CN103485244B - 中低速磁浮交通整体式道床轨道结构 - Google Patents

Abstract

中低速磁浮交通整体式道床轨道结构，以精确实现每个扣件节点处的调高、调距和纵向伸缩调整。包括：沿轨道梁延伸方向间隔设置的支承调整单元，各支承调整单元包括左侧钢筋混凝土连接体、右侧钢筋混凝土连接体，以及将其连接为一体的钢筋桁架和通长钢筋；整体式道床板，通过连接结构与轨道梁连接为一体；角钢构件与支承钢板，通过固定设置于通长钢筋两端的高强螺栓可拆卸安装于左侧钢筋混凝土连接体、右侧钢筋混凝土连接体的外侧面上，F型钢轨通过扣件系统固定安装在角钢构件的顶板上；角钢构件的侧板上开设有与通长钢筋位置相对应侧板长圆孔，侧板长圆孔沿竖向延伸，角钢构件的顶板上间隔开设有顶板长圆孔，顶板长圆孔沿线路方向延伸。

Description

中低速磁浮交通整体式道床轨道结构

技术领域

本发明涉及轨道交通，特别涉及一种中低速磁浮交通整体式道床轨道结构。

背景技术

中低速磁浮交通采用常导、电磁悬浮方式EMS(ElectromagneticSuspension System，电磁吸引悬浮)，电磁铁横向回复力导向，短定子直线异步电机LIM(Liner Induction Motor，直线感应电机)及列车驱动方式、列车环抱式“T”形导轨的技术，是一种绿色低碳的新型轨道交通解决方案，目前设计最高运行速度一般在80～150km/h。当前，中低速磁浮交通正以其自身的诸多独特优势，在国内外城市轨道交通领域方兴未艾。

与常规轮轨系统不同，轨道是中低速磁浮轨道交通工程中与磁浮车辆最密切相关和关键的部分，作为支承和引导列车运行的地面固定结构，是中低速磁浮系统最核心的悬浮导向及控制系统、牵引及制动系统的有机组成部分。中低速磁浮轨道结构型式、功能定位、材料特性和系统精度等方面均要求与车辆之间良好的车-磁-轨耦合关系配合，并应充分考虑其易施工、高可靠性和可维修性，以保证中低速磁浮列车按规定的速度安全、平稳、高效和不间断地运行。

为不断提高磁浮轨道适应性，科研人员做了大量的研究，日本专利JP 10-46503、JP 2001-115405A、JP 2004-346733A和专利公开号CN101063287A、CN 2869102Y、CN 102787537 A的专利文献中都提出了不同的解决方案。

根据系统组成不同，目前，中低速磁浮轨道结构主要有如下所述的两种轨道结构型式：

一、采用类似于传统轨道结构的多层组合结构，轨道结构主要由感应板、F型导轨、钢轨枕、独立承轨台及相应连接件和紧固件等多部件组成。JP 10-46503和CN 101063287A描述了这样的结构。譬如，日本专利JP10-46503公开了一种“磁浮走行车辆的防振轨道支承结构”：感应板固定在F型钢轨上基面，其中轨枕为工字钢长轨枕，轨枕上两侧通过螺栓连接F型钢轨，轨枕下部通过扣件分别与左右两个承轨台连接，承轨台浇筑在轨道梁顶面，与轨道梁联结为一体。其主要效果在于在轨枕与承轨台之间设置振动绝缘材料，用于吸收结构振动与噪声和减少冲击作用。这种结构存在如下几方向的不足：(1)钢轨、轨枕、承轨台和轨道梁之间多层组合、多处连接，轨道结构整体性较差，不利于保持轨排长期的高精度和高稳定性，轨道整体故障率增加；(2)沿线路方向轨道梁面上连续间隔排布轨枕，道床为开放式结构，给线路的日常维护以及紧急情况下旅客的疏散带来了困难；(3)轨枕采用钢结构，悬浮架上的电磁铁与F型钢轨间形成的闭合磁路中的部分磁力线会经过钢质轨枕，磁力线被分散，影响车辆悬浮特性；(4)由F型钢轨、钢轨枕、感应板等组成的轨排是一个整体结构，枕下扣件则几乎是轨道弹性和调整能力的唯一提供者，扣件设置在轨枕下部只能以轨排为单位整体调节精度，从根本上决定了无法实现针对每个扣件节点处F型钢轨面的独立精确平顺性调节，无论是轨道铺架阶段或者后期维护阶段都存在这样的问题，难以达到中低速磁浮车辆对于轨道系统的高精度要求。

