轻轨高架桥区间结构体系及其限位耗能节点构造的制作方法

本发明属于土木工程桥梁技术领域，具体涉及一种轻轨高架桥区间结构体系及其限位耗能节点构造。

背景技术：

我国已实施的轨道交通高架桥的桥墩，墩间距一般为25～30m之间，主要有以下特点及问题：

区间主梁型式多为一个单箱单室(简称大箱梁)或两个单箱单室(简称小箱梁)预应力箱梁，主梁制作采用支架现浇的施工方法，施工期间对周边环境影响较大，工期也较长。

墩柱大多只是能防止横向冲击，但是在纵向减震方面，缺乏设置有效缓冲桥梁墩柱承重的结构，导致桥梁墩柱常年被重物纵向冲击，减少墩柱的使用寿命，同时由于墩柱的形变，导致桥梁常年受力不均，就会发生断裂，影响交通。

为达到有效减隔震的目的，不同类型和不同功能的桥梁减隔震支座得以广泛应用。

在几种减隔震支座中，盆式橡胶支座在遭遇地震或重大的振动性冲击时，上、下座板之间的水平位移得不到有效的缓冲，支座位移过大；铅芯橡胶支座耗能能力强，但不能在具有多频谱效应的地震动中有效的减隔震；摩擦摆锤体系的自恢复能力强，但是在摩擦耗能的过程中会导致梁端的竖向位移而产生次内力。

叠层橡胶支座目前主要使用在中小桥梁上，在遭遇地震或重大的振动性冲击时，橡胶层在变形过程中消耗能量，提供阻尼，并在震后复位。但是，对于上述叠层橡胶支座的水平刚度受到自身特点及尺寸的限制，有时也无法达到用户需要的刚度大小。此外，仅仅依靠橡胶层来提供震后的恢复力，有时不能使支座上下翼缘板中心恢复到一条铅垂线上，因此在震后修复时，必须使用其他方法将支座调整到中心垂线上或者不得不更换新的支座。

此外，由于空间的限制一些位置不适合安装大吨位的减隔震支座。

鉴于上述不同类型支座存在的不足，一些支座处设置有挡块，来防止因地震作用下位移过大而发生落梁。但是，如果桥梁的上部结构与挡块发生碰撞，会产生很大的冲击力，从而导致墩柱的破坏，且挡块只能限制梁体发生横向位移来防止横向落梁。

因此，有必要开发一种新型轻轨高架桥区间结构体系，既能保证道路的通行要求又实现高架桥的使用功能，底层少侵占道路，还要相对缩减施工周期。

同时，在桥梁减震方面，既能限制地震作用下梁体发生纵横向的过大位移，又能吸收地震能量，降低地震作用传递到下部结构的作用力，且在震后能够复位，具备结构简单，实施方便的特点。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种轻轨高架桥区间结构体系及其限位耗能节点构造。

本发明的技术方案是：一种轻轨高架桥区间结构体系及其限位耗能节点构造，包括位于地基上的承台，承台上浇注有墩柱，墩柱上浇注有盖梁，盖梁上设置有轨道梁，相邻轨道梁之间设置有轨道梁钢筋混凝土，轨道梁上铺设装配式预制的基座板，基座板通过暗梁钢筋骨架与轨道板连成桥面系板，所述盖梁上端的水平叠合橡胶支座与轨道梁下端相连，盖梁上端的垫石与轨道方向垂直的侧壁处设置有侧向内置板弹簧的叠合橡胶支座，所述侧向内置板弹簧的叠合橡胶支座另一端与轨道梁侧面相连，所述盖梁、轨道梁之间还设置有定位螺栓。

所述轨道梁间分别通过支座处横桥向连接外侧两轨道梁间现浇混凝土块及支座处中间两轨道梁间现浇混凝土块连成整体。

所述轨道梁沿横桥向分为两组，其中每组包含四根轨道梁通过连接两跨四道轨道梁的现浇混凝土块沿平面实现连接，所述连接两跨四道轨道梁的现浇混凝土块中预留限位上垭口，所述限位上垭口侧壁处设置有Ⅰ号纵向叠合橡胶板，顶壁处设置有上垭口顶钢板，所述限位上垭口扣置于盖梁上的限位下垭口上。

所述限位下垭口为条状的凸台，凸台内设有四块Ⅱ号纵向叠合橡胶板，所述Ⅱ号纵向叠合橡胶板两两焊接成箱型，其一端伸入盖梁内并通过外焊加强箍筋增强，最后与盖梁的锚固连接。

