CN100513687C - 铁轨系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁轨系统，其包括一伸长的管道槽(22)，所述管道槽(22)(例如)大体居中地沿一扫除路径(20)定位。所述管道槽(22)包括复数个槽段，每一槽段均界定一对用于容纳电缆(未显示)的沟槽(24，26)。所述系统进一步包括一对铁轨(34)，所述铁轨定位于(例如)所述管道槽(22)的任一侧上并与所述管道槽(22)基本平行地延伸。所述铁轨(34)及所述管道槽(22)基本处于同一平面中及/或基本处于同一水平面上。

Description

铁轨系统

技术领域

本发明涉及一种铁轨系统，更具体而言，涉及一种用于提供诸如(但不仅限于)市内电车轨道或轻轨系统等铁轨系统的方法及装置。

背景技术

图1显示现有技术。传统上，为了为铁轨34提供路轨，需要挖掘街道10(在具有路缘14的人行道12之间)以提供一用来容纳路轨底基结构及所需的高低压管道组(通常称为电缆管道)的包络层。此包络层的宽度为轨道车辆在行进时的宽度(展开的运动包络线层(Developed Kinematic Envelope))、铁轨几何形位(垂直、水平及倾斜)及高低压管道组构形的函数。挖掘深度通常为现有路面以下(垂直)约1200mm至1500mm。

在大约上述深度(通常为现有路面以下1200mm至1500mm)处，设置高低压管道组24、26-通常设置于路轨的其中一侧及外面。在历史上，此等管道组位于较铁轨34更深的垂直深度处且距完工后铁轨水平面不小于600mm(垂直方向)。需要高低压管道组24、26来确保铁轨系统能够运行。

如果需要，然后在管道24、26之间浇注一合适的路基材料20(例如，以符合公路机构或地方政府的技术规范)，并在完工后铁轨水平面以下通常约500-600mm处提供一平面。

发明内容

根据本发明的一第一方面，提供一种铁轨系统，其包括：一沿一扫除路径布置的伸长的管道槽，所述管道槽用于容纳电缆；及至少一个使火车或电车可在上面运行的铁轨，所述铁轨与所述管道槽并排地且通常平行地定位。

也是根据本发明的所述第一方面，提供一种提供一铁轨系统的方法，其包括如下步骤：沿一扫除路径提供一伸长的管道槽，所述管道槽用于容纳电缆；及提供至少一个与所述管道槽并排地且通常平行地定位的铁轨。

有益地，在使用中，所述管道槽与所述至少一个铁轨基本处于同一平面中及/或基本处于同一水平面上。

举例而言，所述管道槽可基本居中地定位(一或多条铁轨定位至其旁侧)，或者其可定位于或毗邻所述扫除路径的旁侧处。

根据本发明的一第二方面，提供一种用于构造一铁轨系统的槽段，所述槽段界定至少一个用于容纳电缆的沟槽并适合与所述至少一个铁轨并排且大体平行地、大致居中地定位于一扫除路径内。

较佳地，所述槽段在一个或多个端上具有固有半径，以便两个或两个以上槽段即使在围绕一曲线或弯道布置时也可彼此毗邻定位且紧贴在一起。所述或每一槽均较佳界定至少两个沟槽：一个用于容纳低压电缆，另一个用于容纳高压电缆。

所述铁轨系统的所述扫除路径可相对浅，例如大约500mm左右，以使受挖掘影响的公用设施的数量即便不能完全消除也能够减到最少。可提供例如悬臂结构等构件来承载馈线线杆，以便同样也无需为此目的而进行深挖掘。

所述管道槽或每一槽段均较佳由钢筋混凝土形成。有些段可包括单一结构，而一个或多个其他段则可在具有一活动盖的顶部处设置有一开口，从而使人们能够接近容纳于所述沟槽内的电缆。在本发明的一实施例中，沿所述铁轨系统的长度以相间的间隔(例如每100m左右)设置一具有一活动盖的槽。

