專利名稱：鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種屬于立體交通系統(tǒng)的高架列車軌道系統(tǒng)。特別涉及一種共設(shè)于一根鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁上的上下行復(fù)線式單軌系統(tǒng)的高架單軌列車軌道系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代立體交通系統(tǒng)中的高架軌道系統(tǒng)類似于傳統(tǒng)火車的雙軌軌道系統(tǒng)。造價低、施工期短及占地很少的高架軌道雖然在多個方面優(yōu)于地鐵及地面上運行的公交列車。但是這種結(jié)構(gòu)的公交系統(tǒng)仍可改進，如復(fù)線式高架城軌的軌道橋面寬達7米以上。過寬的軌道橋面不僅造價較高，也會形成對周圍空間環(huán)境的遮擋，影響地表植被生長，并造成視覺障礙，直接影響城市景觀等。因此傳統(tǒng)高架軌道的使用受到了很大限制，特別在大城市中。此外，盡管有許多新的高架或懸空類型的軌道列車運輸系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)想，如通過列車頂上部伸出的懸掛結(jié)構(gòu)沿管狀懸空軌道運行的噴氣懸掛列車。但是，實現(xiàn)起來需要解決涉及多種新技術(shù)的具體問題，還有建造成本及運行成本等諸多因素。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，提出一種結(jié)構(gòu)簡單的、尤其滿足繁華都市立體交通要求的高架列車軌道系統(tǒng)。在以倒置T型斷面的混凝土軌道梁為主承載梁構(gòu)成的鋼—混凝土復(fù)合型材料的工字型軌道梁兩側(cè)設(shè)置上下行復(fù)線單軌道系統(tǒng)，這是一種低能耗、低運行成本、低建造成本、短施工周期并具有比傳統(tǒng)城市高架列車更少占地面積及對周圍空間環(huán)境更少的遮擋的高效率軌道系統(tǒng)?？纱媸?、郊的大部分公共交通運輸系統(tǒng)，特別是繁華城區(qū)的公共交通。且有更快的運行速度、更低的運行費用及上下車的便利性。沒有平面交叉障礙的高架單軌系統(tǒng)使得運輸費用及乘車時間均大幅度降低。此外，由于使用大量的、成熟的傳統(tǒng)技術(shù)，它還具備很高的可靠性。
本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
本實用新型的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)由上下分別設(shè)置有主、副鋼軌的鋼—混凝土復(fù)合型結(jié)構(gòu)的工字型斷面軌道梁及T形橋墩兩部分組成，其中，在工字梁左右兩側(cè)分別設(shè)置有一套主副鋼軌，形成上、下行復(fù)線設(shè)于同一根窄窄的工字型軌道梁上。這種高架單軌道系統(tǒng)可設(shè)置在公路主、輔路之間的窄隔離帶上或緊靠公路的人行道一側(cè)。工字型混凝土軌道梁由大于4米高的T形橋墩支撐。
由于使用了一次性整體澆鑄的鋼—混凝土復(fù)合型結(jié)構(gòu)的工字型軌道梁，單軌及分別位于車身底部和頂部的單排主、副軌輪的單軌列車、窄列車身以及主、副鋼軌均鋪設(shè)在工字型軌道梁上下翼緣的兩側(cè)邊沿等技術(shù)方案，形成了較窄軌道梁寬度，有效地提高軌道系統(tǒng)的強度，顯著降低梁自重及建造成本，縮短了施工周期。這種寬度較窄的單梁式高架軌道結(jié)構(gòu)，不僅節(jié)省材料及費用等，也有效地降低了高架軌道結(jié)構(gòu)對周圍環(huán)境景觀的影響。例如，采用寬度1.7米的窄車身結(jié)構(gòu)列車，工字型梁下部水平橫向結(jié)構(gòu)的寬度僅為2.4米。而傳統(tǒng)的復(fù)線式高架城軌的橋?qū)挾韧ǔ！?米，而且通常都是造價很高的、類似傳統(tǒng)列車的中、軌道結(jié)構(gòu)重型高架軌道橋結(jié)構(gòu)。此外，為減輕自重、增加有效載重量，采用的是邊沿安裝軌道的中間厚、邊沿薄和窄結(jié)構(gòu)形狀的工字型軌道梁體的下部水平翼緣結(jié)構(gòu)。
