本發明專利技術涉及一種新型的短節段鋼箱-混凝土組合梁，屬于橋梁工程技術領域。它包括：鋼箱梁，由短節段鋼箱（1）通過拼接板（2）拼接而成；抗剪連接件（4），設置在鋼箱梁的頂面和兩個側面上；三面外包鋼筋混凝土結構，由混凝土（3）、縱向鋼筋和橫向鋼筋組成，設置在鋼箱梁的頂面和兩個側面上。本發明專利技術的有益效果是：采用鋼箱-混凝土組合梁，充分利用鋼箱的抗拉性能和混凝土的抗壓性能，節約鋼材，降低成本，具有顯著的經濟性；鋼箱梁采用節段拼裝，短節段鋼箱和拼接板可以批量生產，施工進度快，施工周期短；組合梁采用三面外包鋼筋混凝土，適應跨座式單軌交通軌道梁線形變化多的特點，即三面受力和線形多變要求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于橋梁工程
，涉及一種新型的短節段鋼箱-混凝土組合梁，應用于跨座式單軌交通系統運營過程中軌道梁的應急搶修，具體地說是一種當在運營中的軌道梁發生損壞時用來進行臨時替代的結構。
技術介紹
跨座式單軌交通系統中的軌道梁，不僅是承重結構，而且是引導列車運行的導向結構。軌道梁具有三個輪軌接觸面:走行面、導向面和穩定面。車輛承重輪在軌道梁的走行面上行走，車輛導向輪在軌道梁的導向面上行走，車輛穩定輪在軌道梁的穩定面上行走。因此，軌道梁既要在三個面上承受荷載，又要在三個面上滿足單軌車輛運行對軌道梁線形的要求。另外，軌道梁在使用過程中，隨時都有可能遭遇撞壞、掛壞或炸壞等情況，導致跨座式單軌交通運營中斷，其造成的社會影響將非常巨大。這就需要一種能對運營中遭到損壞的軌道梁進行快速替換的應急梁，以確保跨座式單軌交通快速恢復運營。目前，跨座式單軌交通系統中的軌道梁多數為預制預應力混凝土軌道梁，為了保證混凝土收縮徐變到達穩定的線形要求，這種軌道梁從預制到出場完成架設的時間要求不低于4個月。用預制預應力混凝土軌道梁來替換遭遇損壞的軌道梁，將使線路停運的時間大大延長。為此，迫切需要開發一種新型的軌道梁，要求施工進度快、施工周期短、承載力高且能滿足軌道梁的線形要求。鋼-混凝土組合梁通常指型鋼-混凝土疊合，兩者之間以抗剪連接件連接為整體受彎構件。這種組合梁具有建筑高度小、自重輕、承載力高、剛度大的特點。鋼-混凝土組合梁分為鋼梁內置的組合梁及鋼梁外露的組合梁兩種。鋼梁內置的組合梁是對鋼梁圍上足夠的箍筋后再用混凝土將鋼 梁包上；鋼梁外露的組合梁則是由外露的鋼梁通過抗剪連接件與鋼筋混凝土組合而成的結構。為充分發揮鋼梁的效能，常用的鋼梁截面型式有工字型鋼梁、焊接工字鋼梁和鋼箱梁，鋼梁截面若采用鋼箱梁則為鋼箱-混凝土組合梁。鋼箱-混凝土組合梁通過鋼箱受拉、混凝土受壓的方式來滿足承載力要求。它不需4個月的受拉區混凝土收縮徐變穩定期，可以大大縮短軌道梁從預制到出場完成架設的時間。另外，為了加快鋼箱梁的組拼速度，可以事先設計并加工一批短節段鋼箱。通過對多段短節段鋼箱的組拼，快速實現整榀鋼箱梁的拼裝。在此基礎上，在整榀鋼箱梁的三個外表面上布置縱向鋼筋、橫向鋼筋，澆筑混凝土，最終形成一種新型的短節段鋼箱-混凝土組合梁。該組合梁可以滿足要替換軌道梁三面受力和線形調整的要求。有鑒于此，專利技術人根據理論分析和實際經驗，研究、開發并經試驗驗證，最終產生本專利技術。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是:提供一種新型的短節段鋼箱-混凝土組合梁，施工進度快，施工周期短，承載力高，能夠滿足三個輪軌接觸面承受車輛荷載以及單軌車輛運行對軌道梁線形的要求，從而對運營中遭到損壞的預應力混凝土軌道梁進行快速替換，確保跨座式單軌交通快速恢復運營。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種新型的短節段鋼箱-混凝土組合梁，包括鋼箱梁、抗剪連接件(4)和三面外包鋼筋混凝土結構。鋼箱梁由短節段鋼箱(I)通過拼接板(2)拼接而成；抗剪連接件(4)設置在鋼箱梁的頂面和兩個側面上；三面外包鋼筋混凝土結構由混凝土(3)、縱向鋼筋和橫向鋼筋組成，設置在鋼箱梁的頂面和兩個側面上。所述的鋼箱梁由短節段鋼箱(I)通過拼接板(2)進行拼接連接，拼接連接可以是焊接，可以是螺栓連接。所述的短節段鋼箱(I)具有不同的長度、高度和曲線半徑，長度的取值范圍為0.5nT60m，高度的取值范圍為0.5nT2.0m，節段曲線半徑的取值范圍為50πΓ①m，節段數的取值范圍為廣60。