本发明的另一实例性实施例通过在一高水平面上提供管道来提供一种简化的施工方法，这些管道还在施工过程期间为所述铁轨提供临时侧向支撑。

根据本发明的另一方面，提供一种铁轨系统，其包括一管道槽或支撑构件及至少一个铁轨；所述铁轨与所述管道槽或支撑构件并排定位。

较佳地，在使用中，所述铁轨及管道槽或支撑构件定位于基本同一深度处。有益地，所述铁轨及所述管道槽或支撑构件均为大致同一高度的及/或均在大致同一平面中。

较佳地，使用中，所述铁轨及管道槽或支撑构件设置于大致同一深度上。有益地，所述铁轨及所述管道槽或支撑构件为基本相同的高度及/或在基本同一平面中。

根据本发明，还提供一种用于构造一铁轨系统的槽或支撑段，所述槽或支撑段具有紧固构件(或允许紧固构件与其附接)或者界定至少一个用于容纳电缆和机械缆及设备的沟槽，且适合通常与至少一个铁轨并排定位。

较佳地，所述紧固构件为一螺纹，但并非必须如此。

还较佳地，所述槽或支撑段在一个或多个端处具有固有半径，以便两个或两个以上槽段可彼此毗邻定位且在水平面与垂直面二者中均紧贴在一起。(此取决于构造方法，上文所述更与预浇铸或“非现场”制造相关，不过，“现场”浇铸解决方案同等地适用)。

