式单轨和悬挂式单轨共建时的荷载，有效实现了盖梁上方跨座式单轨和盖梁下方悬挂式单轨的同时运行，大大增加了单轨交通系统的运量，降低了单轨交通系统的设置成本，提升了单轨交通系统的运营灵活性，缓解城市交通拥堵问题；

(2)本发明的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其通过优选设置跨座式单轨轨道梁和盖梁为混凝土结构或者钢结构，有效提升了单轨交通系统轨道梁设置方式的多样性，使得轨道梁系统可以适用于各种不同环境下的施工，确保轨道梁系统的设置兼容性，提升轨道梁系统的适用范围，降低轨道梁系统的设置难度和设置成本；

(3)本发明的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其通过将桥墩分别设置为边墩和中墩，使得边墩具有以墩缝隔开的两个边墩单元，且沿纵向间隔设置的两相邻边墩之间设置有若干中墩，以及在各相邻两边墩的顶部对应设置轨道梁单元，继而使得跨座式单轨轨道梁在纵向上可以由多个梁缝分隔为多个轨道梁单元，从而保证跨座式单轨轨道梁与盖梁固结为刚构体系后，轨道梁的温度力和收缩形变可以有效释放，确保轨道梁系统的设置稳定性，实现跨座式单轨和悬挂式单轨的稳定、安全运行；

(4)本发明的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其通过优选设置桥墩的盖梁结构，使得桥墩可以具有一个沿横向设置的悬臂端或者两个沿横向设置的悬臂端，继而实现单线轨道梁系统或者双线轨道梁系统的设置，有效提升了轨道梁系统设置的兼容性，扩大了轨道梁系统的适用范围，满足轨道梁系统在不同使用环境、设置需求下的设置，继而降低了单轨交通系统的设置成本；

(5)本发明的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其结构简单，设置简便，无需做大量的结构设计便能实现跨座式单轨交通和悬挂式单轨交通的同时运行，提升了单轨交通系统的运量，降低了城市单轨交通的设置成本，改善了城市拥堵问题，提升了城市轨道交通设置的灵活性，具有较好的应用前景和推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例中跨座式单轨和悬挂式单轨共建的单线轨道梁系统的横断面示意图；

图2是本发明实施例中跨座式单轨和悬挂式单轨共建的单线轨道梁系统与对应列车匹配的示意图；

图3是本发明实施例中跨座式单轨和悬挂式单轨共建的双线轨道梁系统的横断面示意图；

图4是本发明实施例中跨座式单轨和悬挂式单轨共建的双线轨道梁系统与对应列车匹配的示意图；

图5是本发明实施例中适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统的立面正视图；

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.跨座式单轨轨道梁，2.悬挂式单轨轨道梁组件，201.轨道连接板，202.支撑工字钢，203.走行钢轨；3.桥墩，301.墩柱，302.盖梁；4.跨座式单轨列车，5.悬挂式单轨列车。

具体实施方式

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。

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。

本发明优选实施例中适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统如图1～5中所示，其中，轨道梁系统包括具有单列悬挂式单轨、单列跨座式单轨的单线轨道梁系统和具有并行双列悬挂式单轨、并行双列跨座式单轨的双线轨道梁系统，分别如图1、2和图3、4中所示，而单线/双线轨道梁系统的立面示意图均如图5中所示。

具体地，优选实施例中以单线轨道梁系统为例，如图1中所示，在列车的走行方向上，即在纵向上，间隔设置有多个桥墩3，桥墩3上对应设置有用于跨座式单轨列车4走行的跨座式单轨轨道梁1和用于悬挂式单轨列车5走行的悬挂式单轨轨道梁组件2。

进一步地，优选实施例中桥墩3的横断面示意图如图1和图2中所示，其中，桥墩3包括竖向设置的墩柱301和沿横向设置在墩柱301顶部的盖梁302，盖梁302的一端与墩柱301的顶部固定连接，另一端沿横向向外伸出，形成悬臂端；进一步地，优选实施例中的悬臂端上对应设置有跨座式单轨轨道梁1，其沿纵向设置，并以底部与悬臂端固结，形成刚构体系，由跨座式单轨轨道梁1和桥墩3共同承担跨座式单轨轨道梁1和悬挂式单轨轨道梁组件2上的荷载。

进一步具体地，跨座式单轨轨道梁1的顶部突出于盖梁302的顶部，以用于跨座式单轨列车4在盖梁302上方的走行，相应地，在跨座式单轨轨道梁1底部背离墩柱301的一侧，沿纵向设置有悬挂式单轨轨道梁组件2，以用于悬挂式单轨列车5在盖梁302下方的走行；进一步地，优选实施例中的悬挂式单轨轨道梁组件2如图1和图5中所示，其包括轨道连接板201、支撑工字钢202和走行钢轨203，其中，轨道连接板201固定连接在跨座式单轨轨道梁1的底部，其为沿纵向间隔布置的多个，多个轨道连接板201可进一步优选为等间隔布置；进一步优选地，为保证轨道连接板201的连接稳定性，在跨座式单轨轨道梁1的侧壁面上设置有加劲肋，其分别与轨道连接板201和跨座式单轨轨道梁1的侧壁面固定连接，以提升轨道连接板201的连接稳定性。

