CN105672067A - 一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，包括路基、桥梁桥台、承轨梁、注浆管和排水沟，桥梁桥台包括台背主体和桥台锥体；承轨梁包括底板及设置在底板上的上部结构，底板埋在路基内，底板向下延伸有与所述榫槽相应的凸榫，凸榫放置于榫槽内所述凸榫和榫槽上均设置圆角，以使凸榫能在榫槽内转动；注浆管为多根并且这些注浆管设置于所述路基内。本发明通过低置线路承轨梁设置凸榫与高架桥梁榫槽搭接，避免了二者之间因地基处理措施不同造成的沉降错台，确保了磁浮F轨在低置线路与桥台相连位置不会产生沉降错台，有效满足磁悬浮交通工程高架结构与低置线路过渡段F轨的平顺性要求。

Description

一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构

技术领域

本发明属于中低速磁浮交通工程低置线路结构领域，更具体地，涉及一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构。

背景技术

中低速磁悬浮轨道交通属于一种新型交通方式，目前国内外的研究成果较少，全世界开通运营的线路更是少数。目前只有2005年3月日本建设开通的中低速磁悬浮铁路商业运行线-东部丘陵线和2014年6月韩国开通的中低速磁悬浮铁路商务运行线。而中国的中低速磁悬浮交通目前只有国防科技大学试验线、青城山试验线、唐山实验线，但没有投入运营的正式线路，且均以高架结构为主，鲜见有关高架结构与低置线路过渡段结构方面的研究与应用。

在轮轨高速铁路中，存在大量的桥路过渡段路基，高速铁路过渡段路基大多采用了梯形结构，梯形范围内采用了级配碎石掺水泥填筑，并采用了比非过渡段路基更高的压实要求。在已建成的高速铁路运营过程中，桥路过渡段范围，常发生无砟轨道隆起、离缝、冒浆等病害。这种病害的原因，大多是由于过渡段路基仍然是由岩土构成的土工结构物，过渡段路基铺轨后，仍然会发生一定沉降，与桥台存在一定的工后沉降差(规范允许工后沉降差不大于5mm)，由于高速铁路采用无缝线路钢轨，在规范允许工后沉降差范围内，并不影响正常运营，但会导致无砟轨道隆起、离缝、冒浆等病害，需要及时检修维护。

中低速磁浮交通线的F轨是由一节节的短轨采用接板现场拼接而成，并留有轨间缝，满足磁浮列车平稳运行要求的F轨的平顺性，基本要靠轨下结构物保证。低置线路地段，承轨梁下基础是由岩土构成的土工结构物，受地形、地质条件等因素影响，质量相对不易控制，在荷载及各种自然环境因素作用下易产生不均匀沉降，难免会发生与高架结构桥台不一致的工后沉降，产生工后沉降差，低置线路与桥台位置出现了沉降差，必然影响F轨的平顺性，甚至可能导致F轨产生错台、变形等问题，严重时，将影响磁浮车辆的正常运营。因此，高速铁路过渡段路基处理方法不能直接用于磁浮交通工程。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于中低速磁悬浮交通工程的低置线路凸榫承轨梁过渡段结构。该结构既要满足高架结构与低置线路之间的刚度与沉降过渡，保证磁悬浮交通工程高架结构与低置线路过渡段F轨的平顺性要求，又要满足磁浮交通工程低置线路过渡段轨下基础的强度、长期稳定性要求，且施工质量可控性强。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，其特征在于，包括路基、桥梁桥台、承轨梁、注浆管和排水沟，其中，

所述桥梁桥台包括台背主体和桥台锥体，所述台背主体抵靠在路基上，所述台背主体沿前后方向设置有榫槽，所述榫槽横截面呈倒梯形，所述桥台锥体为两个并且这两个桥台锥体分别设置在所述台背主体的前侧和后侧，并且每个桥台锥体顶部在对应于榫槽的位置均设置所述排水沟，以用于将所述榫槽内的积水排出；

