CN103938544B - 中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构 - Google Patents

Abstract

一种中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构，以有效解决大跨度桥梁的温差伸缩变形而引起的行车问题。它包括：筋板式轨排，其主体由纵向间隔设置的轨枕单元和将其固定连接为一体的横向间隔设置的两条纵向连接板组成，各轨枕单元与纵向连接板之间焊接设置筋板，纵向连接板上纵向、横向间隔开设有纵向延伸的长槽孔；轨下支撑减振体，设置于筋板式轨排底面与桥梁梁体表面之间；地脚螺栓组件，下部预埋固定于桥梁梁体内，上部穿过轨下支撑减振体和长槽孔。

Description

中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构

技术领域

本发明涉及轨道交通系统，特别涉及一种中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构。

背景技术

中低速磁浮轨道交通采用常导电磁铁吸力型悬浮和导向技术，通过车辆悬浮架上的U型电磁铁与F型钢轨之间的电磁吸引力，实现车辆的悬浮和导向。目前国内已有应用的中低速磁浮轨道结构，主要采用钢轨枕型式，轨道自上而下主要由感应板、F轨、伸缩节、连接件及紧固件、H型钢轨枕、扣件系统、道床等部分组成，以轨排为单元整体铺装。F轨、钢轨枕和感应板在工厂或现场组装基地组装成轨排，轨排在现场通过F轨接头结构连接起来，以保证轨道垂向、横向对中和纵向足够的温差伸缩位移调节量。F轨接头结构的设计需充分考虑磁浮轨道的热胀冷缩特性、轨道平顺性要求、行车稳定性需求以及运营维护的便捷性，F轨接头结构的连接强度、稳定性和可靠性是列车安全、平稳和快速运行的关键。

考虑中低速磁浮车辆悬浮控制系统特点和车辆行车需要，两段F轨轨缝大小设计是受到限制的。在城镇建设行业标准CJ/T 413-2012《中低速磁浮交通轨排通用技术条件》中，定义了I型、II型和III型三种F轨接头，但其可承受的轨缝伸缩量亦是有限的，轨缝伸缩量变化范围仅为10mm～40mm。既有接头结构是被动地适应两段F轨的轨缝伸缩量，并不能从根本上对轨缝伸缩量进行主动调节。过大的轨缝伸缩量，既不能满足车辆行车需求，也不能在既有F轨接头的结构上实现。

国内外多个机构都展开了中低速磁浮轨道结构的设计和研究，以日本和中国研究机构居多，但由于目前采用的桥梁跨度较小，而且梁型一般是简支梁或者小跨度混凝土连续梁，对于中低速磁浮交通线路中轨道的伸缩变形调节器的研究还没有得到足够重视，在迄今为止的国内外已公开的技术资料中，尚未有相关介绍适合于大跨桥上使用的中低速交通系统轨道伸缩调节器装置。随着中低速磁浮交通作为一种新型城市轨道交通制式在大中城市内及旅游景区的逐渐推广，必将面对多种多样跨越河谷与城市主要道路的情况，因此，针对大跨度桥梁情况下，中低速磁浮轨道伸缩变形调节的设计和研究就十分有必要。

在国内既有已投入实际试验线或运营线的轨道结构中，因桥梁跨度较小，桥梁和轨道的因温差而产生的伸缩变形量并不大，基本能控制在40mm以内，这对于车辆悬浮控制系统和轨道接头设计而言，都能适应此形变量。但是，当桥梁跨度增大时，温度变化将引起更大的桥梁的伸缩形变量，在设计温度范围内形变量可达200mm及以上，若继续沿用当前中低速磁浮轨排通过扣件固定在桥梁梁体上、相邻轨排之间采用一般F轨接头联结的轨道约束方式，则线路设计中必将严格限制桥梁跨度，影响中低速磁浮交通在大跨桥上的系统适应性，不利于中低速磁浮技术的推广应用。

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系统轨道伸缩调节结构，以有效解决大跨度桥梁的温差伸缩变形而引起的行车问题。

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系统轨道伸缩调节结构，其特征是它包括：筋板式轨排，其主体由纵向间隔设置的轨枕单元和将其固定连接为一体的横向间隔设置的两条纵向连接板组成，各轨枕单元与纵向连接板之间焊接设置筋板，纵向连接板上纵向、横向间隔开设有纵向延伸的长槽孔；轨下支撑减振体，设置于筋板式轨排底面与桥梁梁体表面之间；地脚螺栓组件，下部预埋固定于桥梁梁体内，上部穿过轨下支撑减振体和长槽孔。

本发明的有益效果是，可大大减小桥梁与轨道的线路延伸方向相互作用力，改善轨道和桥梁的受力状态，同时有效释放大跨度桥梁因温度变化而产生的大伸缩变形，适应40mm及以上的桥梁大变形；可保持轨缝变化不致过大，稳定连接相邻的轨排，维持线路平顺，从而提高中低速磁浮交通的系统适应性，确保车辆的安全、平稳运行；结构简单、便于安装和加工，且易于维护，可极大提高轨道铺设效率，减少投资和运营维护成本。