进一步地，支撑工字钢202沿纵向稳定固结在多个轨道连接板201上，走行钢轨203沿纵向设置在支撑工字钢202的顶部，以使得支撑工字钢202可对应支撑走行钢轨203，继而悬挂式单轨列车5可对应在走行钢轨203上完成走行，并由多个轨道连接板201对应将悬挂式单轨轨道梁组件2上的荷载传递到跨座式单轨轨道梁1和桥墩3上，从而实现盖梁302上方跨座式单轨列车5的走行和盖梁302下方悬挂式单轨列车5的走行。

进一步地，优选实施例中的跨座式单轨轨道梁1和盖梁302可根据需要优选为混凝土结构或者钢结构。

其中，当两者分别为混凝土结构时，可在盖梁302成型前将跨座式单轨轨道梁1的下方部分钢筋与盖梁302的钢筋交叉绑扎，形成钢筋骨架，继而进行一体浇筑，继而形成跨座式单轨轨道梁1底部与盖梁302固结的刚构体系，而且，在盖梁302成型时，可对应在跨座式单轨轨道梁1的底部预埋外露钢板，该外露钢板可通过锚固钢筋或者套筒稳定锚固在梁体内，继而悬挂式单轨轨道梁组件2的轨道连接板201可对应与外露钢板焊接稳固；进一步地，当两者分别为钢结构时，跨座式单轨轨道梁1可与盖梁302稳定焊接形成整体结构，同时，轨道连接板201也可稳定焊接在跨座式单轨轨道梁1的底部上。

当然，盖梁302和跨座式单轨轨道梁1也可其中一个为钢结构，另一个为混凝土结构，在这种情况下，混凝土结构在成型前，其钢筋骨架需要与钢结构固定连接，再进行混凝土结构的成型，如此，便可使得混凝土结构可与钢结构形成统一受力体，即形成刚构体系。

进一步地，由于盖梁302与跨座式单轨轨道梁1固结为刚构体系，为降低刚构体系受温度力和收缩徐变累积效应的影响，将轨道梁系统的桥墩3分为边墩和中墩，并对边墩做分缝处理，如图5中所示，且优选在纵向上间隔若干中墩便设置有边墩，以释放轨道梁系统的温度力和收缩徐变；具体地，图5右侧所示的桥墩3为边墩，其包括沿纵向间隔一定距离的两个边墩单元，两边墩单元优选为薄壁边墩，并分别具有墩柱单元和盖梁单元，且两墩柱单元与两盖梁单元之间具有一定宽度的缝隙，即墩缝；相应地，图5左侧所示的桥墩3为中墩，其只具有单独设置的墩柱。

进一步地，边墩的两边墩单元上设置的跨座式单轨轨道梁1之间也具有一定的缝隙，即梁缝，优选实施例中的梁缝等于墩缝，继而将跨座式单轨轨道梁沿纵向分隔为多个由梁缝隔开的轨道梁单元，各轨道梁单元分别设置在对应的两边墩之间，通过将边墩设置为薄壁边墩，可提升边墩的柔性，实现边墩沿纵向的柔性变形，适应轨道梁单元的自由收缩，完成轨道梁单元对温度力和收缩徐变的释放，保证轨道梁系统的稳定性。进一步地，为保证轨道梁单元之间的连续性，优选实施例中的梁缝处设置有具有伸缩功能的指形板，以保证轨面的平顺性。

进一步地，由于盖梁302的上方和下方分别有跨座式单轨列车4和悬挂式单轨列车5走行，且由上述记载和附图示意不难看出，悬挂式单轨列车5为非对称悬挂式单轨列车；如此，跨座式单轨轨道梁1不仅要满足跨座式单轨的承重需要，又要满足悬挂式单轨的承重需要，而且还有满足跨座式单轨列车4和悬挂式单轨列车5走行限界的要求。因此，跨座式单轨轨道梁1具有一个最小构造高度要求，该最小构造高度可结合桥墩外轮廓以及跨座式单轨和悬挂式单轨的行车限界要求进行分析、计算，并满足标准跨度下跨座式单轨和悬挂式单轨的受力需要，上述计算过程可借助现有技术中的相关计算方法计算得到，在此不做赘述。

上述优选实施例中记载了可同时适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的单线轨道梁系统，显而易见，上述单线轨道梁系统并非为本发明轨道梁系统的唯一设置形式，如在另一个优选实施例中，轨道梁系统设置为双线形式，如图3和图4中所示；其中，桥墩3优选为“T形墩”结构，即盖梁302的中部对应与墩柱301的顶部固定连接，盖梁302的两端分别突出于墩柱301的两侧，并分别形成悬臂端，继而在两悬臂端上分别设置有跨座式单轨轨道梁1和悬挂式单轨轨道梁组件2，且优选实施例中两悬臂端上的跨座式单轨轨道梁1对称设置；当然，为保证两悬臂端上跨座式单轨轨道梁1受力的稳定性，优选实施例中盖梁302的厚度和墩柱301的设置尺寸可根据计算优选设置，而两跨座式单轨轨道梁1之间的间隔理应满足两跨座式单轨列车4并行时的限界要求。