所述承轨梁的长度沿左右方向延伸，其包括底板及设置在底板上的上部结构，所述底板埋在路基内，所述底板靠近台背主体的一端向下延伸有与所述榫槽相应的凸榫，所述凸榫放置于所述榫槽内，以使台背主体支撑所述承轨梁，此外，所述凸榫和榫槽上均设置圆角，以使凸榫能在榫槽内转动，从而使承轨梁相对于所述台背主体转动；

所述注浆管为多根并且这些注浆管设置于所述路基内，以在路基发生沉降时注浆充填路基。

优选地，所述路基包括垫层和梯形填筑体，所述垫层采用素混凝土浇注而成并且其设置于所述承轨梁和所述梯形填筑体之间，所述梯形填筑体采用级配碎石掺水泥建筑而成，所述桥梁桥台与所述梯形填筑体之间设置无砂混凝土作反滤层，所述反滤层内设置排水管，以用于将反滤层内的水引出。

优选地，所述路基靠近榫槽的一端设置有端墙，以用于支撑及遮挡形成的路基的填料。

优选地，还包括耐磨滑动层，所述耐磨滑动层设置于凸榫与榫槽之间。

优选地，所述排水沟的沟顶与承轨梁底板的底端面平齐，其沟底不高于所述榫槽的槽底，并且所述排水沟的沟宽比所述榫槽的槽底宽度大20cm以上，以便观察所述榫槽的槽底内的情况。

优选地，所述排水沟的坡度不小于4％。

优选地，每根注浆管均采用内径为3cm的不锈钢管并且在不锈钢管上开设多个直径5mm的注浆孔眼，所有的注浆管沿左右方向设置并且每间隔0.6m设置一根。

优选地，所述耐磨滑动层由聚酯长丝复合聚乙烯土工膜制成。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)将低置线路承轨梁底板靠近高架桥梁的端部设置凸榫，高架桥梁墩台设置榫槽，将低置线路承轨梁凸榫搭接在桥台榫槽中成活动铰接，避免了二者之间因地基处理措施不同造成的沉降错台，确保了磁浮F轨在低置线路与桥台相连位置不会产生错台，有效实现磁悬浮交通工程高架结构与低置线路过渡段F轨的平顺性要求。

(2)低置线路承轨梁底板凸榫榫头采用倒圆角处理，低置线路承轨梁底板凸榫与桥台榫槽间设置耐磨滑动层，既在一定程度上释放了承轨梁在差异沉降、温度等荷载作用下可能出现的转动约束，并对磁浮列车传递至桥梁墩台的动应力起缓冲作用，降低了作用在桥台上的动应力与磁浮车辆制动冲击力，同时又避免了因凸榫与榫槽之间相互挤压引起应力集中造成结构的局部承压破坏。

(3)高架桥台后低置线路承轨梁下垫层底与垫层下的土工基础间预埋注浆管，当承轨梁下的土工基础发生过大沉降导致承轨梁与梁下土工基础发生离缝时，可通过预埋的注浆管进行注浆封堵充填离缝，使低置线路承轨梁与梁下土工基础密贴，避免了承轨梁因底部离缝导致的结构受力不均带来的危害，保证了承轨梁结构的耐久性与长期安全性。

(4)低置线路承轨梁两侧对应桥台榫槽位置设置排水沟，靠低置线路侧设置端墙，端墙与桥台榫槽排水沟做成整体，既有利于桥台榫槽中的水及时排出，又有利于承轨梁凸榫与桥台凸榫凹槽检修与维护，保证其长期使用功能。

附图说明

图1是本发明的纵断面示意图；

图2是本发明中榫槽处的细节部分结构示意图；

图3是图1中沿I-I线的断面示意图；

图4是图1中沿II-II线的断面示意图；

图5是本发明中端墙与排水沟的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图5，一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁1低置线路与高架桥过渡段结构，包括路基、桥梁桥台2、承轨梁1、注浆管5和排水沟7，其中，