附图说明

本说明书包括如下五幅附图：

图1是本发明中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构的立体分解示意图；

图2是本发明中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构中一轨枕单元的侧视图；

图3是本发明中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构中F轨的连接方式示意图；

图4是本发明中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构中筋板式轨排的立体图；

图5是本发明中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构中筋板式轨排的俯视图；

图中示出构件名称及所对应的标记：轨枕单元11、安装孔11a、纵向连接板12、长槽孔12a、筋板13、地脚螺栓组件20、承轨台21、铁垫板22、减振垫23、F轨30。

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、图4和图5，本发明的中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构包括：筋板式轨排，其主体由纵向间隔设置的轨枕单元11和将其固定连接为一体的横向间隔设置的两条纵向连接板12组成，各轨枕单元11与纵向连接板12之间焊接设置筋板13，纵向连接板12上纵向、横向间隔开设有纵向延伸的长槽孔12a，筋板13加强轨排结构的抗扭刚度；轨下支撑减振体，设置于筋板式轨排底面与桥梁梁体表面之间；地脚螺栓组件20，下部预埋固定于桥梁梁体内，上部穿过轨下支撑减振体和长槽孔12a。

因桥梁的伸缩形变量由桥梁材料自身特性而决定，不能从结构设计上控制形变量，为此，为减小桥梁伸缩量对行车的影响，只能考虑在纵向释放桥梁的伸缩，使之与轨道结构之间能有相对运动，从而需要从根本上改变既有轨道结构的约束方式，将单个轨枕工型钢底部上既有螺栓的横向固定约束，转变为筋板式轨排结构纵向梁上的约束。

参照图1和图3，所述轨枕单元11的长度方向两端开设有安装孔11a，F轨30通过穿过安装孔11a螺栓组件可拆卸安装固定于轨枕单元11上，保证轨排与F轨30之间无相对运动，形成轨道模块。

参照图4和图5，所述轨枕单元11的横截面呈工字型，筋板13对称设置于其两侧，长槽孔12a在纵向连接板12上布置于筋板13的两侧。

参照图1，作为一种典型的设置型式，所述轨下支撑减振体包括由下而上设置的承轨台21、铁垫板22和减振垫23。

参照图1和图2，地脚螺栓组件20底部嵌入桥梁结构中，可实现减振垫23、铁垫板22、承轨台21和地脚螺栓组件20之间不产生相对运动，使其成为一个固接的承轨模块。而轨排底部的长槽孔12a，则可释放承轨模块纵向运动。长槽孔12a的长度根据桥梁跨度、轨道结构设计温度范围和结构伸缩变形量而确定。在桥梁因温差发生大变形时，承轨模块会跟随桥梁一并运动；而轨排与减振垫之间的摩擦阻力远远不足以抵抗桥梁的温差形变力，轨排与桥梁之间必将产生相对运动，换言之，可释放桥梁的纵向大伸缩量，控制轨道模块的小纵向位移。轨道模块纵向承受的合力是由摩擦阻力、轨道模块在F轨30接头处受到相邻轨道模块施加的纵向反力以及磁浮车辆通过时的牵引力或制动力组成。为防止车辆通过而引起的轨道运动，则设计的摩擦阻力必须高于车辆牵引力或制动力，从而以此设计地脚螺栓组件20尺寸和预紧力大小。

以上所述只是用图解说明本发明中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构的一些原理,并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (4)

1.中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构，其特征是它包括：筋板式轨排，其主体由纵向间隔设置的轨枕单元(11)和将其固定连接为一体的横向间隔设置的两条纵向连接板(12)组成，各轨枕单元(11)与纵向连接板(12)之间焊接设置筋板(13)，纵向连接板(12)上纵向、横向间隔开设有纵向延伸的长槽孔(12a)；轨下支撑减振体，设置于筋板式轨排底面与桥梁梁体表面之间；地脚螺栓组件(20)，下部预埋固定于桥梁梁体内，上部穿过轨下支撑减振体和长槽孔(12a)。

2.如权利要求1所述的中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构，其特征是：所述轨枕单元(11)的长度方向两端开设有安装孔(11a)，F轨(30)通过穿过安装孔(11a)的螺栓组件可拆卸安装固定于轨枕单元(11)上。

3.如权利要求1所述的中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构，其特征是：所述轨枕单元(11)的横截面呈工字型，筋板(13)对称设置于其两侧，长槽孔(12a)在纵向连接板(12)上布置于筋板(13)的两侧。

4.如权利要求1所述的中低速磁浮交通系统轨道伸缩调节结构，其特征是：所述轨下支撑减振体包括由下而上设置的承轨台(21)、铁垫板(22)和减振垫(23)。