由于工字型梁主體結(jié)構(gòu)部分——倒置T型混凝土結(jié)構(gòu)的橫截面結(jié)構(gòu)尺寸(寬×高)約為2.4米×2米，因此工字型梁長度可長達40米，每公里僅25個橋墩，約1.25平方米的橋墩圓斷面加上類似于城市道路過街橋且相當(dāng)于過街橋2-3倍面積的高架車站使每公里高架軌道的實際占地面積僅約100平方米。方便的上下車及換乘不同線路列車的方式。尤其是換乘不同方向線路的列車，可以采用立交設(shè)置的線路，在極短距離的上下不同高度的線路來完成換乘列車。由于車身內(nèi)可僅設(shè)置一列座位，因此寬度1.7米的窄車身也可象普通公共汽車一樣有較多的站席。又由于列車自重較輕、加速度較快及無平面交通樞紐障礙，最大時速可達100公里以上，對于全程50公里左右的較長運行線路來說，運行時間僅需40分鐘。
其優(yōu)點在于1.以結(jié)構(gòu)簡單的T型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁為主體部分的鋼——混凝土工字型整體梁具有較高的可靠性。T型結(jié)構(gòu)梁的橫截面結(jié)構(gòu)尺寸為(寬×高)2.4米×2米，因此，梁的長度可達40米，減少了橋墩數(shù)；2.采用了成熟的技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單、建設(shè)成本低、施工周期短、見效快；3.由于采用了阻力及阻力矩均較小的單列主車輪及單主軌承重結(jié)構(gòu)，能耗較低；4.寬度僅1.7米的窄車身使得由于車身兩側(cè)的載重量不平衡產(chǎn)生的作用于副鋼軌上或副車輪上的側(cè)向力矩較?。?.單列金屬車輪在鋼軌上運行時阻力矩小于雙軌列車，因此運行噪音亦會減??；6.由于單軌高架列車被上下設(shè)置的主副鋼軌嚴(yán)格限制在上下軌道之間，因此行駛過程非常安全平穩(wěn)，不易發(fā)生脫軌事故；7.采用單梁、單橋墩結(jié)構(gòu)，有效地減少了軌道系統(tǒng)的占地面積及對地表的遮擋作用；8.方便的上下車及換乘不同線路的方式；9.由于沒有平面交叉道障礙及較輕自重帶來的較大加速度，因此運行時間較短；10.由于整個高架軌道系統(tǒng)使用大量的、成熟的傳統(tǒng)技術(shù)，具備很高的可靠性；11.由于采用單列3-4個主車輪為一組的底盤設(shè)計方案，加上主鋼軌鋪設(shè)在平坦的混凝土工字型梁下部水平結(jié)構(gòu)的軌道安裝面上，因此由鋼軌引起的震動及噪音較小；12.設(shè)計Y型鋼架7作為1的上半部梁體結(jié)構(gòu)可有效降低側(cè)面的風(fēng)阻等，減輕梁自重，同時減少梁體對軌道周圍環(huán)境和對視覺的遮擋影響。


圖1是鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)及列車結(jié)構(gòu)在垂直于軌道方向的斷面圖；圖2是鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型軌道梁1結(jié)構(gòu)斷面圖，其中21是Y型鋼架7下部立柱管的矩形斷面示意圖；圖3是澆鑄了7的下部方立柱管的T字型軌道梁結(jié)構(gòu)1在垂直于軌道方向的結(jié)構(gòu)斷面圖；圖4是工字型軌道梁1上部Y型鋼架7兩側(cè)對稱分布的副軌支架臂5的立體視圖；圖5是副軌4的結(jié)構(gòu)斷面圖；圖6是一段副軌4的側(cè)視圖；圖7是一段副軌4的立體視圖。其一端靠近4的端面并通過兩個安裝孔23的中心。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施作進一步的描述。
