跨座式单轨交通高架轨道梁桥的设计
跨座式单轨交通钢轨道梁设计与性能分析
跨座式单轨交通钢轨道梁设计与性能分析跨座式单轨交通作为城市轨道交通的新制式,具有爬坡能力强,转弯半径小,工程造价低,景观效果好等优点。
钢结构轨道梁可提高结构的跨越需求,并具有轻质美观、制作精度高,安装快捷等特点,但国内外对跨座式单轨钢轨道梁的应用和研究较少。
首先设计了三跨一联跨座式单轨钢轨道梁桥,以此为对象进行了荷载组合作用下的静力学分析、线弹性稳定性分析及地震反应分析。
主要内容及结论有:参考相关规范和国内外跨座式单轨经验,对跨座式单轨钢轨道梁结构进行选型和设计,确定了其主要构造。
利用有限元软件MIDAS/CIVIL建立结构的静力学模型,对结构的强度以及刚度进行计算,分析了结构在多种静力荷载组合下的受力情况。
结果表明,各个构件的应力和变形均在规范要求之内。
使用有限元软件ANSYS建立钢轨道梁单线结构与双线结构的计算模型,分别进行了弹性稳定分析。
在荷载组合作用下,单线结构稳定系数不满足要求,双线结构的稳定性相比单线结构明显提升,结构前5阶失稳均未出现整体失稳模态。
双线结构在恒载与活载工况组合作用下的稳定性满足要求,列车活载比风荷载对结构的稳定性影响更大,双线列车活载加载下结构的稳定系数比单线列车活载加载要低,但相差较小。
分别针对有平联和无平联两种情况,对该弹性模型进行自振特性分析,并采用反应谱法,对有平联的钢轨道梁模型进行地震响应分析。
计算结果表明,平联结构对钢轨道梁的横向刚度影响很大,地震作用下横桥向激励比纵桥向激励的应力和位移响应要大,最大应力响应发生在固定支座附近,最大位移响应发生于边跨跨中附近,平联的应力响应大于主梁和横梁结构各钢构
件的应力响应。
重庆市跨座式单轨连续轨道梁设计剖析
重庆市跨座式单轨连续轨道梁设计摘要：根据重庆较新线的设计经验，详细介绍了跨座式单轨连续轨道梁的设计方案选择、施工方案选择和最终的施工设计。
最后对连续梁设计中的线型控制提出切实可行的措施。
关键词：跨座式单轨、连续梁、轨道梁、线型控制、施工The Design of Straddle-type Single-track ContinuousTrack Beam of ChongQingAbstract：according to the design experience of Jiaoxin Line of ChongQing, this paper gives a detail introduction of the Straddle-type Single-track Continuous track Beam ’s design, include ho＇w to choose the design and construct project, and the final design of shop drawing. At last, give some doable measure for linetype control of continuous beam design.Keywords: Straddle-type Single-track, continuous beam, track beam, linetype control, construct1 概述重庆市轻轨2号线（较场口－新山村，以下简称较新线）采用跨座式单轨。
总体形式上借鉴了日本的轻轨方式，桥跨结构采用22m 左右的简支梁。
根据已经建成的一期工程来看，市民及社会各界对反响较大，普遍认为22m 的跨径偏小，特别是在桥墩比较高的地段，比例严重失调, 影响了城市的景观。
在较新线二期工程的设计中，根据各界反映尽量加大跨径。
但轨道梁由于限界控制，宽度只有850mm ，结构的横向受力及横向稳定比较难以保证，故简支梁轨道梁的跨径也不能太大。
跨座式单轨轨道梁桥桥墩盖梁设计特点
预 制轨 道梁 时 安装 ， 支座 垫板 及锚 箱埋 入盖梁 内。 为 了 使 轨道 梁 能 将 平 纵 面 上 的 曲线 线 性 体 现 出 来 ，每个 支 承垫 石 的中心 坐标 、垫 石项 标高 、方
位 角 、横 坡 都必 须与 其上 的轨 道梁 一一 对应 ， 由
于每 一 片轨道 梁 的梁 高 ， 线性 不完 全相 同 ，因此 ， 每 一块支 承垫 石 的各 项数据 均 需要根 据 与之对应
３ 倒 Ｌ形 桥 墩 、 门式 刚架 墩
由于线路 基本走 行城市 中心 地带 ，受城市 的 路 口、建筑 、各类 管线等条 件 的影响很 大 ，在某 些位 置设置 Ｔ形桥 墩无法满 足各 方面 的要求 ，于 是 当线 路 中线 偏离城 市道路 中线 ０５ 以 内时 ， ． ｍ 采 用倒 Ｌ形桥 墩 （ 图 ２ ；当轻轨 线路 中线偏离 见 ）
与 Ｐ 轨 道梁 的构造 形式协 调统 一 ，而且可保 证 Ｃ
由于轻轨 车辆跨 行于 Ｐ 轨道 梁上 ，墩顶位 Ｃ 移 的大 小对列 车行驶 的安全 ，旅客 的舒适 度有很 大 的影 响 ，在设 计 中，墩顶 的位移 控制在 ４ ｍｍ。 ０
而 且 由于该线 部分地 段采用 架桥机 架梁 ，对单线
城 市道 路 中线 超过 ０５ 时 ，或左 右线线 间距 由 ． ｍ 于设 岛式站 台或设折 返线较 大 时，采用 门式刚架
主 力
附加 力 特 殊荷 载
ｌ ２
科 学技 术通讯
总 第 １９期 ３
２ ０． ０８ ３
跨座式单轨轨道梁桥桥墩盖梁设计特点
墩 （ 图 ３ 。对 这 两种 墩形 的计算荷 载 的考 虑 同 见 ） Ｔ 形桥 墩 。在 结构 的外观 形 式上 ，盖 梁 及墩 柱 的
跨座式单轨交通高架换乘车站方案设计
