专利名称：一种预弯预应力混凝土轨道梁及其制作方法
技术领域：
本发明属于桥梁建筑的技术领域，具体地说是一种涉及城市轨道交通系统适用于跨座式单轨的预弯预应力混凝土轨道梁。
背景技术：
目前跨座式单轨交通系统是城市轨道交通的重要形式之一，其特点是车辆直接骑跨在单片PC轨道梁上(如图1所示)，具有造价低、占地省、运输能力较大、环境保护较好、线路纵坡较大、曲线半径较小、车站布置灵活以及与地形适应能力强等优点，国外一些大中城市已采用跨座式单轨交通系统，如日本的东京、大阪等城市，我国重庆亦正在修建跨座式单轨交通系统，预计2005年建成通车。
单轨交通系统所采用的PC轨道梁为后张法预应力混凝土桥梁，具有以下特点(如图2所示)具有承重结构和导向的双重功能，车辆5骑跨在单片PC梁4上行走，因此梁体既要承重，又要导向；由于车辆的限制，轨道梁的横向尺寸较小，仅为850mm；梁的制作精度要高，由于车辆卡在桥梁上行走，即是桥跨，又是轨道，因此梁体的外形尺寸要求很高，梁与梁的连接也要求极其平顺；对后期长期变形要求很高，混凝土收缩和徐变会引起不断增长的上拱，要严格控制其上拱变形，以保证在整个运营期限内的线形要求。目前的单跨简支PC轨道梁主要性能指标梁高1500mm，梁宽850mm；跨度范围为19m～24m；混凝土采用C60高流动性混凝土。
对于城市轨道交通的高架结构，需要跨越地面道路和桥梁等构筑物。对于跨度大于24m的轨道梁，简支PC轨道梁不再适用，马来西亚的跨座式单轨交通系统采用了三跨连续轨道梁。对于连续轨道梁，其建筑高度较大，受力和施工工艺较为复杂，而且在施工中对地面交通有一定影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的适用于跨座式单轨交通的预弯预应力混凝土轨道梁。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种预弯预应力混凝土轨道梁，它主要包括钢梁以及包裹着钢梁的混凝土，其特征在于钢梁的断面为整体式的箱型或分离式的工字型，钢梁上焊接若干的剪力键，钢梁外包一期混凝土和二期混凝土。
一种预弯预应力混凝土轨道梁的制作方法，其特征在于所述混凝土轨道梁的制作方法包括以下步骤钢梁的制作、钢梁预压、浇筑一期混凝土、释放预弯力和浇筑二期混凝土共五步骤。
本发明由于在现有技术的基础上创新，因而除了保留原有的长处之外，还具有更大的跨越能力、建筑高度低和施工方便等优点。
图1为现有技术所筑的跨座式单轨交通示意2为现有技术PC轨道梁构造示意3为本发明一预弯预应力混凝土轨道梁整体式和分离式钢梁断面的构造示意4为本发明一预弯预应力混凝土轨道梁的施工流程示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本实用新型进一步的描述。
本发明主要包括钢梁以及包裹着钢梁的混凝土，其特征在于钢梁1的断面为整体式的箱型或分离式的工字型，钢梁上焊接若干的剪力键，钢梁外包一期混凝土2和二期混凝土3。对于跨度较小的轨道梁，可以采用分离式钢梁，以降低钢材用量；对于跨度较大的轨道梁，由于需要较大的预弯力，宜采用整体式钢梁；对于25m～40m跨径，采用梁高为1500mm的单跨简支梁。
