專利名稱：復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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)中的高架軌道是屬于造價低、施工期短及占地很少的立體交通系統(tǒng)，在多個方面優(yōu)于地鐵及地面上運(yùn)行的公交列車。但是這類軌道系統(tǒng)仍可改進(jìn)，如復(fù)線式高架城軌的軌道橋面寬達(dá)7.5米以上。過寬的軌道橋面不僅使橋體自身很重，需要使用加粗的重型雙柱橋墩，造價很高，同時寬大、笨重的橋體也會對周圍空間環(huán)境形成遮擋，影響其下面及周圍局部地表的植被生長，并造成視覺障礙，直接影響城市景觀等。由于這種重型的高架橋軌道交通系統(tǒng)通常僅用于城郊客運(yùn)目的，較高的造價影響了其運(yùn)行成本，形成了實(shí)際上的效率低下即資源浪費(fèi)。這種笨重的高架軌道結(jié)構(gòu)很大程度上取決于其上運(yùn)行的列車的重量等。因此傳統(tǒng)高架軌道的使用受到了很大限制，特別在城市中。此外，盡管有許多新的高架或懸空類型的軌道列車系統(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(yùn)行的噴氣推進(jìn)懸掛列車等。但是還有技術(shù)的、建造成本及運(yùn)行成本等諸多具體問題需要解決。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)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)。在以倒置的T型斷面混凝土軌道梁架為主承載梁而構(gòu)成的鋼—混凝土復(fù)合型材料的工字型梁兩側(cè)設(shè)置上下行復(fù)線單軌道系統(tǒng)。這是一種與傳統(tǒng)地鐵和傳統(tǒng)高架軌道相比低能耗、低運(yùn)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)境更少遮擋的高效、輕型軌道-列車系統(tǒng)。可代替市、郊的大部分公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)，特別是大都市中的公共交通。且有更快的運(yùn)行速度、更低的運(yùn)行費(fèi)用及乘車的便利性。沒有平面交叉障礙的高架單軌系統(tǒng)使得運(yùn)輸費(fèi)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)，因而還具備很高的可靠性。
由于傳統(tǒng)笨重的高架軌道結(jié)構(gòu)很大程度上取決于其上運(yùn)行的列車的重量等，現(xiàn)代科技、新材料及高架軌道的特點(diǎn)可將客運(yùn)列車的重量大大減輕，特別是作為都市中公共交通的高架軌道客運(yùn)列車可使用比傳統(tǒng)的列車輕便的底盤、更小的車輪及更輕的車廂結(jié)構(gòu)等等?？墒拐麄€系統(tǒng)的重量成倍地減輕，如列車的自重甚至達(dá)到輕客運(yùn)汽車的結(jié)構(gòu)重量。因此這是一種新型客運(yùn)軌道交通系統(tǒng)，是一種真正的輕型客運(yùn)軌道交通系統(tǒng)，幾乎完全不同于傳統(tǒng)的、笨重的客運(yùn)軌道。
本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的單軌高架列車軌道系統(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)工字型斷面的軌道梁及T形橋墩兩部分組成，其中，分別設(shè)置在工字梁的左右兩側(cè)的上、下行復(fù)線，各設(shè)一套主副鋼軌。這種高架單軌道系統(tǒng)可沿公路設(shè)置，建在公路主、輔路之間的窄隔離帶上或緊靠公路的人行道一側(cè)。工字型軌道梁由高于4米的T形橋墩支撐。