本實用新型的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)由鋼—混凝土復(fù)合型結(jié)構(gòu)的工字型斷面軌道梁1及其下的T形橋墩18兩部分組成，工字型軌道梁1的左右兩側(cè)各設(shè)置有一套在兩側(cè)上下翼邊緣的主、副軌道，形成上下行復(fù)線軌道結(jié)構(gòu)，即上、下行復(fù)線同設(shè)于一根窄窄的工字型軌道梁上。由于可采用寬度僅1.7米的輕型客車廂8，因此，鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型軌道梁1的橫截面結(jié)構(gòu)尺寸僅有(寬×高)2.4米×3.45米。其中，軌道梁1的主體部分是位于下半部的T型斷面混凝土結(jié)構(gòu)梁20。T型梁20為倒置狀態(tài)，其橫截面結(jié)構(gòu)尺寸為(寬×高)2.4米×2米，因此20的最大跨度可達40米左右，即有40米跨度的超長混凝土軌道梁1，每根40米軌道梁1的自重約135噸。因此，單柱型橋墩18的數(shù)量減少到約25根，也減少了施工期及建造費用等。T型梁20中部豎墻部分19的厚度約360毫米，豎墻高度有1.4±1米。豎墻部分19上部澆筑固定一排Y型鋼架7，由19的頂面10伸出，間距為2±0.5米，7的平面與1的垂直斷面平行，澆筑在19內(nèi)是7下部矩形斷面立柱管長度2/5的一段。19內(nèi)的這段立柱管上開有多個的孔13，豎墻19的部分鋼筋穿過孔13以增加7的固定。Y型鋼架7的下部矩形斷面立柱鋼管的橫截面結(jié)構(gòu)尺寸為200毫米×200毫米，立柱鋼管壁厚8±2毫米，立柱管露出部分高度約1米。
軌道梁1下翼結(jié)構(gòu)12中部的厚度為500±100毫米，下翼12安裝主軌處的厚度約為400毫米。除軌道梁首尾兩端與橋墩18橫梁接觸部分的長度約1.5米外，20底部兩側(cè)邊緣均設(shè)有減重斜面9。因此12兩側(cè)邊緣處實際的厚度為250±50毫米。
軌道梁1的橋墩18為T型單柱橋墩，橋墩間隔40米左右，18的下部為圓柱體，其余部分包括上部橫梁及地面以下基礎(chǔ)等與通常道路橋梁的類似結(jié)構(gòu)相同。
列車車箱8運行于底部主軌14與頂部副軌4之間，并且實際上被嚴(yán)格限制在主軌14與副軌4之間。主軌14鋪設(shè)于軌道梁1的主體部分——倒置的T型混凝土梁20下翼12上表面的邊緣安裝面15上；副軌4安裝于軌道梁1上部的Y型鋼架7頂部副軌支架臂5小端的垂直面2上，由螺栓3固定。Y型鋼架7兩側(cè)的兩個副軌支架臂5是對稱分布的，倆臂上表面間夾角略小于180度。鑄鋼材料的副軌支架臂5有工字型斷面，其大端用螺栓6安裝固定在立柱管頂部33的安裝面11上。大端面30上的安裝孔29在垂直向加長是便于調(diào)整主軌14和副軌4的垂直向間距，31是小端上的安裝孔，32是5的工字型斷面的中間腹板部分，24為Y型鋼架7矩形斷面的立柱頂部上的安裝孔，24以下部分的立柱內(nèi)部也用鋼筋混凝土填筑加固。17是T型結(jié)構(gòu)梁20的底面，16是下部的縱向結(jié)構(gòu)孔，軌道梁下部水平結(jié)構(gòu)邊緣上的主軌14可使用22公斤/米的標(biāo)準(zhǔn)輕軌，其頭寬50.8毫米、腰厚10.7毫米，即腰部以上與傳統(tǒng)輕軌相似，但底部可加寬便于安裝穿過底部安裝孔的固定螺栓。主軌間的連接與通常輕軌接頭連接方式相同。
副軌4的斷面結(jié)構(gòu)類似為T形結(jié)構(gòu)的頂部附加了一個半圓柱體。4的水平向安裝長孔23的長寬比為2∶1——3∶1，水平長孔是便于調(diào)整副軌4的安裝位置，孔23處的結(jié)構(gòu)厚度為18±5毫米。工作頂部的水平向凸出雙肩26寬度是75±10毫米，副軌4兩端工作頂部中心位置處的連結(jié)定位孔27的直徑是工作頂部兩側(cè)面間距55±10毫米的(0.45±0.05)倍，深度距副軌端面為135±50毫米。安裝時孔中插入直徑大小可滑配的、長度約2倍于四分之三孔深(即2×3(135±50)/4)的副軌間連結(jié)定位金屬銷。22是4的基部安裝面，28是4的工作頂部即軌道面，25是雙肩26的上表面。
副軌支架臂5的大端面30尺度約為195毫米×230毫米(寬×高)，其上垂直向加長的安裝孔29的長寬比約為2∶1-3∶1；小端面2尺度約為150毫米×135毫米(寬×高)，其上的安裝孔31間距約為110毫米。臂5的工字型橫截面結(jié)構(gòu)尺寸從大端面30到小端面2逐漸變細(xì)，相應(yīng)的橫截面結(jié)構(gòu)的壁厚約8±3毫米沒有變化。
