[发明专利]一种新型的短节段钢箱-混凝土组合梁

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，涉及一种新型的短节段钢箱-混凝土组合梁，应用于跨座式单轨交通系统运营过程中轨道梁的应急抢修，具体地说是一种当在运营中的轨道梁发生损坏时用来进行临时替代的结构。

背景技术

跨座式单轨交通系统中的轨道梁，不仅是承重结构，而且是引导列车运行的导向结构。轨道梁具有三个轮轨接触面：走行面、导向面和稳定面。车辆承重轮在轨道梁的走行面上行走，车辆导向轮在轨道梁的导向面上行走，车辆稳定轮在轨道梁的稳定面上行走。因此，轨道梁既要在三个面上承受荷载，又要在三个面上满足单轨车辆运行对轨道梁线形的要求。另外，轨道梁在使用过程中，随时都有可能遭遇撞坏、挂坏或炸坏等情况，导致跨座式单轨交通运营中断，其造成的社会影响将非常巨大。这就需要一种能对运营中遭到损坏的轨道梁进行快速替换的应急梁，以确保跨座式单轨交通快速恢复运营。

目前，跨座式单轨交通系统中的轨道梁多数为预制预应力混凝土轨道梁，为了保证混凝土收缩徐变到达稳定的线形要求，这种轨道梁从预制到出场完成架设的时间要求不低于4个月。用预制预应力混凝土轨道梁来替换遭遇损坏的轨道梁，将使线路停运的时间大大延长。为此，迫切需要开发一种新型的轨道梁，要求施工进度快、施工周期短、承载力高且能满足轨道梁的线形要求。

钢-混凝土组合梁通常指型钢-混凝土叠合，两者之间以抗剪连接件连接为整体受弯构件。这种组合梁具有建筑高度小、自重轻、承载力高、刚度大的特点。钢-混凝土组合梁分为钢梁内置的组合梁及钢梁外露的组合梁两种。钢梁内置的组合梁是对钢梁围上足够的箍筋后再用混凝土将钢梁包上；钢梁外露的组合梁则是由外露的钢梁通过抗剪连接件与钢筋混凝土组合而成的结构。为充分发挥钢梁的效能，常用的钢梁截面型式有工字型钢梁、焊接工字钢梁和钢箱梁，钢梁截面若采用钢箱梁则为钢箱-混凝土组合梁。

钢箱-混凝土组合梁通过钢箱受拉、混凝土受压的方式来满足承载力要求。它不需4个月的受拉区混凝土收缩徐变稳定期，可以大大缩短轨道梁从预制到出场完成架设的时间。另外，为了加快钢箱梁的组拼速度，可以事先设计并加工一批短节段钢箱。通过对多段短节段钢箱的组拼，快速实现整榀钢箱梁的拼装。在此基础上，在整榀钢箱梁的三个外表面上布置纵向钢筋、横向钢筋，浇筑混凝土，最终形成一种新型的短节段钢箱-混凝土组合梁。该组合梁可以满足要替换轨道梁三面受力和线形调整的要求。

有鉴于此，发明人根据理论分析和实际经验，研究、开发并经试验验证，最终产生本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型的短节段钢箱-混凝土组合梁，施工进度快，施工周期短，承载力高，能够满足三个轮轨接触面承受车辆荷载以及单轨车辆运行对轨道梁线形的要求，从而对运营中遭到损坏的预应力混凝土轨道梁进行快速替换，确保跨座式单轨交通快速恢复运营。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型的短节段钢箱-混凝土组合梁，包括钢箱梁、抗剪连接件（4）和三面外包钢筋混凝土结构。钢箱梁由短节段钢箱（1）通过拼接板（2）拼接而成；抗剪连接件（4）设置在钢箱梁的顶面和两个侧面上；三面外包钢筋混凝土结构由混凝土（3）、纵向钢筋和横向钢筋组成，设置在钢箱梁的顶面和两个侧面上。

所述的钢箱梁由短节段钢箱（1）通过拼接板（2）进行拼接连接，拼接连接可以是焊接，可以是螺栓连接。

所述的短节段钢箱（1）具有不同的长度、高度和曲线半径，长度的取值范围为0.5m~60m，高度的取值范围为0.5m~2.0m，节段曲线半径的取值范围为50m~∞m，节段数的取值范围为1~60。

所述的拼接板（2）具有不同的曲线半径和间隙部分的间隙长度，曲线半径的取值范围为50m~∞m，间隙部分的间隙长度的取值范围为0m~0.20m。

所述的现浇混凝土（3）具有不同的厚度，厚度的取值范围为0.01m~0.85m。

所述的抗剪连接件（4）具有不同的高度和厚度，高度的取值范围为0m~0.20m，厚度的取值范围为0m~0.02m。

根据要替换轨道梁的跨度、受力情况，决定在该组合梁上是否施加预应力，以满足承载力的要求。施加预应力的方法有两种：分别为先张法和后张法。先张法是在浇筑外包混凝土（3）之前在钢箱梁上施加预应力，后张法是在外包混凝土（3）浇筑完成并达到设计强度后再在组合梁上施加预应力。