CN110029541A - 一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，包括沿线路方向对称设置的两根纵梁和垂直于线路方向设于该纵梁之间的若干根横梁；纵梁包括轨道功能件的滑行顶板(7)、轨排纵梁腹板(9)及π型钢(10)，且轨排纵梁腹板(9)的下端与π型钢(10)的横向中心对齐并焊接，横梁包括轨排横梁顶板(4)、轨排横梁底板(5)、轨排横梁腹板(6)，轨排横梁顶板(4)横向两端与轨道功能件的滑行顶板(7)内侧焊接，轨排横梁底板(5)的横向两端与π型钢(10)内侧面焊接，且轨排横梁腹板(6)横向两端与轨排纵梁腹板(9)内侧焊接。本发明的轨排，可保证磁悬浮列车车体与该轨排之间稳定的悬浮间隙和侧向距离，实现在水平方向的无接触导向。

Description

一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排

技术领域

本发明属于磁浮轨道交通技术领域，更具体地，涉及一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排。

背景技术

磁浮交通系统是一种新型地面客运交通系统，与传统轮轨交通系统显著的区别是借助悬浮力使车体悬浮于轨道上方，其行走部与轨道不接触。通过直线感应电机产生的推进力在轨道上前行。常导高速磁浮列车的悬浮架上带电的悬浮电磁铁和轨道上的长定子线圈相互吸引，为列车提供悬浮力，将列车向上吸起，并通过控制悬浮励磁电流来保证稳定的悬浮间隙。电磁铁与轨道之间的悬浮间隙一般控制在8～12mm。

悬浮架上带电的导向电磁铁与轨道侧面的导向板相互作用，提供导向力，使车体与轨道之间保持一定的侧向距离，实现在水平方向的无接触导向。高速磁浮列车的驱动采用非车载动力装置--长定子直线同步电机(LSM)，车辆悬浮架下部设有悬浮电磁铁线圈，轨道上安设有长定子线圈，当沿线线路方向布置的长定子线圈提供三相调频调幅电力时，由于电磁感应作用列车被推动前进，从而实现了悬浮状态下列车完全非接触的牵引和制动。

目前，常导高速磁浮交通采用桥梁与轨道功能件合为一体的轨道梁结构形式，轨道功能件安装在桥梁的梁部结构顶板的两个悬臂端部(如图1)形成轨道梁。专利文献CN1715561A公开了一种高速磁浮叠合式轨道梁连接机构、轨道梁及其制造方法，包含支承钢梁、焊钉，该连接机构设有位于轨道板中间部分并加工轨道板与承重主梁连接成一体的钢筋水泥灌浆固接部分，该支承钢梁为H型，并将其分别以焊钉埋设位于轨道板两端，且该支承钢梁支承在轨道板与承重主梁之间。此外，也有将轨道功能件的滑行顶板、磁性导向板以及定子铁芯直接预埋在混凝土梁中形成轨道梁的结构形式，但归根结底都是轨道功能件与桥梁梁部结构合二为一的结构体系，其存在如下不足：(1)该轨道梁的轨道功能件安装期间，为了达到设计轨面高程和线路线形，需要通过千斤顶整体调整整个轨道梁高程来调整轨面高程，施工过程中的轨面高程调整过程极为复杂。(2)该桥梁与轨道一体化结构，轨道梁结构因沉降、混凝土收缩徐变等原因导致轨面发生变化后，除了仅能通过梁部结构的支座调整轨面高程之外，再无其他方法调整轨面高程。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，包括沿线路方向设置的两根纵梁和垂直于线路方向的若干根横梁，纵梁的线形与线路线形一致，根据线路线形做成直线或曲线，纵梁的横向距离根据高速磁浮列车的要求确定，并通过横梁支撑，可保证磁悬浮列车车体与该轨排之间稳定的悬浮间隙和侧向距离，实现在水平方向的无接触导向。

为了实现上述目的，本发明提供一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，铺架于桥梁之上，其特征在于，包括沿线路方向对称设置的两根纵梁和垂直于线路方向设于该纵梁之间的若干根横梁；其中，

所述纵梁的线形与线路线形一致，两纵梁的横向距离根据高速磁浮列车的限界而定，该纵梁包括轨道功能件的滑行顶板、轨排纵梁腹板及π型钢，所述轨道功能件的滑行顶板兼作轨排纵梁顶板，π型钢兼作轨排纵梁底板，且所述轨排纵梁腹板的下端与π型钢的横向中心对齐并焊接连接在一起，其上端与轨道功能件的滑行顶板下缘焊接连接在一起，共同构成工字形截面钢结构；

所述横梁包括轨排横梁顶板、轨排横梁底板、轨排横梁腹板，所述轨排横梁顶板横向两端与轨道功能件的滑行顶板内侧焊接，轨排横梁底板的横向两端与π型钢内侧面焊接，且所述轨排横梁腹板横向两端与轨排纵梁腹板内侧焊接。

进一步地，所述纵梁还包括轨道功能件的磁性导向板，其上端与所述轨道功能件的滑行顶板的横向外侧端部连接，形成90°折角。

进一步地，所述纵梁还包括设于轨道功能件的磁性导向板和轨排纵梁腹板之间的加劲板，该加劲板四周分别与所述轨道功能件的滑行顶板、轨道功能件的磁性导向板、轨排纵梁腹板及π型钢焊接。