中国专利CN 101063287A公开了一种磁浮交通的轨道结构及其制造方法，与JP 10-46503相比，其主要区别在于将工字钢长轨枕更换为两侧单独的短轨枕，提供了轨道梁中间顶面可以作为人行通道。这种结构存在整体性较差且难以保证轨道足够强度、弯曲刚度和扭转刚度，左右两侧F型钢轨或者单侧F型钢轨均较难统一或独立连接成轨排、不便于施工等不足。

二、采用复合轨道梁结构，不设置轨枕，F型钢轨功能区部分和梁体分开制作，轨道施工时连接在一起。日本专利JP 2001-115405A、JP2004-346733A和中国专利CN 2869102Y、CN 102787537 A描述了这种结构。在公开号为CN 2869102Y、CN 102787537 A的专利文献和日本专利JP 2004-346733A均公开了一种磁浮列车轨道，包括轨道梁、悬浮轨及感应板、功能区连接件，轨道功能区部分通过连接件直接连接于轨道梁侧面，三者的区别主要在于连接件的结构形式不同。其有益效果是：去掉了钢轨枕，磁力线不会泄露到钢枕上，提高了磁浮列车的悬浮功率和能力，轨道梁上表面平坦无干扰，便于在紧急时刻作为乘客疏散通道，独立的轨道功能区便于实现具体节点处的轨道精度调节。但也存在如下几方面的不足：(1)由于功能区部分不和梁体形成一体，因此不能形成一个整体受力的结构，不利于确保轨道长期高平顺性及轨道部件长期有效性和完整性；(2)曲线地段线路超高必须由梁体旋转或扭转实现，这就需要采用不同的模板来制造具有不同曲线半径或曲线变化率的轨道梁，轨道梁制造的要求和复杂程度大大提高，经济性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种中低速磁浮交通整体式道床轨道结构，以精确实现每个扣件节点处的调高、调距和纵向伸缩调整。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的中低速磁浮交通整体式道床轨道结构，包括轨道梁、F型钢轨和扣件系统，其特征是它还包括：沿轨道梁延伸方向间隔设置的支承调整单元，各支承调整单元包括左侧钢筋混凝土连接体、右侧钢筋混凝土连接体，以及将其连接为一体的钢筋桁架和通长钢筋；整体式道床板，整体灌注于左侧钢筋混凝土连接体、右侧钢筋混凝土连接体的内侧面之间和其底面与轨道梁顶面之间，且通过连接结构与轨道梁连接为一体；角钢构件与支承钢板，通过固定设置于通长钢筋两端的高强螺栓可拆卸安装于左侧钢筋混凝土连接体、右侧钢筋混凝土连接体的外侧面上，F型钢轨通过扣件系统固定安装在角钢构件的顶板上；所述角钢构件的侧板上开设有与通长钢筋位置相对应侧板长圆孔，侧板长圆孔沿竖向延伸；角钢构件的顶板上间隔开设有顶板长圆孔，顶板长圆孔沿线路方向延伸。

本发明的有益效果是，中低速磁浮轨道结构在垂向和纵横向都实现了高度整体性，改善了结构受力特性，结构稳定性好，少维修，使用寿命长；通过采用混凝土连接体及其埋入式结构，消除了钢制轨枕对悬浮系统磁力线的影响；通过采用连续整体道床结构，在轨道梁几何尺寸设计受到环抱式限界严格约束的情况下，有效增加了单位长度梁重，提高了轨道梁的一阶固有频率，有助于抑制磁浮车辆静悬失稳和车轨共振现象，有效地提高了中低速磁浮列车运行稳定性和安全性；整体道床表面简洁、平整、美观漂亮，便于线路维护走行和紧急情况下的乘客疏散；曲线地段线路超高可以在道床板上实现，避免了轨道梁的空间扭转，简化了轨道梁设计，经济性好；上承式扣件系统设置在F型钢轨与混凝土连接体之间，可以精确实现每个扣件节点处的调高、调距和纵向伸缩调整，能有效解决以往中低速磁浮轨道技术扣件设置在轨枕下部，只能够以轨排单位进行整体粗略调节的缺陷，确保了轨道结构的高平顺性，改进效果明显；所采用的施工方法实现方便、高效快捷，可以保持良好的施工性能，即发挥轨排施工方法的优势，采用轨排框架法“由上而下”进行施工，能够确保F型钢轨或轨排的高精度，从而保证整个磁浮轨道的高精度，而且在施工过程中不需要使用扣件的能力，富裕的调整量保证了后期良好的可维修性。