由于使用了一次性整體澆鑄的工字型軌道梁的主承載梁即T型斷面混凝土軌道梁架，單軌、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，形成了較窄的軌道梁寬度。尤其是2.6米的垂直尺度及兩側(cè)較薄的水平翼緣有效地提高軌道系統(tǒng)的強(qiáng)度，并顯著降低梁自重及建造成本并縮短施工周期。例如，采用寬度1.7米的窄車身結(jié)構(gòu)列車，工字型軌道梁下部水平翼緣的寬度僅為2.5米，遠(yuǎn)小于目前造價很高的復(fù)線式高架城軌那種重型結(jié)構(gòu)軌道橋的寬度。此外，為減輕自重、增加有效載重量，安裝軌道的倒置T型梁水平翼緣是由中間較厚逐漸向邊沿減薄的結(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2.5米×2.6米，因此工字型梁跨度可長達(dá)35米，每公里僅28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(shí)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)置線路的方案，在極短距離內(nèi)完成換乘處在上下不同高度的不同線路方向的列車。由于車身內(nèi)僅可設(shè)置一列座位，因此寬度1.7米的窄車身也象普通公共汽車一樣有較多的站席。輕車身、快加速及立體交通特點(diǎn)，完全沒有傳統(tǒng)交通的高峰堵車等弊端。其最大運(yùn)行時速可達(dá)100公里以上，對于全程50公里左右的較長運(yùn)行線路來說，運(yùn)行時間僅需35-40分鐘。
其優(yōu)點(diǎn)在于1.采用大量的傳統(tǒng)及現(xiàn)代的成熟技術(shù)，并采用結(jié)構(gòu)簡單的整體T型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁為主體部分，具有較高的可靠性；2.較長的跨度，梁的長度可達(dá)35米，橋墩數(shù)減少到每公里28個；3.結(jié)構(gòu)簡潔輕便，施工周期短、成本低、見效快；4.采用了阻力(矩)較小的單列主車輪及單軌承重結(jié)構(gòu)，能耗較低；5.較窄的車身使得由車身兩側(cè)不平衡施加于副軌上的側(cè)向力較小；6.單列車輪在鋼軌上運(yùn)行時阻力矩小于雙軌列車，因此運(yùn)行噪音較?。?.由于列車被主副鋼軌嚴(yán)格限制在上下軌道之間，因此行駛安全，不易發(fā)生脫軌事故；8.由于采用單梁、單橋墩結(jié)構(gòu)，有效地減少了高架軌道系統(tǒng)的占地面積及對地表的遮擋作用；9.方便的上下車及換乘不同線路的方式；10.較輕的車身和立體交通的特點(diǎn)，因此具有快速及準(zhǔn)時性；11.由于使用大量的、成熟的傳統(tǒng)技術(shù)，易于建造及實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行；12.由于采用3-4個單列主車輪為一組的底盤設(shè)計方案，加上主軌均鋪設(shè)在平坦的工字梁下部水平翼緣上，因此由軌間接縫引起的震動及噪音較??；13.T型梁體上部的副軌支架結(jié)構(gòu)可有效降低列車側(cè)面的風(fēng)阻，減輕梁自重，同時減少梁體對周圍環(huán)境的遮擋和對視覺的影響。


圖1、圖2分別是復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)及列車結(jié)構(gòu)在垂直于軌道軸線的斷面圖和復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)1結(jié)構(gòu)斷面圖，其中8是列車車箱，14、4分別是主、副軌，18是T型橋墩，17是18的上部，7是倒置的T型結(jié)構(gòu)梁1中部豎墻部分，28是1的頂部，10、12及11分別是1的水平翼緣有不同斜角的上表面部分及側(cè)面，5是副軌的支架臂，6是其大端的固定螺栓，3是4的固定螺栓，9是T型結(jié)構(gòu)梁1的底面；圖3是僅有副軌的支架臂5的工字型軌道梁結(jié)構(gòu)1在垂直于軌道方向的結(jié)構(gòu)斷面圖，2是副軌4的安裝面，15是14的安裝面；
圖4是倒置的T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，16是支架臂5的安裝面，，27是1兩端部的水平底面，22是1底部兩側(cè)的斜面；圖5是支架臂5的立體視圖。23為安裝孔，24為安裝面，25是小端副軌的安裝孔，26是5的T型斷面結(jié)構(gòu)；圖6是復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)1的局部結(jié)構(gòu)俯視圖，5是副軌的支架臂的頂部俯視圖，19是梁結(jié)構(gòu)1間的連結(jié)板，13是固定螺栓，20是13的安裝孔，21梁1端部間的接縫.