所述桥梁桥台2包括台背主体2.1和桥台锥体2.3，所述台背主体2.1抵靠在路基上，所述台背主体2.1沿前后方向设置有榫槽2.2，所述榫槽2.2横截面呈倒梯形，所述桥台锥体2.3为两个并且这两个桥台锥体2.3分别设置在所述台背主体2.1的前侧和后侧，并且每个桥台锥体2.3在对应于榫槽2.2的位置均设置所述排水沟7，以用于将所述榫槽2.2内的积水排出；优选地，还包括耐磨滑动层3，所述耐磨滑动层3设置于凸榫1.3与榫槽2.2之间，避免凸榫1.3和台背主体2.1的磨损另外，所述排水沟7的坡度不小于4％，以便于将榫槽2.2内的水排出。优选地，所述耐磨滑动层3由聚酯长丝复合聚乙烯土工膜制成。

所述承轨梁1包括底板1.2及设置在底板1.2上的上部结构1.1，所述底板1.2埋在路基内，所述底板1.2靠近台背主体2.1的一端向下延伸有与所述榫槽2.2相应的凸榫1.3，所述凸榫1.3放置于所述榫槽2.2内，以使台背主体2.1支撑所述承轨梁1，此外，所述凸榫1.3和榫槽2.2上均设置圆角，以使凸榫1.3能在榫槽2.2内转动，从而使承轨梁1相对于所述台背主体2.1转动；凸榫1.3能在榫槽2.2内能发生比较微小的相对位移转动，能对磁浮列车传递至桥梁墩台的动应力起缓冲作用，降低了作用在桥台上的动应力与磁浮车辆制动冲击力，同时又避免了因凸榫与榫槽之间相互挤压引起应力集中造成结构的局部承压破坏。

所述注浆管5为多根并且这些注浆管5设置于所述路基内，以在路基发生沉降时注浆充填路基。

进一步，所述路基包括垫层4和梯形填筑体6，所述垫层4采用素混凝土浇注而成并且其设置于所述承轨梁1和所述梯形填筑体6之间，所述梯形填筑体6采用级配碎石掺水泥建筑而成，所述桥梁桥台2与所述梯形填筑体6之间设置无砂混凝土作反滤层，所述反滤层内设置排水管，以用于将反滤层内的水引出，优选地，所述注浆管5设置于所述垫层4内。

进一步，所述路基靠近榫槽2.2的一端设置有端墙8，以用于支撑及遮挡形成的路基的填料，防止填料进入排水沟7内，影响排水沟7的排水与承轨梁凸榫1.3及桥台榫槽2.2的检修维护。

进一步，所述排水沟7的沟顶与承轨梁1底板1.2的底端面平齐，其沟底不高于所述榫槽2.2的槽底，并且所述排水沟7的沟宽比所述榫槽2.2的槽底宽度大20cm以上，以便观察所述榫槽2.2的槽底内的情况。

进一步，每根注浆管均水平设置，其采用内径为3cm的不锈钢管并且在不锈钢管上开设多个直径5mm的注浆孔眼，所有的注浆管沿左右方向设置并且每间隔0.6m设置一根。当承轨梁下土工基础发生沉降，承轨梁底有离缝时，通过预埋的注浆管注浆充填，避免因地基沉降引起承轨梁底脱空恶化承轨梁的受力条件。

承轨梁1由承轨梁上部结构1.1、承轨梁底板1.2组成，承轨梁底板靠桥台的端部设置凸榫1.3；桥梁桥台2的台背2.1在承轨梁凸榫对应位置设置桥台榫槽2.2，承轨梁凸榫1.3搭接在桥梁桥台榫槽2.2中。低置线路承轨梁凸榫1.3搭接在桥台榫槽2.2处，受力模式为铰接，可释放低置线路承轨梁的转动约束，保留了竖向和纵向约束，可释放温度力，避免了承轨梁发生翘曲、开裂；同时，低置线路承轨梁与桥台搭接位置沉降一致，避免了桥台2与低置线路承轨梁结构1间产生错台沉降；低置线路承轨梁另一端埋置于稳定的低置线路结构中，其沉降与低置线路结构一致，由于低置线路结构经地基处理及填筑压实后沉降值处于可控范围内，因此，承轨梁两端之间的沉降位于桥台2与低置线路结构之间，接近线性变化，从而实现了高架桥梁结构与低置线路结构间的沉降过渡，也避免了错台，为效保证了过渡段范围F轨的平顺性。

