带有中央墙梁和开放式甲板的ROTO高架轨道

RoTao高架轨道是混凝土桥梁结构,为指定的橡胶轮胎车辆提供两条车道。

持续需要改善桥梁的结构设计,以便可以以更好的耐候性、更大的跨距、更高的结构质量、可负担的价格、降低的施工难度以及更快的施工速度来建造桥梁。桥梁具有多种结构形式,其特征在于它们如何分布力,例如弯曲、拉力、压缩、剪切和扭转。常见的结构形式包括但不限于梁、悬臂、拱形、桁架、悬索和斜拉桥。由于缩短了施工时间,降低了制造和维护成本,混凝土和钢筋混凝土成为了世界上最常见的桥梁建筑材料。

无论设计如何变化,现有的混凝土箱梁桥结构都面临多重挑战。

(1)桥梁的每个大梁都很重,因此需要与大梁设计集成在一起的结构支撑,以稳定和支撑桥梁。结构支撑件通常需要额外的垂直空间,从而导致桥梁结构的垂直高度更高。如果在现有桥梁上方建造另一个桥梁,则上面的桥梁通常因为过高而给使用带来不便和增加能耗。

(2)大梁在一定长度内需要更多的支撑子结构(主要是墩)。换句话说,它最终限制了两个相邻墩距之间的距离。因此,需要更多的墩和更短的大梁跨度。

(3)较重的大梁需要增加建筑材料、更长的建造时间和更多的维护。

(4)现有桥梁的问题之一是它们对强风力的承受能力,特别是在桥梁跨度较大的情况下。在这种情况下,结构的振动会变得足够强,以至于损坏桥结构,并且如果发生共振,可能最终将桥毁坏。

(5)风也可能在较高的桥梁上造成交通和安全问题。万一交通受到风力的影响,轮胎失去抓地力,车辆操控性降低。尤其该车又高又窄又轻,它可能有倾翻,旋转或被掀出桥面的风险。

(6)雨,冰雹和雪在桥梁上造成困难的行驶条件,并影响其结构。在结冰的条件下,甲板表面的水(例如积水)可能结冰,从而造成驾驶危险。此外,由于甲板空间有限,因此给除雪带来不便。

(7)车辆相遇时的空气动力会对车辆的操纵稳定性产生重大影响,特别是车辆高、窄、轻、高速且彼此靠近。当两辆车以相反的方向彼此通过时,会在它们之间的狭窄空间中引起强烈的湍流。湍流使车辆晃动,并使轮胎失去对地面的抓地力。

(8)需要分离相反方向的交通,以防止正面碰撞和侧面碰撞。最常见的物理屏障,泽西岛屏障,大约80厘米高。这足以保护较小的车辆。但是,它不适用于大型车辆,例如公共汽车和卡车。这些车辆可能仍会越过障碍物而进入另一条车道。

(9)考虑自动驾驶车辆在桥梁结构上的使用也很重要。自动驾驶汽车(V)通常使用摄像头以及许多其他传感器来连续感应周围环境并据此驾驶。当有明显的地标,例如建筑物、路缘或其它标志等时,交护信息的功能更有有效。在恶劣的天气条件下,由于能见度降低,相机无法轻松查看周围环境。因此,摄像机和V的控制系统被对周围区域采集到的参数所混淆。

由于上述问题,钢筋混凝土箱梁桥的结构可能需要进行重大修改以减少其结构和安全性的缺陷,以增加其性能价格比。

RoTao高架轨道为改进的大梁桥结构设计,该结构包括一个高而狭窄的中央墙型梁、墙型梁两侧的较低的护墙、带有可选加热路径的开放式桥面板、自动驾驶参考和供电导轨。设计包括以下组成部分:(1)位于桥墩顶上的大梁; (2)位于桥中间的类似公交车高度的中央墙型梁,中央墙型梁将两条车道分隔开,中央墙型梁高、中空且狭窄;它用于悬挂和支撑大梁的大部分重量和负载; (3)每个车道的开放甲板是中空的,并包含两个与车辆的两个车轮轮距相匹配的路径(路轨或轨道):近墙型梁轨道位于中央墙型梁附近,而近护墙轨道则位于护墙附近; (4)这两个轨道均配备了V(自动驾驶车辆)驾驶参考,以确保车轮位于各自的路径上。 (5)大梁内有很多孔,用来容纳预应力电缆或钢筋,以支撑桥梁、甲板以及负载。

该设计的目的是使用上述改进措施来缓解现有大梁桥设计的问题,这些改进包括:(1)通过高而窄的中心墙,最大程度地提高强度-质量和刚度-质量比的结构效率。(2)通过中空甲板使梁桥的重量减轻; (3)通过改进了的甲板和大梁的结构,使风流过中空的甲板,提高抗风能力并减少强风产生的涡流; (4)使高墙横梁的迎风侧和背风侧的车辆行驶更安全; (5)中空甲板和加热路径可以快速的清除雨、冰雹和雪,为车辆提供更安全的驾驶条件; (6)具有中央墙型梁结构的设计降低了甲板高度,以提高垂直空间利用率; (7)提供可靠的自动驾驶参考,并能够在中央墙梁和护墙上安装传感器、无线信号适配器和交通标志/信号,从而为自动驾驶汽车提供更好的、性能可靠的条件;(8)减少甚至完全消除对地面交通的干扰; (9)结合综合改进,减少桥梁结构的维护; (10)改善结构的美学外观,并使其更加引人注目。