云巴胶轮有轨电车桥梁结构梁体线形调整方案研究_延力强.pdf
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1、收稿日期:基金项目:中国铁路设计集团有限公司科技开发项目重点课题(,)。作者简介:延力强(),男,年毕业于兰州交通大学桥梁与隧道工程专业,工学硕士,高级工程师,:。文章编号:()云巴胶轮有轨电车桥梁结构梁体线形调整方案研究延力强(中国铁路设计集团有限公司,天津)摘 要:在某云巴胶轮有轨电车项目桥梁设计过程中,为了解决全线钢梁架设完成后梁体竖向线形调整难度较大的问题,对轨道梁走行面的调整方案进行研究。横向对比铁路、公路、新型轨道交通等领域的常规钢桥方案以及钢梁架设完成后线形处理措施,提出了在云巴胶轮有轨电车钢轨道梁顶面增设防腐防滑铺装、花纹钢板、可调钢矮梁、可调钢筋混凝土矮梁等 种方案,通过对比
2、各方案实现的难易程度,认为增设可调钢筋混凝土矮梁方案较为合理,相较于原方案,该方案可降低整体造价。最后对()连续钢混结合梁进行空间计算分析,结果表明,抗弯及抗剪承载力、疲劳、挠度、裂缝、整体稳定等各项验算结果均满足规范要求,验证了增设可调钢筋混凝土矮梁方案的可行性。关键词:云巴;胶轮;有轨电车;竖向线形;钢混结合梁中图分类号:.;.文献标识码:开放科学(资源服务)标识码():(,):,(),:;概述云巴胶轮有轨电车(以下简称“云巴”)是一种随云巴胶轮有轨电车桥梁结构梁体线形调整方案研究:延力强着新技术的发展涌现出来的新型轨道交通方式,以高架敷设为主,是基于传统胶轮导轨系统进行小型化研发而产生的
3、具有独立路权的新型小运量轨道交通系统。车辆采用橡胶轮胎实现行驶和导向,主要用于短距离公共交通,设计最高速度为 ,列车最大长度为 。云巴建设成本低,造价低于 亿元,是地铁造价的,此外,云巴还具有建造周期短的优势,可广泛应用于大中城市主要交通线路、超大型城市交通加密线,为居民提供智能、舒适、便捷的出行体验,有助于解决城市交通拥挤的难题,提升了城市交通出行效率,云巴项目效果展示见图。图 云巴项目效果展示云巴项目主要采用连续钢轨道梁,由于桥面即轨道面,钢梁的加工制造水平、现场钢梁架设方案,都会成桥后的轨道梁线形产生影响。目前,国内的深圳坪山云巴、重庆璧山云巴、西安云巴、天津西青云巴等项目均采用调整垫石
4、厚度、增加支座垫片等措施对梁体线形进行初调,但仍然存在梁体竖向线形与设计值偏差较大等问题。在铁路、公路等交通领域,对于桥梁梁体线形控制,除了设置预拱度外,都有成熟的二次调整梁体线形的措施。铁路桥梁主要是通过调整道砟或者轨道板的厚度来实现轨面高程控制;公路桥主要采用的方法有:直接加铺法、叠合梁法、整体顶升法、加铺与整体顶升结合法等;跨座式单轨轨道梁则主要采用增减调整垫片、调整楔形块的位置、吊车横纵向移动梁片的方法。依托某云巴胶轮有轨电车项目,结合类似于公路桥梁的加铺法、叠合梁法对轨道梁二次线形调整方案进行了深入研究,提出了在钢轨道梁顶面增设防腐防滑铺装、花纹钢板、可调钢矮梁、可调钢筋混凝土矮梁等