收稿日期:20201215基金项目:中铁工程设计咨询集团有限公司科技开发课题(单轨-研2020-3-11)㊂作者简介:岳文豪(1991 ),男,2014年毕业于英国曼彻斯特大学建筑与城市化专业,文学硕士,工程师㊂文章编号:16727479(2021)03012806跨座式单轨交通高架换乘车站方案设计岳文豪(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京㊀100055)㊀㊀摘㊀要:跨座式单轨是一种以高架敷设为主的中运量轨道交通制式,其换乘车站多采用高架形式设置在公共空间之中,对城市景观影响较大㊂为优化跨座式高架换乘车站的功能流线布置,减小车站体量,实现标准化㊁轻量化设计目标,从跨座式单轨制式独有的灵活度高㊁适应性强的特点出发,采用总结归纳法和案例分析法进行深入研究㊂首先,对跨座式高架换乘车站设计的影响因素进行分析,并对常用的高架车站换乘方式进行归纳;再结合近期项目实例,对同车站换乘车站及通道换乘车站的方案演变㊁优劣比选㊁适用范围进行研究,并对跨座式高架换乘车站的设计原则进行总结归纳㊂在统一设计原则的指导下,通过合理的车站站型选取以及因地制宜的周边分析,最大程度地实现了跨座式高架换乘车站的设计目标㊂关键词:跨座式单轨;高架换乘车站;同车站换乘;通道式换乘;方案研究中图分类号:TU248.1;U232㊀㊀文献标识码:ADOI:10.19630/ki.tdkc.202012150001开放科学(资源服务)标识码(OSID):Design of Elevated Transfer Station of Straddle MonorailYue Wenhao(China Railway Engineering Design and Consulting Group Co.,Ltd.,Beijing 100055,China)Abstract :The straddle monorail system is a medium volume rail transit system which mainly laid overhead.Its transfer stations are mostly set in the urban public space with an elevated mode,which has a great impact on the urban landscape.In order to optimize functional streamline,reduce station volume and achieve standardization and lightweight,the method of summary induction and case analysis were adopted based on thecharacteristics of straddle monorail system including high flexibility and strong adaptability.Firstly,theinfluence factors of straddle elevated transfer station were analyzed,and the commonly used transfer methods were summarized.Moreover,combined with project cases,the evolution,quality comparison,scopeapplication of the one-station transfer mode and channel transfer mode were studied,and the design principles of straddle elevated transfer station were summarized.Under the guidance of unified design principle,thedesign goal of straddle elevated transfer station can be achieved to the greatest extent through reasonableselection of station type and peripheral analysis according to local conditions.Key words :straddle monorail;elevated transfer station;one-station transfer;channel transfer;schematicdesign㊀1㊀研究背景及方法1.1㊀研究背景及意义换乘车站作为轨道交通线网各条线路的交汇节点,是轨道交通系统的重要组成部分㊂随着城市轨道交通的逐步发展,换乘站发挥的中转换乘作用愈发重要,目前各大轨道交通成网的城市,换乘站客流占全网的50%以上[1]㊂换乘车站往往位于城市重要节点位置,周边环境复杂,人流量大,控制因素多㊂尤其对于高架设置的换乘车站,其庞大的建筑体量会对城市空间和道路景观造成较大影响㊂如何在满足车站日常使用功能的同时,体现人性化设计理念[2],提升旅客换乘体验,并优化车站景观效果,是高架换乘车站设计中需要解决的主要矛盾㊂目前,关于轨道交通换乘车站的研究成果主要集中在传统钢轮钢轨制式领域,张丙昌对地下车站之间的换乘方案进行研究[3];陈小飞探讨了高架车站与地下车站之间的换乘关系[4];罗景华对高架车站与周边的建筑和环境的有效融合进行研究[5],刘宝对岛式与侧式车站换乘设计进行探讨[6]㊂然而,对于高架式换乘车站设计方案的系统性研究相对较少,亟待进行系统性总结㊂1.2㊀研究方法及目标在既有研究成果的基础上,从跨座式单轨制式的独有特点出发,结合近期的众多设计实践,以总结归纳和案例分析作为主要研究方法,对换乘车站的设置原则㊁制约因素㊁换乘方案㊁车站布局进行系统性研究,并对车站与城市空间的结合方式进行探索,以期达到跨座式换乘车站使用功能便捷化㊁车站体量轻量化㊁周边结合紧密化的设计目标[7-10]㊂2㊀高架换乘车站影响因素分析高架换乘车站设置于地面以上城市空间之中,其影响因素也有别于传统制式地下换乘车站,主要体现在如下几个方面㊂2.1㊀线位方案在工程设计中,轨道线路和换乘车站为 