耐磨滑动层3设置在承轨梁凸榫1.3与桥梁桥台2榫槽2.2之间，承轨梁凸榫1.3的榫头位置采用倒圆角处理，桥梁桥台2榫槽2.2也采用倒圆角处理，通过耐磨滑动层3的作用，可一定程度上释放了承轨梁1在差异沉降、温度等荷载作用下可能出现的转动约束，并对磁浮列车传递至桥梁墩台2的动应力起缓冲作用，也避免了承轨梁凸榫1.3与桥台榫槽2.2间的磨损，同时避免了因凸榫1.3与桥台榫槽2.2之间相互挤压引起应力集中造成结构的局部承压破坏。

排水沟7对应桥台榫槽2.2设置在两侧桥台锥体2.3顶部，沟顶与承轨梁底板底平齐，沟底不高于榫槽底，沟底宽每侧大于榫槽底不少于10cm，一方面方便榫槽中水顺利排出，另一方面便于承轨梁凸榫与桥台榫槽的检查与维护。排水沟横向排水坡不小于4％，并经路基边坡排水槽排出路基坡脚外。

端墙8设置在排水沟7靠近低置线路的一侧，端墙8顶部平低置线路回填层顶面，端墙8基础底位于排水沟7底不少于20cm，端墙8与排水沟7一般采用C25混凝土整体浇筑，二者之间采用钢筋连接。

低置线路承轨梁下土工基础参照高速铁路桥路过渡段结构形式设置，梯形填筑体6采用级配碎石掺水泥填筑，同时满足相应的压实要求以及地基处理沉降控制要求，级配碎石与桥台之间设置无砂混凝土反滤层，同时设置排水管将水引出路基外。

本发明提出的中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥的过渡段结构，就是将低置线路承轨梁采用凸榫搭接在桥台榫槽中成活动铰接，并在承轨梁凸榫与桥台榫槽间设置滑动耐磨层，承轨梁下预埋注浆管等技术，有效释放了承轨梁在差异沉降、温度等荷载作用下可能出现的转动约束，降低了作用在桥台上的动应力与磁浮车辆制动冲击力，实现了高架结构与低置线路之间的刚度及沉降过渡，避免二者之间产生较大的刚度差异与沉降错台，施工质量易于控制，易于检修维护，能够满足磁浮列车安全、舒适运营对线下基础刚度与沉降平缓过渡、以及长期稳定的要求。

本发明的具体制造过程如下：

(1)施工高架桥梁结构桥台，浇筑桥梁台身混凝土前做好榫槽模板的制作、定位等工作，施工桥台与桥台榫槽。

(2)回填桥台基础基坑，平整台后低置线路地段场地，根据地基条件进行必要的地基处理；地基处理完成后，按过渡段设计要求填筑台后低置线路承轨梁下土工基础，台后承轨梁下土工基础与桥台锥体同步填筑施工。填筑时根据各部位填料类型及压实度要求，过渡段范围与非过渡段区同步分层填筑，下一层填筑检测符合要求后再填筑上一层。

(3)承轨梁下土工基础填筑施工完成后，施工预埋注浆管。预埋注浆管施工时，先在预埋位置开挖一条宽、深均为10cm的槽，槽底夯拍紧密平整后，安放注浆管，承轨梁底横断面范围回填砂砾石，其他范围采用原开挖的土工基础填料回填，并采用小平板碾压机碾压密实。注浆管埋在土中的一端采用铁片焊封堵，另一端露出边坡不少于30cm，注浆管管头采用带丝扣的管帽保护，便于以后连接注浆软管。位于承轨梁底范围的每根注浆管上开设直径5mm的注浆孔眼，孔眼孔距10～15cm，环向3孔，交错布置。