5、 种方案,并分析各方案的可行性,为今后类似结构形式轨道梁桥设计提供参考。原结构方案本项目桥梁及轨道二合一,车辆采用内嵌式走行模式,走行轮位于导轨梁两侧窄箱梁顶面,导向轮位于箱梁内侧,箱梁顶板向内侧伸出 ,可阻挡导向轮,防止列车倾覆。在横向上敷设钢网片作为疏散平台。走行轮、导向轮与轨道梁相对关系见图。图 转向架与轨道梁相对关系本项目采用以 为基本跨的连续钢轨道梁,跨越路口地段主要采用跨度为 、的连续钢梁。以()连续钢梁为例,单线主梁横向宽.,梁高.,窄钢箱结构内侧净间距为.,钢箱间采用“横向联系斜撑”连接。钢梁顶板厚 、底板厚 、腹板厚 ,钢材材质为,钢梁横断面见图。图 连续轨道钢梁横断面(单位
6、:)方案研究原轨道梁走行面采用的是刻花纹防滑方案,花纹圆弧间距为 ,花纹圆弧直径为 ,沟槽深度为.,桥面花纹方案见图。.走行面增设防腐防滑铺装防腐防滑铺装采用的是薄层环氧桥面铺装材料,其厚度仅为 ,由环氧胶黏剂和单一粒径耐磨铁 道 勘 察 年第 期图 桥面花纹云等集料组合而成,与传统的水泥混凝土桥面沥青铺装材料相比,环氧黏结剂黏结强度高,耐热性好,在虎门二桥、南京铁心桥等公路桥梁项目上已有一些应用(见图、图)。图 环氧材料辅装情况图 环氧材料应用情况相关试验证明,在 厚的钢桥面铺装 厚环氧铺装层,可以达到 万次的设计使用寿命,并具有很高的安全系数。.走行面增设花纹钢板方案对“花纹钢板高性能砂浆
7、灌注”方案进行调整,花纹钢板与钢梁顶板间采用可调高双螺母连接,并进行高程的控制。螺栓沿顺桥向间距为.,调整到位后,从外侧插入 形垫片,垫片的厚度分为.,.,.,.等几种类型,之后采用高性能砂浆将花纹钢板与顶板间的空隙灌注密实,方案见图。.增设可调钢矮梁方案本方案中,将原钢梁窄箱高度降低.,在钢梁顶部增加.高可调高钢矮梁,重新提供走行面和导向面。具体施工步骤如下。新增“花纹钢板 导向钢板”方案,在工厂内加工并焊接螺栓杆,沿线路方向 间距增设矩形支撑钢架,调平走行面及导向面钢板,焊接矩形支撑钢架与原走行面,再精调走行面钢板,方案见图。图 花纹钢板方案(单位:)图 增设可调钢矮梁方案(单位:).增设
8、可调钢筋混凝土矮梁方案本方案中,将原钢梁窄箱高度降低.,在钢梁顶部增加钢筋混凝土矮梁,形成钢混结合梁。在混凝土面上设 花纹钢板,重新提供走行面和导向面。在花纹钢板上焊接 螺栓,螺纹栓钉采用螺纹套筒连接,调节走行面纵横向高程线形。钢筋混凝土矮梁 高.,宽.,采 用 高 性 能 混 凝 土,钢筋,方案见图。图 增设钢筋混凝土矮梁方案(单位:)方案比选.走行面增加防腐防滑铺装方案本方案的优点是施工简单、造价低,缺点如下。()竖向线形调整值 时,在承受列车碾压作用下,铺装层容易翘曲,故铺装层厚度最小值应。云巴胶轮有轨电车桥梁结构梁体线形调整方案研究:延力强()缺少环氧涂装材料在钢轨道梁走行面大规模应用
9、的实例,材料性能尚未得到验证。()环氧涂装材料使用寿命期为 年,后期养护维修比较困难。故该方案不能满足要求。.走行面增设花纹钢板方案本方案竖向线形调整简单,并且可以多次调整线形,造价较低;主要缺点是灌浆密实度无法得到保证,车辆碾压下,花纹钢板容易变形,灌浆前增加的模板不易安装、固定。故该方案不能满足要求。.增设可调钢矮梁方案本方案的优点是能调整竖向线形,加工、安装比较方便,增加了轨道梁的整体刚度;缺点有如下几个方面。()螺栓拉压交替受力,疲劳验算不满足要求。()方钢内必须安装横隔板,无法保证焊接质量。()方钢内侧的螺母无法拧紧安装。()车辆荷载作用下螺丝帽易松动,存在严重的安全隐患。()雨水浸
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