线 和点 的关系㊂根据线路交汇方案不同,车站可分为平行式和垂直式两种,具体布置形式如图1㊁图2所示㊂图1㊀双线平行式布置㊀图2㊀双线垂直式布置㊀当两线平行敷设时,两车站可在相同高度贴临或结合一体;当两线呈垂直交叉时,若线路存在高度跨越关系,两车站可分别独立设置于路口一侧,再通过换乘通道㊁连桥等形式连接㊂2.2㊀建设时序轨道交通工程建设投资大㊁周期长,普遍存在规划㊁建设分期实施的情况㊂对于建设时序不同的项目,应采取不同设计策略㊂同期建设的换乘车站,应优先考虑双线车站的一体化设计实施,从而最大程度方便旅客乘降及换乘㊂对于不能同期实施的换乘车站,在考虑换乘便捷性的基础上,需要结合分期建设的建设时序㊁投资分匹㊁接口预留等因素综合考虑,因地制宜地选择换乘方案㊂2.3㊀客流组织换乘车站多位于城市重要节点,周边客流规模较大,容易造成拥堵㊂在车站内,对旅客通行影响较大的站台宽度㊁换乘通道宽度㊁进出站闸机数量㊁扶梯数量等指标,应按照远期高峰小时最大客流量进行测算,以满足旅客使用需求㊂换乘车站内部各类人群相互汇集,在设计中应充分考虑不同类型人流走行路线的独立性,确保进出站流线,换乘流线,商业开发㊁工作人员流线均相互独立,以减少干扰㊂2.4㊀周边环境及规划换乘车站多数设置在城市核心区域,此类车站周边环境复杂,建筑密集,人流量大㊂车站设置应符合城市规划对周边地块的相关上位条件及指标,并满足车站与周边建筑的消防㊁节能㊁日照等相关距离要求㊂换乘车站设站方案应与市政道路和周边环境统一考虑,并着重考虑车站及天桥与人行道㊁车行道㊁周边建构筑物的相对关系,出入口应尽量靠近周边主要客流集散点,以减少旅客进出站走行距离㊂条件允许时,车站主体及出入口应与周边地块综合开发有机结合,为旅客带来便捷乘降体验,以及为周边区域注入活力㊂3㊀高架换乘车站的设计分类结合上文所述,高架换乘车站的受控因素存在多样性㊂在设计过程中,对于不同的及边界条件,也应采取相应的换乘方案设计策略[11-13]㊂根据划分标准不同,高架换乘车站的换乘方案主要分为如下几类㊂3.1㊀按照换乘部位分类按换乘部位分类,换乘方案分为非付费区换乘和付费区换乘两种㊂非付费区换乘多用于不同制式及票制的轨道交通之间换乘,在同制式轨道交通中,多采用付费区换乘的形式㊂付费区换乘又细分为站台换乘㊁站厅换乘和通道换乘㊂站台换乘最为便捷,站厅换乘次之,在两线同期实施并满足其他外部条件的情况下,应优先考虑站台㊁站厅相结合的换乘方式㊂通道式换乘设置灵活,适用于两线车站站位距离较远或分期建设的情况,当采用通道换乘时,应合理布置换乘线路,避免流线过长引起旅客通行不便㊂3.2㊀按照车站类型分类根据车站相对关系不同,高架换乘可分为同车站换乘和通道式换乘两大类㊂根据线路高差关系㊁换乘方式㊁车站布置的差异,又可细分为如图3所示多种类型㊂图3㊀换乘车站站型分类4㊀同车站换乘方案比选在两线同步实施,且周边环境及线路走向条件允许的情况下,应优先考虑双线并站的同车站换乘方案㊂车站合二为一能够最大程度方便乘客换乘,便于日常运营维护管理[14-15]㊂根据线路关系不同,该类车站又细分为一岛两侧车站㊁双岛车站和叠岛车站3种㊂4.1㊀一岛两侧车站当两条线路在同一高程,平行且不交叉敷设时,可采用一岛两侧车站形式㊂该站型设置1座岛式站台和2座侧式站台,站台下方设置共用站厅层㊂该站型换乘部位属于站厅与站台结合式,其中一个方向可实现同站台换乘,其他方向需通过站厅层进行换乘,剖面布置如图4所示㊂该站型多见于传统钢轮钢轨制式换乘车站设计中㊂主要优点为换乘流线较短,站厅集中设置,便于换乘㊁乘降和运营管理㊂车站两侧区间线路平顺无交叉,墩柱布置较为规整,景观效果较好,车站及两侧区间布置如图5所示㊂该方案不足之处在于车站宽度较大,需占用较多道路及路侧空间,且需根据市政道路宽度及线路敷设位置综合确定车站布局和柱位布置㊂图4㊀一岛两侧车站剖面示意㊀图5㊀一岛两侧车站鸟瞰示意㊀4.2㊀双岛车站当两条线路在同一高程,平行且局部交叉敷设时,可采用双岛车站形式㊂该站型同高程设置2座岛式站台,站台下设置共用站厅层㊂该站型换乘部位属于站厅与站台结合式,其中2个方向可实现同站台换乘,其他方向需通过站厅层进行换乘,剖面布置如图6所示㊂图6㊀双岛车站剖面示意㊀该站型换乘流线最短,乘客换乘与乘降最为便捷㊂然而,车站两侧区间线路存在交叉跨越,墩柱布置不规则,景观效果不佳;车站宽度相对较大且需占用较多道路及路侧空间(见图7)㊂4.3㊀叠岛车站当道路宽度条件受限时,可充分利用跨座式单轨爬坡性能优良的特点,将两条线路在不同高程敷设,此图7㊀双岛车站鸟瞰㊀时换乘车站采用叠岛车站形式㊂该站型上下设置2座岛式站台,站台下设置共用站厅层㊂该站型换乘部位属于站厅与站台结合式,其中2个方向可实现同站台换乘,其他方向需楼扶梯及站厅层进行换乘,其剖面布置如图8所示㊂图8㊀叠岛车站剖面示意㊀该站型能够