所述Ⅱ号纵向叠合橡胶板外设置有外包钢筋混凝土，Ⅱ号纵向叠合橡胶板内侧设置有内混凝土，凸台上还设置有定位钢板。

所述相邻两块Ⅰ号纵向叠合橡胶板之间，Ⅰ号纵向叠合橡胶板与上垭口顶钢板之间焊接成箱体，所述箱体通过上垭口定位钢板及锚筋固定在限位上垭口中。

所述盖梁内布置预应力筋，所述预应力筋通过盖梁内的预应力筋锚固端锚固在盖梁侧端。

所述轨道梁为预制混凝土预应力工字型梁，轨道梁中间段等间距设置多个加强横膈，轨道梁中配有横向筋和纵向筋，轨道梁两端截面为矩形。

所述轨道梁中形成便于高强螺杆穿过的螺杆孔，高强螺杆通过塞垫垫板螺母组件固定，轨道梁外侧设置有局部抗压锚筋，通过Ⅰ号封端钢筋混凝土块或Ⅱ号封端钢筋混凝土块封锚处理。

本发明施工方法快捷便利，在墩柱施工的同时，进行预应力砼轨道梁预制，当墩柱砼达到强度后，进行轨道梁启运吊装，吊装就位后，最终完成轨道梁现浇段砼浇筑，构成整个轨道交通高架桥区间结构。

附图说明

图1 是本发明的桥面梁板系平面布置图；

图2 是图1中沿A-A截面的剖视图；

图3 是图1中沿B-B截面的剖视图；

图4 是图2中沿K-K截面的剖视图；

图5 是图2中沿J-J截面的剖视图；

图6 是图1中沿D-D截面的剖视图；

图7 是图6中沿E-E截面的剖视图；

图8 是图6中沿F-F截面的剖视图；

图9 是图1中沿C-C截面的剖视图；

图10 是图9中沿G-G截面的剖视图；

图11 是图9中沿H-H截面的剖视图；

图12是本发明盖梁支座处轨道梁横向紧固示意图；

图13 是图12中沿P-P截面的剖视图；

图14 是图12中沿L-L截面的剖视图；

图15 是图14中沿V-V截面的剖视图；

图16 是图14中沿Q-Q截面的剖视图；

图17 是图14中沿R-R截面的剖视图；

图18 是图14中沿S-S截面的剖视图；

图19 是图14中沿T-T截面的剖视图；

图20 是图14中沿U-U截面的剖视图；

其中：

1 盖梁 2 基座板

3 轨道梁 4 水平叠合橡胶支座

5 限位上垭口 6 限位下垭口

7 轨道梁钢筋混凝土 8 轨道板

9 承台 10 Ⅰ号封端钢筋混凝土块

11 连接两跨四道轨道梁的现浇混凝土块

12 定位螺栓

13 墩柱

14 侧向内置板弹簧的叠合橡胶支座

15 支座处横桥向连接外侧两轨道梁间现浇混凝土块

16 垫石

17 凸台

18 加强横膈

19 轨道梁箍筋 20 轨道梁受力筋

21 预应力筋锚固端 22 预应力筋

23 高强螺杆 24 局部抗压锚筋

25 塞垫垫板螺母组件 26 Ⅱ号封端钢筋混凝土块

27 支座处中间两轨道梁间现浇混凝土块

28 锚筋 29 加强箍筋

30 上垭口顶钢板 31 Ⅰ号纵向叠合橡胶板

32 定位钢板 33 Ⅱ号纵向叠合橡胶板

34 外包钢筋混凝土 35 上垭口定位钢板

36 内混凝土。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：

如图1~20所示，一种轻轨高架桥区间结构体系及其限位耗能节点构造，包括位于地基上的承台9，承台9上浇注有墩柱13，墩柱13上浇注有盖梁1，盖梁1上设置有轨道梁3，相邻轨道梁3之间设置有轨道梁钢筋混凝土7，轨道梁3上铺设装配式预制的基座板2，基座板2通过暗梁钢筋骨架与轨道板8连成桥面系板，所述盖梁1上端的水平叠合橡胶支座4与轨道梁3下端相连，盖梁1上端的垫石16与轨道方向垂直的侧壁处设置有侧向内置板弹簧的叠合橡胶支座14，所述侧向内置板弹簧的叠合橡胶支座14另一端与轨道梁3侧面相连，所述盖梁1、轨道梁3之间还设置有定位螺栓12。