一种预弯预应力混凝土轨道梁的制作方法，其特征在于所述混凝土轨道梁的制作方法包括以下步骤a、钢梁的制作，根据设计要求焊接工字型或箱型钢梁，对钢梁进行加热，按照设计线形要求形成预弯钢梁；b、钢梁预压，施加预弯力，将预弯钢梁安装在反力架上，在受压处设置足够的横向支撑，避免钢梁侧向失稳；重复施加和卸除预弯力，直至相邻两次加载的变形基本相同为止，以便消除塑性变形，施加预弯力，将预弯钢梁压平；c、浇筑一期混凝土，绑扎底板普通钢筋，支模，浇筑一期混凝土；d、释放预弯力，反弹待一期混凝土达到设计强度80％以上时，卸除预弯力，钢梁反弹，一期混凝土获得预应力；e、浇筑二期混凝土绑扎腹板钢筋，支模，浇筑二期混凝土，形成预弯预应力混凝土轨道梁。
根据预弯预应力混凝土轨道梁的受力性能和施工特点，材料选取原则如下①为了获得较高的预弯力以及疲劳性能的要求，一般选用强度高、延性好的钢材，比如16Mnq；为了使钢梁与混凝土可靠粘接，需要在钢梁上焊接一定数量的剪力键，以保证二者共同工作；钢梁的钢板厚度由具体跨度、强度的需要计算确定。
②在卸除预弯力的反弹阶段，一期混凝土将承受较大的压应力，一期混凝土的标号不得低于50#，一般宜选用60#混凝土。
③二期混凝土没有预压应力，综合考虑其耐久性，不得低于40#混凝土。
④混凝土的收缩和除变会引起截面上应力重新分布，会造成期混凝土较大的预应力损失，因此尽量选用收缩和除变罗小的混凝土配合比，施工中严格控制水灰比，减少混凝土收缩和除变引起的预应力损失。
权利要求
1.一种预弯预应力混凝土轨道梁，它主要包括钢梁以及包裹着钢梁的混凝土，其特征在于钢梁的断面为整体式的箱型或分离式的工字型，钢梁上焊接若干的剪力键，钢梁外包一期混凝土和二期混凝土。
2.按权利要求1所述的一种预弯预应力混凝土轨道梁，其特征在于钢梁应选用强度高、延性好的钢材(如16Mnq)，一期混凝土的标号应高于50#混凝土，二期混凝土不得低于40#混凝土。
3.一种预弯预应力混凝土轨道梁的制作方法，其特征在于所述混凝土轨道梁的制作方法包括以下步骤钢梁的制作、钢梁预压、浇筑一期混凝土、释放预弯力和浇筑二期混凝土共五步骤。
4.一种预弯预应力混凝土轨道梁的制作方法，其特征在于所述混凝土轨道梁的制作方法包括以下步骤a、钢梁的制作，根据设计要求焊接工字型或箱型钢梁，对钢梁进行加热，按照设计线形要求形成预弯钢梁；b、钢梁预压，施加预弯力，将预弯钢梁安装在反力架上，在受压处设置足够的横向支撑，避免钢梁侧向失稳；重复施加和卸除预弯力，直至相邻两次加载的变形基本相同为止，以便消除塑性变形，施加预弯力，将预弯钢梁压平；c、浇筑一期混凝土，绑扎底板普通钢筋，支模，浇筑一期混凝土；d、释放预弯力，反弹待一期混凝土达到设计强度80％以上时，卸除预弯力，钢梁反弹，一期混凝土获得预应力；e、浇筑二期混凝土绑扎腹板钢筋，支模，浇筑二期混凝土，形成预弯预应力混凝土轨道梁。
全文摘要
本发明公开了一种预弯预应力混凝土轨道梁，其特征为钢梁的断面为整体式的箱型或分离式的工字型，钢梁上焊接若干的剪力键，钢梁外包一期混凝土和二期混凝土。具有比现有技术更大的跨越能力、建筑高度低和施工方便等优点，并具有良好的疲劳和抗震性能。
文档编号E04C3/293GK1730818SQ20051002839
公开日2006年2月8日 申请日期2005年8月2日 优先权日2005年8月2日
发明者任廷柱, 马骉 申请人:上海市政工程设计研究院