有效减少车站宽度,占地面积较小,且换乘流线较短便于旅客乘降及换乘㊂然而由于站台上下布置,换乘流线与进出站流线相互交叉,容易造成楼扶梯处人流拥堵;且车站两侧区间在两个不同高程敷设,墩柱设置复杂,实施难度大,车站及区间效果如图9所示㊂图9㊀叠岛车站鸟瞰㊀5㊀通道式换乘车站方案比选虽然同车站换乘方案有诸多优点,但其受到外部条件制约因素较多,存在车站体量大,用地要求高㊁车站需同期实施等问题㊂当要求无法满足时,应考虑选择通道式换乘车站方案㊂通道式换乘车站的优点是两换乘车站相互独立,互不干扰,车站通过付费区换乘天桥进行连接,从而实现换乘功能㊂在建设过程中,可先期实施近期车站,并预留换乘通道接入条件,可有效减少工程投资和建设规模㊂根据线路关系不同,通道换乘车站分为双线平行通道换乘和双线垂直通道换乘两种类型,具体站型分类如下㊂5.1㊀双线平行式通道换乘双线平行式通道换乘车站主要适用于两条线路平行敷设的情况,根据两车站相对位置关系的差异,又分平行交错式通道换乘和平行并列式通道换乘㊂(1)平行交错式通道换乘车站该站型双线车站交错布置,通过端部换乘通道连接两车站付费区,从而实现站厅层换乘㊂平行交错式通道换乘车站常用于线路平行设置且道路条件较为狭窄的情况,可最大程度减少换乘站所占用的用地宽度㊂图10为淮南轨道交通淮南站,为1号线/4号线换乘站㊂该站所在位置市政道路狭窄,红线宽度仅35m,周边建筑拆迁困难㊂为最大程度压缩所占道路宽度,车站采用平行交错式通道换乘方案,在两站站厅层端部的付费区通过换乘通道相互连接,从而实现换乘功能,换乘距离仅为15m,平面布置如图11所示㊂图10㊀平行交错式通道换乘车站鸟瞰㊀图11㊀平行交错式通道换乘车站平面示意㊀(2)平行并列式通道换乘车站平行并列式通道换乘车站常用于线路平行设置且两线间距较大的情况㊂该站型两线车站并列布置,通过换乘通道将两车站站厅层付费区相连,从而实现站厅换乘㊂此种布置方式在保证两车站的相互独立性同时,又将换乘距离压缩至较短的范围内,如图12㊁图13所示㊂图12㊀平行并列式通道换乘车站鸟瞰㊀图13㊀平行并列式通道换乘车站平面示意5.2㊀双线垂直式通道换乘当线路交叉布置时,可采用双线垂直式通道换乘㊂为满足线路互相跨越时的高差要求,需将2个车站的轨道梁和站台设置在不同的高度上,根据车站相对位置及轨道梁高度不同,可细分为三㊁四层车站通道换乘;站厅站台上下交错式通道换乘;二㊁三层车站通道换乘等三种形式㊂(1)路中三㊁四层车站通道换乘跨座式单轨路中高架车站一般为三层布局,即架空层㊁站厅层及站台层,当两线路交叉时,可通过增加换乘层的方法抬升其中一座车站,从而满足线路的高差要求,形成三㊁四层车站通道换乘㊂以淮南轨道交通洞山路换乘站为例,2号线车站为路中高架三层站,由下至上为架空层㊁站厅层㊁站台层,1号线车站为路中高架四层站,由下至上分别为架空层㊁换乘层㊁站厅层㊁站台层㊂付费区换乘通道连接1号线换乘层和2号线站厅层,1号线换乘乘客需经站台下至换乘层后再经由换乘通道行至2号线站厅层,如图14㊁图15所示㊂图14㊀路中三㊁四层站通道换乘方案剖面㊀图15㊀三㊁四层站通道换乘方案㊀此换乘方案的换乘通道可实现无高差设置,换乘相对便捷,然而,换乘层的设置会导致车站体量增大,高度提高,投资也相应增加㊂(2)路中厅台交错式车站通道换乘当换乘车站设置在路中时,为避免车站高度过高,也可通过站厅层与站台层倒置的方法来满足线路高差要求,即站厅站台上下交错式通道换乘㊂仍以洞山路换乘站为例,1号线/2号线洞山路站均为路中高架三层车站,其中,1号线车站站厅层位于二层,站台层位于三层;2号线车站站台层位于二层,站厅层位于三层㊂两车站站厅层通过付费区换乘通道连接,通道高差为7m,具体布置如图16所示㊂图16㊀站厅站台上下交错式通道换乘方案剖面㊀该换乘方案两个车站建筑体量与标准站一致,建筑高度统一㊂但2号线车站站厅站台倒置,容易造成旅客流线迂回曲折,不利于日常使用及紧急疏散㊂且换乘通道存在高差需额外加设楼扶梯,会对乘客换乘带来不便㊂(3)二㊁三层车站通道换乘当通道换乘车站的其中一座有条件设置于路侧空地时,可采用二㊁三层通道换乘方案,并考虑与周边地块综合开发进行结合,在缩短换乘距离的同时为路侧地块引入活力㊂以德州轨道交通恒大站为例,1号线为路中高架三层站,3号车站为路侧高架二层站㊂两车站站厅层通过付费区换乘通道相连,从而实现换乘,剖面布置如图17所示㊂其中3号线车站与地块内的商业综合体结合设计,并设置连桥相连接,从而最大程度地提升地块的经济价值,周边开发效果如图18所示㊂图17㊀二㊁三层车站通道换乘方案剖面图18㊀二㊁三层车站通道换乘方案鸟瞰㊀6㊀结论跨座式单轨具有爬坡能力强,转弯半径小,车站体量小等特点,故跨座式高架换乘车站布置方案相较于传统钢轮钢轨制式有更高的灵活性和适应性㊂当换乘车站并站统一设置时,可结合周边城市空间和道路条件,灵活地选择一岛两侧㊁双岛或叠岛换乘方案㊂当换乘车站分站设置或分期实施时,应综合考虑上文所述限制因素及工程实际条件,选择最匹配的通道换乘方案㊂在跨座式高架换乘车站深化设计过程中,应遵循如下原则㊂(1)车站方案设计应着重考虑缩短旅客换乘走行距离,减少换乘高差,条件允许时应优先采用同车站换乘方式㊂(2)换乘旅客流线应与进㊁出站旅客流线分开设置,避免相互交叉干扰㊂(3)车站需分期实施时,应在满足近期车站使用需求及远期加建可实施性的基础上,尽量缩小近期建设规模和投资㊂(4)车站方案设计应与周边规划㊁市政道路紧密结合,合理确定出入口及换乘通道的布置㊂(5)条件允许情况下,应优先考虑将换乘车站与周边综合开发结合设置,为周边城市空间注入活力㊂参考文献[1]㊀罗小峰.枢纽型高架车站设计方案研究[J].