附图说明

本说明书包括如下六幅附图：

图1是本发明中低速磁浮交通整体式道床轨道结构的断面图；

图2是图1中A局部的放大视图；

图3是本发明中低速磁浮交通整体式道床轨道结构中左侧钢筋混凝土连接体的横断面图；

图4是本发明中低速磁浮交通整体式道床轨道结构中角钢构件的主视图；

图5是本发明中低速磁浮交通整体式道床轨道结构中角钢构件的俯视图；

图6是本发明中低速磁浮交通整体式道床轨道结构的俯视图。

图中示出零部件、部位及所对应的标记：轨道梁10、竖向连接钢筋11；左侧钢筋混凝土连接体21、右侧钢筋混凝土连接体22、钢筋桁架23、通长钢筋24、高强螺栓24a、角钢构件25、顶板长圆孔25a、侧板长圆孔25b、支承钢板26；整体式道床板30、下层纵向配筋31；上承式扣件系统40、上表面铁垫板41、弹性垫层42、下表面弹性垫板43、调高垫板44、沉头螺栓组件45；F型钢轨51、感应板52。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1、图2和图6，本发明的中低速磁浮交通整体式道床轨道结构，包括轨道梁10、F型钢轨51和扣件系统。它还包括：沿轨道梁10延伸方向间隔设置的支承调整单元，各支承调整单元包括左侧钢筋混凝土连接体21、右侧钢筋混凝土连接体22，以及将其连接为一体的钢筋桁架23和通长钢筋24；整体式道床板30，整体灌注于左侧钢筋混凝土连接体21、右侧钢筋混凝土连接体22的内侧面之间和其底面与轨道梁10顶面之间，且通过连接结构与轨道梁10连接为一体；角钢构件25与支承钢板26，通过固定设置于通长钢筋24两端的高强螺栓24a可拆卸安装于左侧钢筋混凝土连接体21、右侧钢筋混凝土连接体22的外侧面上，F型钢轨51通过扣件系统固定安装在角钢构件25的顶板上。

参照图1和图6，中低速磁浮轨道结构在垂向和纵横向都实现了高度整体性，改善了结构受力特性，结构稳定性好，少维修，使用寿命长。通过采用左侧钢筋混凝土连接体21、右侧钢筋混凝土连接体22及其埋入式结构，消除了钢制轨枕对悬浮系统磁力线的影响。通过采用连续整体式道床板30结构，在轨道梁几何尺寸设计受到环抱式限界严格约束的情况下，有效增加了单位长度梁重，提高了轨道梁的一阶固有频率，有助于抑制磁浮车辆静悬失稳和车轨共振现象，这些都提高了中低速磁浮列车运行稳定性和安全性。曲线地段线路超高可以在道床板上实现，避免了轨道梁的空间扭转，简化了轨道梁设计，经济性好。参照图1，整体道床表面简洁、平整、美观漂亮，便于线路维护走行和紧急情况下的乘客疏散。

参照图3，通常，所述左侧钢筋混凝土连接体21、右侧钢筋混凝土连接体22的横断面呈矩形，通长钢筋24沿其纵向、横向间隔布设四根，其中位于下层的两根与钢筋桁架23固定连接。参照图4，所述角钢构件25的侧板上开设有与通长钢筋24位置相对应侧板长圆孔25b，侧板长圆孔25b沿竖向延伸，参照图5，所述角钢构件25的顶板上间隔开设有顶板长圆孔25a，顶板长圆孔25a沿线路方向延伸。侧板长圆孔25b、顶板长圆孔25a分别可以用来实现轨面平顺性的竖向和纵向调节。

参照图2，所述扣件系统采用由上表面铁垫板41、弹性垫层42、下表面弹性垫板43、调高垫板44和沉头螺栓组件45构成的上承式扣件系统40，其中上表面铁垫板41、下表面弹性垫板43分别位于F型钢轨51固定部位的上表面、下表面，弹性垫层42位于上表面铁垫板41与F型钢轨51之间，调高垫板44位于下表面弹性垫板43下和角钢构件25顶板之间。所述F型钢轨51的固定部位具有与沉头螺栓组件45相对应的长圆调节孔，长圆调节孔沿垂直于线路方向延伸，用于实现轨距调节。上承式扣件系统40设置在F型钢轨51与左侧钢筋混凝土连接体21或右侧钢筋混凝土连接体22之间，可以精确实现每个扣件节点处的调高、调距和纵向伸缩调整，能有效解决以往中低速磁浮轨道技术扣件设置在轨枕下部，只能够以轨排单位进行整体粗略调节的缺陷，确保了轨道结构的高平顺性，改进效果明显。