本发明优选实施例中适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其通过将跨座式单轨轨道梁与桥墩的盖梁固结为刚构体系，即形成统一受力体，由其对应承担标准跨度下跨座式单轨和悬挂式单轨共建时的荷载，有效实现了盖梁上方跨座式单轨和盖梁下方悬挂式单轨的同时运行，大大增加了单轨交通系统的运量，且由于各线路相互独立运行，各自享有独立路权，可自由调整到发时间，间接缩短了列车运营的间隔时间，提升了轨道交通系统的灵活性，有效解决了城市拥堵问题，再加上跨座式单轨和悬挂式单轨的结构设计主要由桥墩的刚度控制，轨道梁系统的结构造价相对于独立的悬挂式单轨交通或者独立的跨座式单轨交通而言，并未增加太多，因此，在相同运量的前提下，其设置成本可进一步降低，具有较好的应用前景和推广价值。

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

Claims (10)

1.一种适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，包括桥墩和设置在所述桥墩上的跨座式单轨轨道梁与悬挂式单轨轨道梁组件，其特征在于，

所述桥墩为沿纵向间隔设置的多个，其包括竖向设置的墩柱和设置在所述墩柱顶部的盖梁，所述盖梁的至少一端突出于所述墩柱的侧壁面，并形成悬臂端；且

所述跨座式单轨轨道梁沿纵向设置，其顶部突出于所述盖梁的顶面，以用于跨座式单轨列车走行，且其底部与所述悬臂端的端部固结，使得所述跨座式单轨轨道梁与所述盖梁形成刚构体系；以及

所述悬挂式单轨轨道梁组件固定设置在所述跨座式单轨轨道梁的底部一侧，其包括沿纵向设置的走行钢轨，以用于悬挂式单轨列车可在该走行钢轨上沿纵向走行，从而实现所述盖梁上方的所述跨座式单轨列车走行和所述盖梁下方的所述悬挂式单轨列车走行。

2.根据权利要求1所述的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中，所述跨座式单轨轨道梁为钢结构或者混凝土结构，和/或所述盖梁为钢结构或者混凝土结构。

3.根据权利要求1或2所述的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中，所述桥墩包括沿纵向间隔设置的边墩和中墩；

所述中墩具有独立设置的墩柱和盖梁，所述边墩包括沿纵向并排设置的两个边墩单元，所述边墩单元为薄壁柱墩结构，其具有薄壁墩柱和薄壁盖梁，且两所述边墩单元之间以墩缝对应隔开，以及相邻两所述边墩单元上的跨座式单轨轨道梁之间以梁缝对应隔开，继而沿纵向间隔设置的两所述边墩之间设置有若干所述中墩。

4.根据权利要求3所述的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中，所述墩缝的宽度等于所述梁缝的宽度，且所述梁缝处设置有指形板，以实现所述跨座式单轨轨道梁的平顺设置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中，轨道梁系统为单线轨道梁系统，所述盖梁的一端固定设置在所述墩柱的顶部，另一端沿横向伸出并形成悬臂端，继而在该悬臂端的端部固结设置有所述跨座式单轨轨道梁。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中，轨道梁系统为双线轨道梁系统，所述盖梁的中部固定设置在所述墩柱的顶部，其两端分别沿横向伸出并形成悬臂端，继而在两所述悬臂端的端部上分别固结设置有所述跨座式单轨轨道梁，且在至少一个所述跨座式单轨轨道梁背离所述墩柱的侧壁面上设置有所述悬挂式单轨轨道梁组件。

7.根据权利要求6所述的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中，两所述跨座式单轨轨道梁上分别设置有所述悬挂式单轨轨道梁组件，且两所述跨座式单轨轨道梁沿所述墩柱的竖向轴线对称设置。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中，所述悬挂式单轨列车为非对称悬挂式单轨列车；

所述悬挂式单轨轨道梁组件包括多个沿纵向间隔固结在所述跨座式单轨轨道梁梁底的轨道连接板，以及沿纵向固定连接在多个所述轨道连接板上的支撑工字钢，继而所述走行钢轨沿纵向设置在所述支撑工字钢上方，以使得所述走行钢轨上的荷载可对应由所述支撑工字钢、所述轨道连接板传递到所述跨座式单轨轨道梁和所述桥墩上。

9.根据权利要求2所述的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中，所述跨座式单轨轨道梁和所述盖梁分别为混凝土结构，两者的钢筋结构对应绑扎后整体浇筑而成，并在所述跨座式单轨轨道梁浇筑时对应所述悬挂式单轨轨道梁组件预埋有连接钢板。

10.根据权利要求2所述的适用于跨座式单轨和悬挂式单轨的轨道梁系统，其中，所述跨座式单轨轨道梁和所述盖梁分别为钢结构，两者对应焊接为整体结构，且所述跨座式单轨轨道梁组件对应焊接在所述跨座式单轨轨道梁的底部。