智能建筑与智慧城市,2020(1):68-70.[2]㊀李玉书,孙越,万衡,等.城市轨道交通车站换乘通道客流压力的评估方法[J].城市轨道交通研究,2020,23(1):106-109,144.[3]㊀张丙昌.地铁车站换乘形式的设计研究[J].建材与装饰,2019(2):247-248.[4]㊀陈小飞.谈换乘方式之高架站与地下站换乘[J].设备管理与维修,2019(3):119-120.[5]㊀罗景华.高架车站建筑设计思路的研究[J].建筑技术开发,2020,47(9):15-16.[6]㊀刘宝,张小燕.岛式与侧式车站换乘建筑设计探讨[J].低碳世界,2018(2):272-273.[7]㊀赵薇.城市密集区多线换乘车站设计探索 轨道交通16号线龙阳路站设计回顾[J].建材与装饰,2019(18):219-220.[8]㊀于海.城轨高架换乘站建筑防火设计实例研究 以上海罗山路站为例[J].中外建筑,2018(10):167-168.[9]㊀苏珊山.建筑学设计审美在城市高架轨道交通建设中的应用[J].浙江建筑,2018,35(8):12-16,34.[10]余群涛.对轨道交通路中高架车站方案布置形式探索[J].建筑技术开发,2018,45(8):63-64.[11]许乙弘,李晓况.地铁车站换乘空间体验优化设计研究[J].城市轨道交通研究,2018,21(7):10-14.[12]皮雁南,郭建媛,马骁,等.城市轨道交通换乘车站多方式客流控制模型[J].都市快轨交通,2020,33(3):72-76,84.[13]张浩,尤建新.基于数据包络分析和托宾模型的城市轨道交通运输效率[J].同济大学学报(自然科学版),2018,46(9):1306-1311.[14]沈晓阳.重庆市跨坐式单轨交通的建设和运营[J].城市轨道交通研究,2006(10):8-13.[15]杨宏伟.铁路客运枢纽站各种交通方式的衔接研究[D].北京:北京交通大学,2005.。
跨座式单轨—预制装配式桥梁结构设计及关键构造技术
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波纹管 中心孔 预制节段墩
墩柱 上节段
张拉端 盖梁
剪力键
墩柱截面 & 剪力键
张拉台座 预应力筋
节段接缝 预制节段墩
墩柱节段连接图
（临时固定牛腿）
墩柱 中节段
墩柱 下节段
承台
预应力筋 连接器
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项目介绍
➢ 总体目标： • 建立高效、低碳、环保的城市轨道高架桥梁建造技术 • 使得城市轨道桥梁设计和施工向文明、耐久、美观、
方向发展 • 建立桥梁结构的标准化设计、工厂化制造、机械化装
配和信息化管理的集成技术 • 推动新型产业链的形成
➢ 项目来源： 2016年为轻型跨座式单轨研发，立项研发并实践适
➢ 2017年10月，将预制钢管混凝土桥梁技术成功推广运用在银川云轨一号线花博园段建设工程中 ➢ 2019年1月，将预制空心盖梁技术成功推广运用在济宁市孔孟旅游快线工程 未来将会继续推动预制装配式施工工艺在城市轨道交通领域桥梁工程施工中的应用 。
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社会效益
实现节能、减排、低碳和环保，构建“两型社会”的有力保障
中国城市轨道交通科技进步奖 跨座式单轨—预制装配式桥梁结构设计及关键构造技术
比亚迪汽车工业有限公司
目录
CONTENTS
➢ 项目背景及简介 ➢ 主要技术创新 ➢ 推广运用情况
一、项目背景及简介
项目背景
➢ 传统桥梁支架现浇施工： ➢ 预制拼装施工技术：
• 搭设大量支架、模板以及绑扎 • 施工机械成本和预制成本可以
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推广应用
2017.09正式投入运营，目前运行两年，且运行状况良好。 研发基础，为跨座式单轨工程的施工提供了一种新的思路， 也为城市轨道交通小截面尺寸桥墩结构的快速施工提供一定的 技术依据。
重庆单轨交通高架轨道梁桥设计方案
重庆单轨交通高架轨道梁桥设计方案跨座式单轨交通具有噪音低、爬坡能力强、转弯半径小、迅速便捷、占地少、造价低、利于环境保护等长处,是现代化都市迅速轨道立体交通旳一种新形式。
但跨座式轻轨也有缺陷,能耗大、运能小, 且无法与常规旳地铁、轻轨接轨。
应用跨座式单轨铁路最多旳国家是日本。
1964 年,日本东京修建了从市中心到羽田机场旳跨座式单轨铁路,全线实现计算机集中高度控制。
该线成为旅客出入羽田机场旳重要通道。
后来,日本又建了大阪线、北九州线等跨座式单轨铁路。
此外,法国、美国、澳大利亚和英国也都修建了自己旳跨座式单轨铁路。
本文简介旳是我国第一条跨座式单轨交通重庆轻轨。
..1.工程简介.重庆是山城,为丘陵地理特点,故选择噪声低、爬坡能力强、转变半径小旳跨座式单轨交通系统.这在我国尚属初次。
重庆市轻轨工程东起重庆市区商业中心较场口,西至大渡口区钢铁基地新山村,路过临江门、大溪沟、牛角沱、李子坝、大坪、杨家坪等地段,全线长17.5.k.,共设1.座车站。
全线分两期建设实行,其中一期工程由较场口至大堰村长13.9.k.,1.座车站,.座变电站,.座牵引变电站,一座车场,一座控制中心,初期配车8.辆,建设工期为.年半。
全线建成后可到达高峰小时运送.万人次旳客运能力,初期年客运量1..亿人次,远期年客运量.亿人次。
线路分左右线双向行驶。
高架轨道梁桥贯穿全线,高架桥占83..%。
工程总投资4.亿元左右,每公里造价约为2..亿元。