参照图6，本发明所采用的施工方法实现方便、高效快捷，可以保持良好的施工性能，即发挥轨排施工方法的优势，采用轨排框架法“由上而下”进行施工，能够确保F型钢轨或轨排的高精度，从而保证整个磁浮轨道的高精度，而且在施工过程中不需要使用扣件的能力，富裕的调整量保证了后期良好的可维修性。

参照图1，所述连接结构包括凿毛的轨道梁10顶面，以及预埋分布于轨道梁10顶部的竖向连接钢筋11，竖向连接钢筋11外露的上部与整体式道床板30的下层纵向配筋31固定连接。

参照图6，本发明的中低速磁浮交通整体式道床轨道结构的施工步骤如下：

1、工厂制备支承调整单元、上承式扣件系统、按照设计分段的F型钢轨51(与感应板52复合连接)，运输至铺轨基地；

2、基地组装框架式轨排，包括采用将支承调整单元吊装至轨排组装平台，布置支承调整单元和F型钢轨51，检查承调整单元方正和间距后固定轨排框架装置，F型钢轨51一次精调后紧固扣件，形成框架式轨排；

3、中低速磁浮轨道CF4精密测量控制网测设、复测和评估；

4、轨道梁10顶面凿毛、清理，施工放线，布置整体式道床板30的下层纵向配筋31；

5、轨排吊装摆放就位，安装调节器螺杆；

6、轨道粗调定位，绑扎竖向连接钢筋11、下层纵向配筋31，安装所述整体式道床板30的纵横向模板.

7、F型钢轨51二次精调，并连接轨排伸缩节，完成轨缝调整，加固固定轨排；

8、浇筑整体式道床板30，道床抹面、养护；

9、整体式道床板30浇筑完成，拆卸调节器和轨排框架等辅助设施，轨道几何状态检测与初验，开始下一段轨道施工。

Claims (5)

1.中低速磁浮交通整体式道床轨道结构，包括轨道梁(10)、F型钢轨(51)和扣件系统，其特征是它还包括：沿轨道梁(10)延伸方向间隔设置的支承调整单元，各支承调整单元包括左侧钢筋混凝土连接体(21)、右侧钢筋混凝土连接体(22)，以及将其连接为一体的钢筋桁架(23)和通长钢筋(24)；整体式道床板(30)，整体灌注于左侧钢筋混凝土连接体(21)、右侧钢筋混凝土连接体(22)的内侧面之间和其底面与轨道梁(10)顶面之间，且通过连接结构与轨道梁(10)连接为一体；角钢构件(25)与支承钢板(26)，通过固定设置于通长钢筋(24)两端的高强螺栓(24a)可拆卸安装于左侧钢筋混凝土连接体(21)、右侧钢筋混凝土连接体(22)的外侧面上，F型钢轨(51)通过扣件系统固定安装在角钢构件(25)的顶板上；所述角钢构件(25)的侧板上开设有与通长钢筋(24)位置相对应侧板长圆孔(25b)，侧板长圆孔(25b)沿竖向延伸；角钢构件(25)的顶板上间隔开设有顶板长圆孔(25a)，顶板长圆孔(25a)沿线路方向延伸。

2.如权利要求1所述的中低速磁浮交通整体式道床轨道结构，其特征是：所述左侧钢筋混凝土连接体(21)、右侧钢筋混凝土连接体(22)的横断面呈矩形，通长钢筋(24)沿其纵向、横向间隔布设四根，其中位于下层的两根与钢筋桁架(23)固定连接。

3.如权利要求1所述的中低速磁浮交通整体式道床轨道结构，其特征是：所述扣件系统采用由上表面铁垫板(41)、弹性垫层(42)、下表面弹性垫板(43)、调高垫板(44)和沉头螺栓组件(45)构成的上承式扣件系统(40)，其中上表面铁垫板(41)、下表面弹性垫板(43)分别位于F型钢轨(51)固定部位的上表面、下表面，弹性垫层(42)位于上表面铁垫板(41)与F型钢轨(51)之间，调高垫板(44)位于下表面弹性垫板(43)下和角钢构件(25)顶板之间。

4.如权利要求3所述的中低速磁浮交通整体式道床轨道结构，其特征是：所述F型钢轨(51)的固定部位具有与沉头螺栓组件(45)相对应的长圆调节孔，长圆调节孔沿垂直于线路方向延伸。

5.如权利要求1所述的中低速磁浮交通整体式道床轨道结构，其特征是：所述连接结构包括凿毛的轨道梁(10)顶面，以及预埋分布于轨道梁(10)顶部的竖向连接钢筋(11)，竖向连接钢筋(11)外露的上部与整体式道床板(30)的下层纵向配筋(31)固定连接。