更佳地，所述槽或支撑段界定至少两个沟槽：一个用于容纳低压电缆，另一个用于容纳高压电缆。

甚至更佳地，所述槽或支撑段至少部分地由钢筋混凝土、合成物、树脂或聚合物形成。而且其可包括一基本单一的结构或一基本实心的结构。

较佳地，所述槽或支撑段包括容纳于所述沟槽内的电缆。

较佳地，所述槽或支撑段包括至少一个自所述段向外延伸的棒。

较佳地，所述铁轨系统具有一管道槽或支撑构件，其包括一个或多个槽或支撑段。

较佳地，所述铁轨系统包括一相对浅的构造深度。

较佳地，所述铁轨系统包括一用于承载电气或机械设备的构件。

一种承载电气及机械设备的构件为悬臂结构。

较佳地，所述铁轨系统具有管道槽或支撑构件，所述管道槽或支撑构件包括若干槽或支撑段的一组合。

较佳地，所述铁轨系统具有管道槽或支撑构件，所述管道槽或支撑构件具有一个或多个活动盖。

更佳地，所述铁轨系统具有一个或多个沿所述管道或支撑构件的长度以某些间隔相间的活动盖。

根据本发明，还提供一种构造铁轨系统的方法，其包括若干步骤或提供一与至少一个铁轨基本上并排定位的伸长的管道槽或支撑构件。

较佳地，所述构造铁轨系统的方法包括如下步骤：铺设一伸长的管道槽或支撑构件，然后铺设一底基层，与所述管道槽基本上并排地定位至少一个铁轨，且接着浇注一混凝土路面。

更较地，所述至少一个铁轨及管道槽或支撑构件定位于基本同一深度处。有益地，在使用中，所述铁轨及所述管道槽或支撑构件为基本相同的高度及/或在基本同一平面中。

较佳地，所述构造铁轨系统的方法包括将一轨距支撑框架紧固至所述管道槽以定位至少一个铁轨的附加步骤。

本发明的这些及其他方面根据本文中所述的实施例将一目了然，并将参照本文中所述的实施例来加以阐述。

附图说明

图1为一现有技术铁轨系统的示意性剖面图；

图2A-2I为在提供本发明一实例性实施例铁轨系统中所涉及的各个阶段的示意性剖面图；

图3为一本发明一实例性实施例的铁轨系统的示意性平面图；

图4为一本发明一实例性实施例的铁轨系统的示意性剖面图；

图5为一本发明一实例性实施例的槽段的透视图；

图6为一图5所示槽段的侧视图；

图7为一替代槽段的侧视图；

图8为一图5所示的槽的示意性剖面图；

图9为一沿一弯道紧贴在一起的复数个槽段的示意性平面图；

图10为一图5所示槽段的示意性剖面图，其图解说明其加固形体；

图11为一本发明一实例性实施例的铁轨系统的示意性剖面图；

图12为一杂散电流隔离接头的示意性侧视图；

图13为一用于图11所示系统中的排水箱的一部分的透视图；

图14为一本发明一实例性实施例的铁轨系统的示意性剖面图，其图解说明一具有一活动盖的槽段；

图14A为一图解说明图14所示槽段的盖的示意性透视图；

图15为一图14所示铁轨系统的示意性平面图；

图16为一示意性透视图，其图解说明一根据本发明一实例性实施例离开铁轨系统的轨道设置的馈线线杆底座的悬臂结构；及

图17为一本发明一实例性实施例的铁轨系统的示意性剖面图，其图解说明高压电缆与馈线线杆的连接。

具体实施方式

参见包括在图式内的图2A至2I，现在对一种构造本发明一实例性实施例的铁轨系统的较佳方法加以概述。

该路轨设计是基于一种符合公路机构道路及桥梁设计手册(the HighwaysAgency Design Manual for Roads and Bridges(DMRB))的单次浇注式连续钢筋混凝土路面(Continuously Reinforced Concrete Pavement(CRCP))设计。不过，也可同等地使用其他路轨构造方法，例如有接缝的混凝土路面(JointedConcrete Pavements(JCP))、连续的钢筋混凝土道路(Continuously ReinforcedConcrete Roads(CRCR))、无钢筋加强的路轨、浇铸入路轨内的混凝土支座、玻璃纤维(或其他纤维)加强的、或石碴轨道等。

如图2A所示，一典型的街道包括一道路部分10及沿道路部分10两侧延伸的人行道12。每一人行道12通常均由一路缘14界定。排水沟16设置于道路部分10与路缘14之间的接面处。排水沟16通常接入沿纵向与街道一起延伸的各自的承运下水道18内。

参照图2B，该方法的第一步骤通常涉及挖掘道路10的一段。该挖掘的深度通常为500mm深且在仅该路轨的宽度内均匀。该宽度为轨道车辆类型、轨道几何形状及(视具体位置的唯一性而定)其他约束条件的函数。不过，对于此“平线”实例，500mm为一典型数字。

在现有路面内将竖直“锯切”该500mm的深度，并在竖直“锯切线”之间将至此深度的材料挖出。

应了解，在历史上，为了提供足够的道路基面刚性，应获得如公路机构(theHighways Agency)DMRB出版物中所草拟的15％或更高的加利福尼亚承载比(theCalifornian Bearing Ratio(CBR))百分率。如果未获得15％或更高的CBR，则应提供按照上文所述的DMRB提供覆盖层。

如果获得了15％或更高的CBR，则将使用适当的施工设备将道路基面的底部压实。

应注意，本发明并不依赖所达到的15％的CBR；因由混凝土路轨或前面所概述的其他路轨所形成的传力路线的缘故，CBR可更低，例如最小5％。

在已将材料挖出后，沿挖掘坑中心线定位一管道槽22，参见图2C。然而，应注意，也可将管道槽22放置至该挖掘坑的两侧。

下文将对管道槽22的结构、构造及特征进行更详细的阐述。然而，将指出，对于本实例而言，管道槽22界定两个平行的沟槽24、26：一个用于低压电缆，另一个用于高压电缆。其他电缆也可由这些孔口承载。

参见图式中的图2D，该方法的下一步骤涉及浇注一层道路基面材料27(例如150mm深，在一个面上与所“踞切”的公路齐平，在另一个面上与槽22齐平)。此材料要符合DMRB要求并通常为一种经水泥处理过的基层(CementTreated Basecourse)。要将此种材料充分压实。也可使用其他材料类型。

如图2E所示，在道路基面材料27的顶部放置一第一层(底层)钢筋网28，并按照要求对其进行焊接以达到杂散电流收集的目的。

然后，将铁轨34放置于该挖掘坑中并对其进行焊接以形成一适合现场情况的连续长度。另一选择为，可通过支模形成两个沟槽。该等沟槽的尺寸可容纳具有所期望截面的铁轨。然后可将铁轨放置到这些沟槽中。