于202.年动工建设,计划202.年.月建成通车。
2、重要技术原则.由于我国目前尚没有跨座式单轨旳设计规范和原则,针对重庆轻轨工程,借鉴日本规范《单轨构造设计指南》,并参照我国公路、铁路桥规、《地下铁道设计规范》,结合重庆轻轨工程旳详细特点,重庆市轨道交通总企业专门制定了详细详细旳设计技术规定和技术原则。
(1.线路性质:都市迅速轨道交通线,正线数目为双线。
(2.行车速度:列车最高运行速度8.km..,曲线段根据曲线半径限速行驶。
跨座式单轨直线PC轨道梁预制工法
跨座式单轨直线PC轨道梁预制工法跨座式单轨直线PC轨道梁预制工法是一种构筑桥梁或轨道的先进工法，它通过预先制造轨道梁和座墩，然后再进行组装安装的方式，具有施工周期短、质量可靠、工艺成熟等优点。
首先，该工法的施工周期短。
跨座式单轨直线PC轨道梁预制工法采用现场预制和现场拼装的方式进行施工。
在工地上，首先对轨道梁和座墩进行预制，如悬臂构件的制作和混凝土浇筑等。
然后，再进行现场的组装安装工作，将预制的轨道梁和座墩组装在一起。
相比传统的施工方式，该工法无需现场浇筑混凝土，因此节约了大量的施工时间，缩短了施工周期。
其次，该工法具有结构质量可靠的特点。
跨座式单轨直线PC轨道梁预制工法使用的是预制构件，这些构件在工厂里进行生产，具有较高的质量控制和检验标准。
通过使用现代化的生产设备和工艺，能够确保构件的尺寸精度和材料的质量。
另外，该工法还采用了现代化的预应力钢绞线技术，提高了构件的受力性能，使得桥梁或轨道具有更高的安全性和承载能力。
再次，该工法的工艺成熟。
跨座式单轨直线PC轨道梁预制工法是一种经过长期实践验证的工艺，已经在国内外许多项目中得到了广泛应用。
这些项目包括城市轨道交通、高速公路桥梁等。
因此，工法的设计和施工流程已经相对成熟，能够确保施工质量和工程进度。
然而，跨座式单轨直线PC轨道梁预制工法也存在一些挑战和问题。
首先，该工法对预制车间的要求较高，需要有大型生产设备和专业工人进行操作。
其次，由于预制构件的尺寸较大，运输和安装也需要一定的技术和设备支持。
此外，该工法在施工过程中也需要考虑好与其他施工工法的协调和配合。
综上所述，跨座式单轨直线PC轨道梁预制工法是一种具有优势的先进工法。
它的施工周期短、质量可靠、工艺成熟等特点，使得它在桥梁和轨道的建设中得到了广泛应用。
当然，该工法在实际应用中还需要进一步完善和探索，以提高施工效率和工程质量。
关于跨座式单轨选用梁桥结构体系及跨径的思考——重庆单轨交通工程有限责任公司高工——苏明辉资料
关于单轨交通选用梁桥结构体系和跨径的探讨重庆单轨交通工程有限责任公司副总经理教授级高工苏明辉重庆单轨风景一、前言二、重庆单轨建设成就三、重庆单轨建设能力四、梁桥结构体系及跨径技术经济分析五、结论一、前言 ——目录重庆自2001年正式开始建设跨座式单轨交通以来，截止到2016年12月底，已陆续建成通车里程约100公里。
通车里程（km）重庆现在运行的跨座式单轨交通属于中运量系统，系引进日本日立技术，经过十多年的消化、吸收、改进，创新，目前在重庆已独立形成较为完备的设计、科研、制造、施工、运营体系，并形成了科研、设计、土建、机电系统集成釆购安装、联调联试、运营维护管理等跨座式单轨交通产业链。
科研土建机电系统集成采购安装设计运营维护管理机电制造车辆四、梁桥体系及跨径技术经济分析梁桥结构体系和跨径选择（一）问题提出——1.选车型车辆选型机电系统轨道梁宽简支体系梁桥体系连续刚构体系（一）问题提出——2.选梁桥体系及跨径简支梁桥体系（各跨独立）（一）问题提出 以重庆现有单轨车辆为例，梁宽为850mm ，我们把简支梁的标准跨度假定为25m （重庆的实际跨度为24m ），梁高为1.5m 的等截面梁, 把连续刚构的标准跨度假定为25m 和30m ，支点梁高分别为1.8m 和2.3m ，跨中梁高1.5m 和1.8m 的变截面梁进行技术经济比较。
25m 简支梁桥体系30m 连续刚构体系25m 连续刚构体系——3.研究对象的选定（二）技术分析30m 30m 30m 30m30m 连续刚构体系25m 简支梁桥体系——1.结构特点简支梁预制连续梁预制连续梁单层存梁简支梁双层存梁35m 5m30m大跨度连续梁运输简支梁运输（1）汽车吊架设（3）架桥机架设（2）龙门架架设（4）钢导梁架设连续梁架设PC梁的预制PC梁的张拉线形调整简支体系：简支梁的线形是通过工厂化流程严格控制一次成型，安装时也可通过支座锚箱、指形板进行局部修正，运营后的线形还可通过支座、指形板进行微调矫正。
钢轨道梁的整体结构设计
钢轨道梁的整体结构设计摘要:跨座式钢轨交通轨道梁具有非常好的景观效果，且占地面积与其他类型的轨道梁相比更小，在当前城市交通建设工程施工过程中被广泛的应用起来。
跨座式钢轨交通轨道梁在施工额的过程中主要采用了混凝土材料，其整体结构大多都采用了简支结构或是连续钢结构。
本篇文章结合了相关的文献与资料，并根据目前我国交通建设开展的实际情况，对跨座式钢轨交通轨道梁设计工作的主要原则、设计要求、方法等相关内容进行全面的研究与分析，旨在不断提高跨座式钢轨交通轨道梁设计工作、施工工作的质量与效率，提高刚轨道梁的稳定性。
关键词:跨座式钢轨交通轨道梁‘结构；桥梁；受力性能跨座式钢轨道梁技术在国内最早被应用于重庆市的某工程项目中，该工程中刚轨道梁的总体跨度大约为39米左右。
本篇文章主要二借助格子梁理论对钢轨道梁整体结构的受力性能等方面进行设计。
将两根主梁与横梁之间相互连接起来，共同构成一个整体结构，两者之间相互协调，使得整体结构的稳定性有效提高。