所述的拼接板 (2)具有不同的曲線半徑和間隙部分的間隙長度，曲線半徑的取值范圍為50nT - m,間隙部分的間隙長度的取值范圍為ΟπΓΟ.20m。所述的現澆混凝土(3)具有不同的厚度，厚度的取值范圍為0.0lnT0.85m。所述的抗剪連接件(4)具有不同的高度和厚度，高度的取值范圍為ΟπΓΟ.20m，厚度的取值范圍為OnT0.02m。根據要替換軌道梁的跨度、受力情況，決定在該組合梁上是否施加預應力，以滿足承載力的要求。施加預應力的方法有兩種:分別為先張法和后張法。先張法是在澆筑外包混凝土(3)之前在鋼箱梁上施加預應力，后張法是在外包混凝土(3)澆筑完成并達到設計強度后再在組合梁上施加預應力。該組合梁可以調整平面線形和三個輪軌接觸面的形狀:通過選擇事先設計的短節段鋼箱(I)和拼接板(2 )快速拼接形成鋼箱梁，可實現組合梁整體線形的初次調整；然后在鋼箱梁的頂面和兩個側面上現澆混凝土(3)，通過混凝土厚度的變化來實現組合梁線形的最終調整。本專利技術的有益效果是:1.采用鋼箱-混凝土組合梁，充分利用鋼箱的抗拉性能和混凝土的抗壓性能，節約鋼材，降低成本，具有顯著的經濟性；2.鋼箱梁采用節段拼裝，短節段鋼箱和拼接板可以批量生產，施工進度快，施工周期短，從而大大縮短應急搶修的時間；3.組合梁采用三面外包鋼筋混凝土，適應跨座式單軌交通軌道梁線形變化多的特點，即三面受力和線形多變要求。附圖說明圖1直線短節段鋼箱示意圖。圖2曲線短節段鋼箱示意圖。圖3直線拼接板整體示意圖。圖4頂面曲線拼接板整體示意圖。圖5側面曲線拼接板整體示意圖。圖6三面外包鋼筋混凝土結構示意圖。圖7短節段鋼箱拼裝前空間位置立體示意圖。圖8短節段鋼箱采用拼接板拼裝立體示意圖。圖9未施加預應力的鋼箱梁縱剖面示意圖。圖10施加先張法預應力的鋼箱梁縱剖面示意圖。圖11短節段鋼箱-混凝土組合梁整體示意圖。 圖12施加預應力的短節段鋼箱-混凝土組合梁的縱剖面示意圖，即圖13的C-C截面示意圖。圖13圖12的A-A截面示意圖。圖14圖12的B-B截面示意圖。圖15不施加預應力的短節段鋼箱-混凝土組合梁的縱剖面示意圖，即圖16的F-F截面示意圖。圖16圖15的D-D截面示意圖。圖17圖15的E-E截面示意圖。圖中標號:1為短節段鋼箱，2為拼接板，3為混凝土，4為抗剪連接件，5為走行面，6為導向面，7為穩定面，8為預應力筋。具體實施例方式結合附圖對本專利技術做進一步說明:實施例一一種采用先張法的短節段鋼箱-混凝土組合梁的實現方法:步驟一根據要替換軌道梁的長度、高度、曲線半徑、平面轉折角度和輪軌接觸面線形，選取短節段鋼箱(I)和拼接板(2 )，如圖f圖5所示。短節段鋼箱(I)具有不同的長度、高度和曲線半徑；拼接板(2)具有不同的曲線半徑。短節段鋼箱(I)的長度的取值范圍為0.5nT60m，高度的取值范圍為0.5nT2.0m，節段曲線半徑的取值范圍為50nT - m，節段數的取值范圍為1飛0 ;拼接板(2)的曲線半徑的取值范圍為50nT - m,間隙部分的間隙長度的取值范圍為ΟπΓΟ.20m ;現澆混凝土(3)的厚度的取值范圍為0.0ΙπΓΟ.85m ;抗剪連接件(4)的高度的取值范圍為ΟπΓΟ.20m，厚度的取值范圍為ΟπΓΟ.02m。步驟二將短節段鋼箱(I)在拼裝平臺上按照目標線形布置并固定好空間位置，各短節段鋼箱(I)之間由對應的拼接板(2)通過螺栓連接進行拼接，或是焊接方式進行拼接，從而實現組合梁中鋼箱梁的快速拼裝，如圖7、圖8、圖9所示。步驟三在鋼箱梁預留孔道內穿預應力筋(8)，并張拉錨固，如圖10。步驟四根據要替換軌道梁的長度、高度、曲線半徑、平面轉折角度和三個輪軌接觸面線形，選擇預先設計好本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種新型的短節段鋼箱?混凝土組合梁，其特征是：一種新型的短節段鋼箱?混凝土組合梁，包括鋼箱梁、抗剪連接件（4）和三面外包鋼筋混凝土結構。鋼箱梁由短節段鋼箱（1）通過拼接板（2）拼接而成；抗剪連接件（4）設置在鋼箱梁的頂面和兩個側面上；三面外包鋼筋混凝土結構由混凝土（3）、縱向鋼筋和橫向鋼筋組成，設置在鋼箱梁的頂面和兩個側面上。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱爾玉，施明源，鐘明琳，郭峰，趙祎，
申請(專利權)人：北京交通大學，
類型：發明
國別省市：
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