将一顶部路轨钢筋(较佳为一网格32)、铁轨支撑钢筋30及任何其他信号发送、杂散电流收集、排水产品及管子等所需的任何其他管道必需品放置就位。

参见图式中的图2F，在此实例中，通过使用轨距支撑框架(Gauge SupportFrame，GSF)36，采用“自顶向下”铁轨构造方法来支撑形成轨道的每一对铁轨34，其中通过将GSF固定至一浇注到槽22标称中心(例如每500mm，以实现最大灵活性)处的螺纹(参见图8)而使轨距支撑框架36在横向上稳定。

所有网格28、30、32均焊接在一起并且还用作主杂散电流收集系统。此时，为了提供加强罩护，根据需要使网格相间隔28、30、32。应了解，此时要对这些铁轨(或为这些铁轨形成的沟槽)进行直线及水平检查。

可以看出，GSF 36各自具有一对叉40，叉40伸入网格层内并与这些网格层相配合，而铁轨则由这些GSF悬挂。如上所述，在浇注路轨混凝土之前，此时要将所有产品、管道、下水道等等设定就位。

这种构造方法(即GSF)为现有技术水平，但对轨道施工专家而言，只不过是一种传统方法，因此将不对此作更详细阐述。

排水箱31将连接至由排水沟16及相配套的承运下水道18(如图4所示)所提供的现有排水系统。

参见图2G，然后，将结构混凝土灌注到挖掘坑中至一35-100mm的高度，例如对此具体实例而言低于铁轨的最后顶部高度。当混凝土已经达到一要求的强度时(通常在两至三天之后)，将GSF移开并用一种非收缩性的灰浆或类似材料来充填由GSF腿40所留下的洞。

然后，浇注混凝土凸肩44，使其与铁轨的顶部齐平。这些并非必需，而是可由一全宽度混凝土抹面、预制模块抹面或一毗邻该轨道铺设的沥青表面所取代。

通常建议使包含于混凝土内的混凝料外露以获得尽可能高的防滑阻力值。进一步建议将混凝土着色以与周围道路表面在外观上相配，或另一选择为，使这些铁轨“醒目”。

PSV值必须满足DMRB所规定的要求且必须适当地加以留心和注意，以确保不同材料的PSV尽可能地彼此接近，从而缓和可能存在的公路车辆差别防滑阻力问题。

最后，构筑公路“最后连接”的细节。读者应注意，路轨/公路界面经过“锯切”，公路“最后连接”细节应尽可能保持简单，同时还要满足DMRB的要求。参见显示此细节的一实例的图2I及图4。

完工后的铁轨系统可更详细地见于附图中的图3、4、14、15及17中。

在本发明的第二实施例中，管道槽22不需要容纳电缆，只是用于构造目的。在此实施例中，槽22可为一为上文所述的GSF提供支模或支撑的支撑构件。

参见图式中的图5-10，现在对管道槽22进行更详细的阐述。如图所示，本发明管道槽22的一实例性实施例由复数个管道段50构成，每一段均界定贯穿其延伸的沟槽24、26。如图6或者图7所示，每一段50均在其对置端上具有固有的半径，以便这些段甚至在围绕弯道时也能紧贴在一起(在水平面及竖直面二者中)，并由此可如图9所示进行铰接。

每一槽段50均由通过如图10所示的钢网格52加固的混凝土制成。金属棒54可嵌入每一段50中并伸出段50之外。棒54可用作固定物以将每一段50方便地升降或吊放就位。一对螺纹56(如图8所示)可浇注到每一段50的顶部中，以用于稳定该轨距支撑框架(如上文所解释)。应了解，本发明此实例性实施例的每一槽段50的构造均不提供水路径或构造接缝，以便其用作一法拉第笼来防止杂散电流或至少使杂散电流减到最小。

参见图14、14A及15，在相间的间隔(例如每100m)处，可提供具有一活动盖60(或“检查孔”)的槽段50，以便能够方便地铺设、观察及接近沟槽24、26中的电缆。另外，这也(例如)为维护工人沿该轨道测量特定点上的杂散电流提供了一种方便的方式。盖60可包括一容纳于一钢托盘62内的钢筋混凝土路面，该钢托盘通过螺栓固定于槽段50的顶部上。该盖可由若干防破坏的螺栓64以可拆卸方式固定就位。