通过这种方法，总荷载不仅仅会作用在某一主梁上，还能够在横梁的帮助下，使得荷载传递到另一主梁上，进而有效增强钢轨道梁结构的性能，使其承载能力等有效提升。
在钢轨道梁设计工作开展的过程中，相关工作人员需对该结构的特点等进行全面分析，以此为基础对设计方法进行不断探讨，同时以格子梁理论为基础开展设计工作，以此提高设计质量，保证设计的合理性与可行性。
1钢轨交通梁结构的主要特点1.1受力方面对跨座式钢轨交通梁整体结构进行全面分析可以发现，轨道梁相对来说比较单薄，且桥梁尺寸相对来说比较小，一般情况下其尺寸只有0.8米，在桥梁尺寸较小、风力等各种力的影响下，使得桥梁横向受力能力比较差，在实际应用时很有可能会出现弯曲受力等情况，对整体结构的稳定与安全造成严重的影响。
通过对相关数据资料进行分析可知，与常规的交通桥梁以及市政类型的桥梁相比较，跨座式钢轨交通轨道梁的重量比较小，整体结构存在较为明显的疲劳问题。
8 轨道梁桥2007.5.8
产生的附加影响来确定。
8.1.12 预应力混凝土轨道梁的徐变上拱值应严格控制。轨道梁架设后，后期徐变上拱
值不应超过 12mm。
8.1.13 轨道梁、轨道梁桥、组合桥和道岔桥应设置预拱度，预拱度值取恒载与 1/2 静
荷载所产生的挠度之和，并应考虑混凝土收缩及徐变影响。预应力混凝土结构尚需考
虑预加应力的作用。
0.1——摩擦系数。
8.2.12 活载在桥台后破坏棱体上引起的侧向土压力，应将活载换算成当量均布土层厚
度计算。
8.2.13 轨道梁桥风荷载强度应按现行《铁路桥涵设计基本规范》的规定取值。
轨道梁设计应按单线计算轨道梁与列车风荷载。
轨道梁桥下部结构设计，双线轨道梁桥，线路等高时应按照 100%、50%分别计算
离心力率 C，C 值按下式计算：
C＝V²/127R
(8．2．8)
式中 V——本线设计最高列车速度(km／h)；
R——曲线半径(m)。
32
离心力作用于轨道梁顶面以上车辆重心处。
轨道梁设计时，离心力的作用位置应考虑轨道梁设置超高后的影响。
8.2.9 列车横向摇摆力应按列车设计荷载单轴重的 25％计算，一列车以一个水平集中
31
注：1 曲线上离心力与列车横向荷载取不利者计算； 2 对于钢结构、框架结构等受温度变化影响较大的结构，应计入温度变化的影响；对钢筋
喀斯特地区跨座式单轨轨道梁桥总体设计
规划设计第一作者：周佳，男，工程师喀斯特地区跨座式单轨轨道梁桥总体设计周 佳（中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055）1 研究背景跨座式单轨是一种中运量的城市轨道交通系统，具有造价低、建设周期短、适应地形能力强、景观好、环保舒适等优点，可在大城市作为大运量城市轨道交通的补充，在中小城市作为城区内部交通的骨干线，能够有效改善城市交通状况，拥有良好的应用前景，目前在我国发展迅速[1-2]。
跨座式单轨轨道梁桥结构体系主要包含简支梁体系、连续梁体系和连续刚构体系3类[3]。
日本、韩国的摘 要：以规划桂林市轨道交通1号线一期工程为例，系统介绍喀斯特地区跨座式单轨轨道梁桥的设计要点，并结合桂林市独特的喀斯特地貌，选择适合的标准轨道梁结构体系、桥墩类型、基础类型以及特殊节点的轨道梁桥设计方案，提出标准区间采用简支 PC 轨道梁结构体系、T 型桥墩、4 根 1 m 桩基础，特殊节点采用简支钢-混凝土结合轨道梁及（50 + 85 + 50）m 混凝土连续梁单轨桥。
其中，简支 PC 轨道梁结构体系适应岩溶地质的能力强；4 根 1 m 桩基础施工便捷，较 1 根 2.5 m 桩基础节省造价 17.3%，桥墩刚度提高 8%；简支钢-混凝土结合轨道梁、混凝土连续梁单轨桥可有效解决简支 PC 轨道梁跨越能力不足的问题。
期待本研究可为同类型跨座式单轨轨道梁桥的设计提供思路。
关键词：跨座式单轨；轨道梁桥；喀斯特地区；结构体系；桂林市中图分类号：U213.1+4；U232跨座式单轨线路及我国重庆市轨道交通2号、3号线采用简支梁体系[4]，马来西亚吉隆坡的线路采用连续梁体系，巴西圣保罗、美国拉斯维加斯的线路及我国芜湖市轨道交通1号线、2号线一期采用连续刚构体系[5]。
国内众多学者针对各类轨道梁桥结构体系进行了深入研究。
李林[6]结合重庆市轨道交通较新线一期工程，对简支预应力混凝土（PC ）轨道梁桥结构体系进行适应性分析研究；彭华春等[7]针对苏州吴江单轨交通工程，推荐区间标准梁采用简支梁型式；李靖等[8]以柳州市轨道交通1号线为背景，从景观、环境、施工方面出发，推荐多固定连续梁体系作为标准体系；赵博等[9]以芜湖市轨道交通1号线及2号线一期工程为例，对比各结构体系优缺点，建议采用适应芜湖城市特点的连续刚构体系作为标准区间结构体系。
一种跨座式单轨交通高架车站布置结构[实用新型专利]
![一种跨座式单轨交通高架车站布置结构[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d677c5dbb9f67c1cfad6195f312b3169a451ea81.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201820324900.5(22)申请日 2018.03.09(73)专利权人 上海市隧道工程轨道交通设计研究院地址 200235 上海市徐汇区中山西路1999号(72)发明人 郭劲松 陈文艳 殷爽 倪艇 赵从栋 张琴 (74)专利代理机构 上海申蒙商标专利代理有限公司 31214代理人 徐小蓉(51)Int.Cl.B61B 1/02(2006.01)(54)实用新型名称一种跨座式单轨交通高架车站布置结构(57)摘要本实用新型涉及轨道交通车站技术领域，尤其是一种跨座式单轨交通高架车站布置结构，其特征在于：所述跨座式单轨交通高架车站采用独柱双层盖梁体系，至少包括独柱墩、上层盖梁和下层盖梁，所述下层盖梁支承于所述独立墩上，所述上层盖梁通过立柱支承在所述下层盖梁的上方，所述上层盖梁上设置有跨座式单轨轨道梁及站台结构；所述下层盖梁上设置为站厅层，所述站台结构设置为站台层，所述站台结构与所述上层盖梁之间设置为站台下夹层。