權(quán)利要求1.一種鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，由T型斷面的混凝土軌道梁為主承載梁架而構(gòu)成的鋼—混凝土復(fù)合型材料的工字型軌道梁及T形橋墩兩部分組成，其技術(shù)特征在于工字型軌道梁(1)的下部為倒置的T型斷面結(jié)構(gòu)的主承載梁(20)、上部有間隔2.5±0.75米的Y型結(jié)構(gòu)副軌道支架(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，Y型鋼結(jié)構(gòu)支架(7)由下部的垂直向立柱結(jié)構(gòu)和安裝在其頂部的副軌道(4)的支架臂結(jié)構(gòu)(5)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，上、下行復(fù)線的主、副單軌分別設(shè)置在同一個工字型梁(1)斷面的左右兩側(cè)，工字型軌道梁兩側(cè)的上、下翼緣結(jié)構(gòu)(5)、(12)的軌道安裝位置處(2)、(15)分別設(shè)置有同屬一條線路的副、主鋼軌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，寬度是2.4米的梁下部水平部分(12)的平均厚度是中間豎墻(19)水平向厚度350±50毫米的1.5±0.4倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，倒置T型混凝土軌道梁下部結(jié)構(gòu)(12)是中央加厚，兩側(cè)翼逐漸減薄的結(jié)構(gòu)，中部的平均厚度是兩側(cè)的平均厚度的1.5±0.5倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，支架臂(5)的大端安裝面(30)上設(shè)有垂直向加長的安裝孔(29)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，澆鑄在鋼筋-混凝土豎墻(19)中的Y型鋼架(7)下部的立柱管在混凝土結(jié)構(gòu)中的部分開有多個穿孔，并以鋼筋穿過。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，副軌(4)在安裝面(22)上設(shè)有水平加長的安裝孔(23)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，副軌(4)首尾兩端處的工作頂部設(shè)有沿軸線方向的對接定位圓孔(27)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)工字型梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，Y型鋼架(7)下部的立柱管中澆鑄鋼筋混凝土成實心結(jié)構(gòu)，但上部開孔(24)部分立柱管除外。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼—混凝土復(fù)合型結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)，這是一種上下行復(fù)線單軌道同設(shè)于一根工字型軌道梁兩側(cè)的立體軌道系統(tǒng)。其主體結(jié)構(gòu)由下部為主承載結(jié)構(gòu)梁體的倒置T型斷面的混凝土結(jié)構(gòu)梁，上部為間隔約2.5±0.75米的Y型鋼結(jié)構(gòu)副軌道支架而構(gòu)成鋼—混凝土復(fù)合型材料的工字型軌道梁。它包括工字型斷面的鋼—混凝土軌道梁，分設(shè)于工字型軌道梁上下翼緣結(jié)構(gòu)兩側(cè)邊緣的副、主鋼軌及T型混凝土單橋墩。
文檔編號B61B13/04GK2698665SQ200320100038
公開日2005年5月11日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月8日
發(fā)明者李楊 申請人:艾喬喬