现在参见图16及17，容纳于管道槽22的沟槽26中的高压电缆连接至馈线线杆70以便将电流载送回变电站。沿列车路线以相间的间隔设置馈线线杆70。可提供一设置至轨道旁边的悬臂结构72来承载每一馈线线杆70。这样就不再需要为此目的而进行深挖掘。

参见图2F，每一对铁轨34均由一轨距支撑框架(GSF)36自顶向下地支撑，该轨距支撑框架(GSF)36则由一浇注入槽22顶部中的相应的螺纹来加以稳定。沿轨道路径的长度以相间的间隔设置一对GSF 36。然后，将整个网格焊接在一起并根据需要间隔开。应了解，在对铁轨34进行永久固定前在该阶段中，可能需要对铁轨34的位置进行检查。由图可以看到，GSF 36各自具有一对伸入网格层28、32内并与网格层28、32相配合的叉40，而铁轨34则通过GSF 36每一端上的支架状构件42悬挂于排水箱30的底部上方。这是一个传统的方法，因此将不再对其进行更详细的阐述。

因此，本发明涉及一种用于提供路轨的设计及施工方法，其囊括一整体式设计及相关施工方法，并将易于施工、作业、维护及拆除考虑在内。

该设计及相关施工方法是一种涉及到土建、铁轨、电气和机械及发信的全面综合的涉及多种学科的工程解决方案，其可形成一种安全、可易于维护作业的铁轨系统。

本文中所给定的铁轨系统实例涉及一在街道上运行(或铺平的路面)的路轨。此仅为所提出的铁轨系统的一个实施例，且对于熟悉此项技术的有经验的读者而言，对该主题的修改方式将一目了然。

然而，该铁轨系统同样适用于铁轨设计及施工的所有其他形式。这些形式包括(但不仅限于)：分离运行的系统、有轨电车系统、地下铁路系统、轻轨系统、重轨系统、高速铁轨系统及货运铁路系统。此种铁轨系统可适用于铁轨设计及施工的所有方面；例如在坡上、在隧道内、伴随公路或高架路一起铺设等。

本文提及的所有技术术语均在联合王国铁路行业(the United Kingdom RailIndustry)内众所周知，例如在Her Majesty’s Railway Inspectorate RailwaySafety Principles & Guidance文件中。

上文仅以举例方式阐述了本发明的一实施例，因此，所属技术领域的技术人员应了解，可对所述实施例进行修改或改动，此并不违背由随附权利要求书所界定的本发明的范围。

Claims (37)

1、一种铁轨系统，其包括在其上运行一列车或电车的至少一铁轨；

一用于所述至少一个铁轨的路轨，所述路轨位于一沿一扫除路径延伸的挖掘段内，且所述路轨包括一伸长的管道槽用于容纳电缆，所述管道槽位于所述挖掘段内且被浇铸在其内，藉此形成所述完整的路轨的部分；