所述轨道梁3间分别通过支座处横桥向连接外侧两轨道梁间现浇混凝土块15及支座处中间两轨道梁间现浇混凝土块27连成整体。

所述轨道梁3沿横桥向分为两组，其中每组包含四根轨道梁3通过连接两跨四道轨道梁的现浇混凝土块11沿平面实现连接，所述连接两跨四道轨道梁的现浇混凝土块11中预留限位上垭口5，所述限位上垭口5侧壁处设置有Ⅰ号纵向叠合橡胶板31，顶壁处设置有上垭口顶钢板30，所述限位上垭口5扣置于盖梁1上的限位下垭口6上。

所述限位下垭口6为条状的凸台17，凸台17内设有四块Ⅱ号纵向叠合橡胶板33，所述Ⅱ号纵向叠合橡胶板33两两焊接成箱型，其一端伸入盖梁1内并通过外焊加强箍筋29增强，最后与盖梁的锚固连接。

所述Ⅱ号纵向叠合橡胶板33外设置有外包钢筋混凝土34，Ⅱ号纵向叠合橡胶板33内侧设置有内混凝土36，凸台上还设置有定位钢板32。

所述相邻两块Ⅰ号纵向叠合橡胶板31之间，Ⅰ号纵向叠合橡胶板31与上垭口顶钢板30之间焊接成箱体，所述箱体通过上垭口定位钢板35及锚筋28固定在限位上垭口5中。

当发生地震，或其他荷载引起梁体纵向位移，通过Ⅰ号纵向叠合橡胶板31的变形及钢片弹簧复位功能起到耗能及纵向限位的作用。

所述盖梁1内布置预应力筋22，所述预应力筋22通过盖梁1内的预应力筋锚固端21锚固在盖梁1侧端。

所述轨道梁3为预制混凝土预应力工字型梁，轨道梁3中间段等间距设置多个加强横膈18，轨道梁3中配有横向筋19和纵向筋20，轨道梁3两端截面为矩形。

所述轨道梁3中形成便于高强螺杆23穿过的螺杆孔，高强螺杆23通过塞垫垫板螺母组件25固定，轨道梁3外侧设置有局部抗压锚筋24，通过Ⅰ号封端钢筋混凝土块10或Ⅱ号封端钢筋混凝土块26封锚处理。提高轨道梁的整体受力性能。

轨道梁3中间的多个加强横膈18，其两两间距为3~4m。

所述墩柱13呈八棱柱形。

本发明的上述特征构成的轨道交通高架桥区间结构具有下述技术特点，

1. 桥墩墩柱13与盖梁1横桥向呈T字型，钢筋砼墩柱呈八棱柱形，其占地较小，利于管线的布设和地面交通组织.

2. 更能适应轨道交通高架桥的发展与变化，进一步满足景观、施工、经济地需求，达到新颖独特、施工快速文明的目的。

3. 盖梁11为双悬挑预应力混凝土梁.

4. 每跨四道预应力砼预制工字梁组成的轨道梁，其单个工字梁的重量轻，使轨道梁预制吊装施工方式变得可行，从而加快了施工进程，工期缩短，减少了对环境与交通的影响。

5. 轨道梁3为预应力砼预制构件，跨径适用范围为20～35m.

6. 水平叠合橡胶支座4、侧向内置板弹簧的叠合橡胶支座14制作简便，安装快捷，容易更换，耗能能力强。

7. 限位垭口的设置可以对桥梁纵向起到限位作用，垭口内限位耗能叠合橡胶钢板的设置可以起到隔震耗能的目的。

8. 装配式轨道板与现浇板的组合使用，一方面能减少施工周期，一方面可以减少模板的使用。

本发明具有以下的有益效果：

1. 结构体系受力简单、明确，可分段分开浇筑，能灵活地满足各种施工条件的需求。特别适用于城市内轨道交通高架桥区间结构。

2. 在正常使用状态下，支座对梁体由于车辆荷载等原因造成的微小位移具有强大的自复位能力。

3. 在地震作用下，梁体和墩柱之间的限位耗能组合支座能够很好的缓冲桥梁上部结构和下部结构之间作用力，起到减震作用。

4. 限位上、下垭口能够提供恢复力，限制梁体与墩柱之间纵向位移的增大，起到限位作用。

5. 能够同时限制梁体的纵向和横向位移，克服支座挡块只在一个方向上起作用的缺点。

本发明施工方法快捷便利，在墩柱施工的同时，进行预应力砼轨道梁预制，当墩柱砼达到强度后，进行轨道梁启运吊装，吊装就位后，最终完成轨道梁现浇段砼浇筑，构成整个轨道交通高架桥区间结构。