本实用新型的优点是：有效解决高架车站在高度、规模等受限条件下的站位设置；有效提高跨座式单轨交通高架车站站台下结构固有空间利用率，适于推广；取消站外设备用房，达到节约土地资源、利于运营管理的效果。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 208085707 U 2018.11.13C N 208085707U1.一种跨座式单轨交通高架车站布置结构，其特征在于：所述跨座式单轨交通高架车站采用独柱双层盖梁体系，至少包括独柱墩、上层盖梁和下层盖梁，所述下层盖梁支承于所述独柱墩上，所述上层盖梁通过立柱支承在所述下层盖梁的上方，所述上层盖梁上设置有跨座式单轨轨道梁及站台结构；所述下层盖梁上设置为站厅层，所述站台结构设置为站台层，所述站台结构与所述上层盖梁之间设置为站台下夹层。
2.根据权利要求1所述的一种跨座式单轨交通高架车站布置结构，其特征在于：所述跨座式单轨交通高架车站为侧式车站，所述上层盖梁通过单立柱支承在所述下层盖梁的上方；所述站台结构设置在所述跨座式单轨轨道梁的两侧。
简述跨座式单轨悬臂高架车站桥墩设计
图1车站立面图图3 车站有限元总体模型2 悬臂独柱桥墩设计2.1 结构建模与盖梁验算由于桥博在调配预应力钢束方面较MIDAS更为方便，大大缩短调配期间的计算时长，应力方面的计算结果读取更加清晰，故采用桥梁博士建立高架车站桥墩盖梁计算模型，如图2所示。
由于桥博模型主要验算盖梁配索及内力变化情况，将墩底固结进行分析。
图2 双层桥墩模型根据《铁路桥涵混凝土设计规范》（TB10092-2017），需进行强度和抗剪验算[3]。
检算结果见表1。
建筑与装饰2019年6月上 由表可知，最大应力均未超过规范要求的弯曲受压及偏心受压的[σb]=16.8MPa，上下缘最小应力也没出现拉应力，使用阶段预应力钢束的最大应力比均<0.6，满足规范要求。
但是除号、6号边墩外，最大应力均超过14.4 MPa，最大的达到15.32.2 影响位移因素独柱式带长悬臂“桥—建”组合结构体系，在恒载、列车活载、人群荷载、预应力效应及风荷载最不利组合下，悬臂端计算挠度的限值应为L0/600，L0为悬臂构件的计算跨度[4-5]选取了影响位移作用较大的几个因素。
从表中可以看出，上盖梁的容许位移更小但主力作用下的位移值更大，起到控制由于桥博无法模拟顺桥向的力，采用Midas/Civil 2013建立三维空间模型进行墩身受力分析。
模型中站厅层楼面板采图3 车站有限元总体模型对MIDAS提取的墩底反力进行验算。
2-6号桥墩上柱尺寸为2*1.5m，横桥向1.5m，顺桥向2.0m，主筋为双筋，直径32mm，间距12cm。
2-6号桥墩下柱及1号桥墩尺寸为2*2.5m，横桥向2.5m，顺桥向2.0m，主筋为双筋，直径28mm，间距12cm。
箍筋纵桥向6肢，横桥向6肢，直径16mm，间距10cm。
采用“通用截面检算软件”对墩身进行验算，表3 墩身截面验算（上接第21页）生态化设计理念和方法进行不断的更新与优化，并对其进行有效的落实，进一步提升生态建设的质量[3]。
赤水跨座式单轨桥梁设计
赤水跨座式单轨桥梁设计廖可萍【摘要】结合赤水观光车项目的工程实际情况,从跨座式单轨铁路的特点出发,研究了跨座式单轨桥梁关键技术,分析了跨座式单轨的结构体系,确定了合适的轨道梁标准跨度及截面形式,比选了满足景观要求的下部结构形式及满足工程特点的施工方法.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】5页(P27-31)【关键词】跨座式;单轨;轨道梁;截面形式;结构体系【作者】廖可萍【作者单位】中铁十一局集团有限公司勘察设计院湖北武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U442.5跨座式单轨是通过单根轨道梁来支承、稳定和导向，车体骑跨在轨道梁上运行的铁路，具有占地少、爬坡和曲线能力强、噪声小、景观影响小、适应于建筑密度大等优点，已在我国重庆、西安等城市建成运营，但无论是设计还是施工均未形成标准体系。
本文以赤水旅游观光车项目为基础，对跨座式单轨桥梁总体设计、施工工法进行了研究分析，对类似项目具有一定的参考价值。
赤水旅游观光车项目，是以旅游观光体验为主兼顾景区交通的环保、低碳观光铁路。
它对于列车的速度要求并不高，而对景观、曲线、爬坡能力及经济性要求很高，经过比选高架轻轨、市域城际铁路等各种交通方式，且跨座式单轨交通已在我国重庆、西安等城市建成运营［1］，结合本项目的实际情况，采用跨座式单轨体系。
桥梁上构区间采用预制架设施工的常用跨度轨道梁，道岔区、连续梁段采用“梁上梁”形式；下构采用独柱墩、双柱墩承台接桩基础。
全线多次跨越风溪河，分别采用门式墩、连续梁形势结构形式跨越，减少工程建设对河流及周边环境的影响。
桥梁工程临时占用道路沟渠，待施工完成后恢复原貌，永久占用则改路改沟。
车站均为高架车站，站桥分离，轨道及桥梁结构与区间正线相同。
由于我国目前尚没有适用低速跨座式单轨的设计规范和标准，有鉴于此，本项目在设计时，主要参考《跨座式单轨交通设计规范》［2］，并参考我国公路、铁路桥规等。