其特征在于所述至少一个铁轨定位为并排及平行于所述管道槽并且所述挖掘段具有500mm的深度。

2、如权利要求1所述的铁轨系统，其中在使用中，所述管道槽与所述至少一个铁轨处于同一平面中及/或处于同一水平面上。

3、一种如权利要求1所述的铁轨系统，其中所述管道槽包括一槽段，所述槽段界定至少一个用于容纳电缆的沟槽。

4、如权利要求3所述的铁轨系统，其中所述槽段在一个或多个端上具有一固有半径，以便两个或两个以上槽段可彼此毗邻定位且紧贴在一起。

5、如权利要求3所述的铁轨系统，其中所述槽段界定至少两个沟槽，其中一个用于容纳低压电缆，且另一个用于容纳高压电缆。

6、如权利要求3所述的铁轨系统，其中所述槽段至少部分地由钢筋混凝土、合成物、树脂或聚合物形成。

7、如权利要求3所述的铁轨系统，其中所述槽段包括一单一的结构。

8、如权利要求3所述的铁轨系统，其包括容纳于所述单个或多个沟槽内的电缆。

9、如权利要求1所述的铁轨系统，其中所述扫除路径具有500mm的深度。

10、如权利要求1所述的铁轨系统，其中所述管道槽居中地定位于所述扫除路径内。

11、如权利要求1所述的铁轨系统，其包括用来承载一馈线线杆的构件。

12.如权利要求11所述的铁轨系统，其中所述用来承载一馈线线杆的构件为一悬臂结构。

13、如权利要求3所述的铁轨系统，其中所述管道槽包括一由所述的槽段构成的组合。

14、如权利要求13所述的铁轨系统，其中沿所述管道槽的长度以相间隔开的间隙放置一具有一活动盖的槽段。

15.如权利要求1所述的铁轨系统，其中所述至少一个铁轨和所述管道槽定位于实质上相同的深度。

16.如权利要求3所述的铁轨系统，其中所述槽段具有用于将一轨距支撑框架紧固至所述管道槽以定位所述至少一个铁轨的紧固构件。

17.如权利要求16所述的铁轨系统，其中所述紧固构件为一螺纹。

18.如权利要求4所述的铁轨系统，其中每一固有半径允许两个或两个以上槽段彼此毗邻定位且在水平和垂直平面中都紧贴在一起。

19.如权利要求3所述的铁轨系统，其包括一固定结构。

20.如权利要求3所述的铁轨系统，其包括至少一个在一垂直于所述沟槽的方向自所述槽段向外延伸的棒。

21.如权利要求1所述的铁轨系统，其包括用于承载电气或机械设备的构件。

22.如权利要求21所述的铁轨系统，其中所述用于承载的构件为一悬臂结构。

23、一种设置一铁轨系统的方法，所述方法包括如下步骤：

沿一扫除路径挖掘一段，在所述扫除路径中建有一用于至少一个铁轨的路轨；

将一伸长的管道槽定位在所述挖掘段内且沿所述挖掘段布置，所述管道槽用于容纳电缆；

当所述管道槽位于所述挖掘段内时，将所述管道槽浇铸于所述挖掘段内以便所述管道槽形成所述完整的路轨的部分；及

定位所诉至少一个铁轨与所述管道槽并排且平行。

24、如权利要求23所述的方法，其中所述管道槽及所述至少一个铁轨处于同一平面内及/或处于同一水平面上。

25、如权利要求23所述的方法，其中所述管道槽居中地定位于所述扫除路径内。

26.如权利要求23所述的方法，其包括以下步骤：铺设所述管道槽，然后铺设一底基层，与所述管道槽并排地定位所述至少一个铁轨，且接着浇注一混凝土路面。

27.如权利要求26所述的方法，其包括以下附加步骤：将一轨距支撑框架紧固至所述管道槽以定位所述至少一个铁轨。

28、一种用于构造如权利要求1或2所述的铁轨系统或用于如权利要求23所述的方法的管道槽的槽段，所述槽段界定至少一个用于容纳电缆的沟槽且所述槽段在一个或多个端上具有一固有半径，以便两个或两个以上槽段可彼此毗邻定位且紧贴在一起。

29.如权利要求28所述的槽段，其界定至少两个沟槽，一个用于容纳低压电缆且另一个用于容纳高压电缆。

30、如权利要求28所述的槽段，其至少部分地由钢筋混凝土、复合物、树脂或聚合物形成。

31、如权利要求28所述的槽段，其包括一单一的结构。

32、如权利要求28所述的槽段，其包括容纳于所述沟槽内的电缆。

33.如权利要求28所述的槽段，其中所述槽段具有用于将一轨距支撑框架紧固至所述管道槽以定位所述至少一个铁轨的紧固构件。

34.如权利要求33所述的槽段，其中所述紧固构件为一螺纹。

35.如权利要求28所述的槽段，其中每一固有半径允许两个或两个以上槽段彼此毗邻定位且在水平和垂直平面中都紧贴在一起。

36.如权利要求28所述的槽段，其包括一固定结构。

37、如权利要求28所述的槽段，其包括至少一个在一垂直于所述沟槽的方向自所述槽段向外延伸的棒。

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