(4)进行沉降观测，经沉降评估符合要求后，施工垫层，待承轨梁底板垫层达到设计强度后，铺设耐磨滑动层。

(5)施工承轨梁。根据设计要求，测量定位，安装凸榫承轨梁模板，安装承轨梁端与桥台缝隙间的沥青木丝板及防水层，绑扎钢筋，承轨梁梁体与梁底板下的凸榫一次性浇筑混凝土成形，按设计要求进行混凝土养护，达到设计强度后拆除模板。

(6)施工低置线路两侧的排水沟与排水沟旁的端墙，排水沟与端墙采用混凝土整体浇筑施工形成，排水沟与端墙混凝土达到设计强度后拆除模板，然后按设计要求施工低置线路级配碎石顶面的回填层、封闭层、相关附属构筑物，按设计施工桥台锥体顶面封闭层等，施工边坡防护、排水工程等。

(7)进行低置线路及高架结构轨排铺设及相关附属工程的安装与施工，施工完毕后即形成中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，其特征在于，包括路基、桥梁桥台、承轨梁、注浆管和排水沟，其中，

所述桥梁桥台包括台背主体和桥台锥体，所述台背主体抵靠在路基上，所述台背主体沿前后方向设置有榫槽，所述榫槽横截面呈倒梯形，所述桥台锥体为两个并且这两个桥台锥体分别设置在所述台背主体的前侧和后侧，并且每个桥台锥体顶部在对应于榫槽的位置均设置所述排水沟，以用于将所述榫槽内的积水排出；

所述承轨梁的长度沿左右方向延伸，其包括底板及设置在底板上的上部结构，所述底板埋在路基内，所述底板靠近台背主体的一端向下延伸有与所述榫槽相应的凸榫，所述凸榫放置于所述榫槽内，以使台背主体支撑所述承轨梁，此外，所述凸榫和榫槽上均设置圆角，以使凸榫能在榫槽内转动，从而使承轨梁相对于所述台背主体转动；

所述注浆管为多根并且这些注浆管设置于所述路基内，以在路基发生沉降时注浆充填路基。

2.根据权利要求1所述的一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，其特征在于，所述路基包括垫层和梯形填筑体，所述垫层采用素混凝土浇注而成并且其设置于所述承轨梁和所述梯形填筑体之间，所述梯形填筑体采用级配碎石掺水泥建筑而成，所述桥梁桥台与所述梯形填筑体之间设置无砂混凝土作反滤层，所述反滤层内设置排水管，以用于将反滤层内的水引出。

3.根据权利要求1所述的一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，其特征在于，所述路基靠近榫槽的一端设置有端墙，以用于支撑及遮挡形成的路基的填料。

4.根据权利要求1所述的一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，其特征在于，还包括耐磨滑动层，所述耐磨滑动层设置于凸榫与榫槽之间。

5.根据权利要求1所述的一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，其特征在于，所述排水沟的沟顶与承轨梁底板的底端面平齐，其沟底不高于所述榫槽的槽底，并且所述排水沟的沟宽比所述榫槽的槽底宽度大20cm以上，以便观察所述榫槽的槽底内的情况。

6.根据权利要求1所述的一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，其特征在于，所述排水沟的坡度不小于4％。

7.根据权利要求1所述的一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，其特征在于，每根注浆管均采用内径为3cm的不锈钢管并且在不锈钢管上开设多个直径5mm的注浆孔眼，所有的注浆管沿左右方向设置并且每间隔0.6m设置一根。

8.根据权利要求1所述的一种中低速磁悬浮交通工程承轨梁低置线路与高架桥过渡段结构，其特征在于，所述耐磨滑动层由聚酯长丝复合聚乙烯土工膜制成。