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施作進(jìn)一步的描述。
由于采用了寬度僅1.7米的輕型客車廂的設(shè)計方案，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)2.5米×3米。其中，軌道梁1的主體部分——下部的倒置T型混凝土結(jié)構(gòu)的橫截面結(jié)構(gòu)尺寸為(寬×高)2.5米×2.6米，因此可采用長度約35米左右的超長混凝土軌道梁1，單橋墩18的數(shù)量減少到28根，也減少了施工周期及工程建造費(fèi)用等。每根軌道梁1的自重約140噸，1的中部豎墻7的橫截面成下大上小的梯形，其厚度為上部約260毫米、接近10處的下部約400毫米，高度約有2.2米。為減少軌道梁的側(cè)向風(fēng)壓及對列車的風(fēng)阻，中間豎墻7上開設(shè)有結(jié)構(gòu)孔，通常為橢圓形，孔的垂直向尺寸約為豎墻7高度的0.65倍，水平間距相當(dāng)于約為1.5倍孔長的尺寸。軌道梁1的上部28兩側(cè)的兩個對稱分布的副軌支架臂5是鑄鋼材料，整體成向上彎曲狀，其大端面24尺度約為195毫米×230毫米(寬×高)，其上的安裝孔23為垂直向加長的孔，長寬比約為2∶1-3∶1，其大端24用螺栓6安裝固定在安裝面16上；小端面2尺度約為150毫米×135毫米(寬×高)，其上的安裝孔25間距約為110毫米。臂5的T字型橫截面結(jié)構(gòu)尺寸從大端面24到小端面2逐漸變細(xì)，T形斷面的下部橫截面結(jié)構(gòu)尺寸為190毫米×200毫米、上部橫截面結(jié)構(gòu)尺寸約為150毫米×130毫米，相應(yīng)的橫截面結(jié)構(gòu)的壁厚約10±3毫米，5的間距為2±0.5米，但是副軌的支架臂5在軌道梁1兩端連結(jié)處的間距較小，此處的間距約為500毫米。
軌道梁1下部水平結(jié)構(gòu)10、12間中部的厚度約為420毫米，兩側(cè)安裝主軌15處的厚度約為160毫米，軌道梁1兩端長度約1.2米處的兩側(cè)11處的厚度約為280毫米，軌道梁1其余部分的下部兩側(cè)均設(shè)有減重斜面(倒角)22。因此除梁1兩端外，11兩側(cè)邊緣處實(shí)際的厚度為165毫米。
軌道梁下部水平結(jié)構(gòu)邊緣上的主軌14可使用22公斤/米的輕軌，其頭寬50.8毫米、腰厚10.7毫米，底部有安裝孔便于穿過固定螺栓。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)的水平頂部附加了一個半圓柱體，水平向安裝的固定螺栓3穿過副軌4的安裝孔，安裝孔為沿4軸線方向加長的水平向長孔，其長寬比約為2∶1-3∶1。
共有兩對主、副軌道對稱分布在1的兩側(cè)翼緣的邊緣，形成上下行復(fù)線軌道結(jié)構(gòu)。其中14鋪設(shè)于軌道梁1的主體部分——倒置的T型混凝土結(jié)構(gòu)1下部水平翼緣結(jié)構(gòu)上的兩側(cè)邊緣安裝面15上，4鋪設(shè)固定于軌道梁1上部的兩個對稱分布的副軌支架臂5的小端的垂直面2上。
橋墩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。
軌道梁1間由連結(jié)板19連結(jié)固定，其作用是對正軌道梁。連結(jié)板19的尺寸約為700×240×30毫米，19上有四個沿1軸線方向加長1-2倍的安裝長孔20，13是M24-M30固定螺栓。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)，由倒置T型斷面的混凝土軌道梁為主承載梁架而構(gòu)成的復(fù)合型材料的工字型軌道梁、分設(shè)于工字梁上下兩側(cè)翼緣邊緣的副、主鋼軌及T形橋墩三部分組成，其技術(shù)特征在于工字型軌道梁的下部為T型斷面結(jié)構(gòu)的主承載梁(1)、頂部為一定間隔的副軌道(4)的支架臂(5)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁首尾兩端的頂部(28)處設(shè)有對正軌道梁(1)的梁結(jié)構(gòu)間連結(jié)板(19)。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)工字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)斷面左右兩側(cè)的上、下翼緣結(jié)構(gòu)的專用安裝面(2)、(15)處。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，T型斷面結(jié)構(gòu)的主承載梁(1)中間的豎墻(7)斷面為上窄下寬的梯形。
5.根據(jù)權(quán)力要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)工字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)。
6.根據(jù)權(quán)力要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，T型斷面結(jié)構(gòu)的主承載梁(1)兩側(cè)下部水平翼緣結(jié)構(gòu)與中間豎墻(7)之間有過渡連結(jié)面(10)。
7.根據(jù)權(quán)力要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，梁下部水平翼緣部分的平均厚度是中間豎墻(7)水平向平均厚度的1±0.25倍。
8.根據(jù)權(quán)力要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，梁(1)下部兩側(cè)的水平翼緣結(jié)構(gòu)邊緣處的主軌道專用安裝面(15)略低于其周圍的表面。
9.根據(jù)權(quán)力要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，中間豎墻(7)上開設(shè)有結(jié)構(gòu)孔。
10.根據(jù)權(quán)力要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，主承載梁(1)頂部兩側(cè)的支架臂(5)的大端安裝面(24)上設(shè)有垂直向加長的安裝孔(23)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種復(fù)合結(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，頂部為間隔約2±0.5米的鑄鋼材料副軌支架臂而構(gòu)成鋼—混凝土復(fù)合型材料的工字型軌道梁。整復(fù)合結(jié)構(gòu)工字梁高架列車單軌道系統(tǒng)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兩側(cè)翼緣邊緣的副、主鋼軌及T型混凝土單橋墩。
文檔編號E01B25/08GK2675726SQ20032010250
公開日2005年2月2日 申請日期2003年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月3日
發(fā)明者董偉 申請人:艾喬喬