进一步地，所述纵梁还包括设于轨道功能件的磁性导向板和π型钢之间的水平撑板，该水平撑板一端与π型钢固定连接，另一端与轨道功能件的磁性导向板内侧面接触连接。

进一步地，所述平撑板沿桥梁纵梁方向没间隔一定距离设置一块，相邻两个水平撑板之间的空洞与铁芯的锚固螺栓对齐。

进一步地，所述轨排横梁腹板其中一端与轨排横梁顶板连接，另一端与所述轨排横梁底板连接，构成工字型截面钢横梁。

进一步地，所述轨排横梁腹板两端分别垂直于所述轨排横梁顶板、所述轨排横梁底板设置，并热轧构成一体化H型钢横梁。

进一步地，所述轨排横梁腹板为两根且间隔一定距离设置，每根所述轨排横梁腹板的其中一端与轨排横梁顶板连接，另一端与所述轨排横梁底板连接，构成亚字形截面钢横梁。

进一步地，所述轨排横梁腹板为两根，且分别垂直设于所述轨排横梁顶板、轨排横梁底板的两端，构成箱型截面钢横梁。

进一步地，所述轨排还包括定子铁芯和长定子线圈，所述定子铁芯通过定子铁芯的锚固螺栓固定于π型钢下方，长定子线圈安装于该定子铁芯的卡槽中。

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.本发明的轨排，包括沿线路方向设置的两根纵梁和垂直于线路方向的若干根横梁，纵梁的线形与线路线形一致，根据线路线形做成直线或曲线，纵梁的横向距离根据高速磁浮列车的要求确定，并通过横梁支撑，可保证磁悬浮列车车体与该轨排之间稳定的悬浮间隙和侧向距离，实现在水平方向的无接触导向。

2.本发明的轨排，定子铁芯通过定子铁芯的锚固螺栓固定在π型钢下方，长定子线圈安装于定子铁芯的卡槽中，便于高速磁浮列车的悬浮架上带电的悬浮电磁铁和轨道上的长定子线圈相互吸引，为列车提供悬浮力，将列车向上吸起，并通过控制悬浮励磁电流来保证稳定的悬浮间隙。

3.本发明的轨排，纵梁包括轨道功能件的磁性导向板，该轨道功能件的磁性导向板与轨道侧面的导向板相互作用，提供导向力，使车体与轨道之间保持一定的侧向距离，实现在水平方向的无接触导向。

4.本发明的轨排，一段纵横梁式轨排的长度根据定子铁芯模数、桥梁长度、运输与架设的便利性等因素综合考虑确定，降低了高速磁浮轨道与桥梁结构制造及施工困难，提高了制造精度和施工效率。

5.本发明的轨排，横梁包括轨排横梁顶板、轨排横梁底板、轨排横梁腹板，三者焊接成工字形截面、H形截面、亚字形截面或箱型截面，可根据高速磁浮线路的需求灵活选择不同结构形式的纵横梁式轨排，大大提高了高速磁浮轨道与桥梁结构制造精度及灵活性。

6.本发明的轨排，在桥梁结构施工完成后再行铺设，可以在满足轨道结构制造和安装精度的前提下，降低桥梁结构的制造精度，轨道结构进行精加工时的重量和体积也大大减小，从而可以降低工程造价。

7.本发明的轨排，桥梁发生不均匀沉降、混凝土收缩徐变变形时，可通过扣件系统的调高垫板的更换很方便地进行轨面高程调整，同时扣件系统也使得轨道功能件可以很好地适应桥梁的伸缩变形。

附图说明

图1为本发明实施例一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排三维结构示意图；

图2为本发明实施例一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排截面剖视图；

图3为图2中沿1-1断面处的剖面示意图；

图4为图2中沿2-2断面处的剖面示意图；

图5为图4中沿3-3断面处的剖面示意图；

图6为图4中沿4-4断面处的剖面示意图；

图7为零件4、5、6组成的工字型截面钢构件采用热轧型钢时图4中沿4-4断面处的剖面示意图；

图8为轨排横梁做成亚字形截面时的横梁横截面图；

图9为轨排横梁做成箱形截面时的横梁横截面图；

图10为轨排横梁做成亚字形截面时横梁与承轨台锚固位置安装示意图；

图11为轨排横梁做成箱形截面时横梁与承轨台锚固位置安装示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-混凝土梁、2-承轨台、3-扣件系统、4-轨排横梁顶板、5-轨排横梁底板、6-轨排横梁腹板、7-轨道功能件的滑行顶板(兼作轨排纵梁顶板)、8-轨道功能件的磁性导向板、9-轨排纵梁腹板、10-π型钢(兼作轨排纵梁底板)、11-定子铁芯、12-加劲板、13-水平撑板、14-定子铁芯的锚固螺栓、15-长定子线圈、301-扣件系统的锚固螺杆、302-双层螺母(一层紧固、一层防松动)、303-减震垫板、304-调高垫板、305-预埋钢板。

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。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，该轨排包括沿线路方向设置的两根纵梁和垂直于线路方向的若干根横梁。其中，纵梁的线形与线路线形一致，根据线路线形做成直线或曲线，两个纵梁的横向距离根据高速磁浮列车的要求确定。纵梁包括轨道功能件的滑行顶板7、轨道功能件的磁性导向板8、轨排纵梁腹板9及π型钢10。其中，轨道功能件的滑行顶板7兼作轨排纵梁顶板，π型钢10兼作轨排纵梁底板，轨排纵梁腹板9的下端与π型钢10的横向中心对齐并焊接连接在一起，轨排纵梁腹板9的上端与轨道功能件的滑行顶板7下缘焊接连接在一起，共同构成工字形截面钢结构。纵梁用以作为磁悬浮列车的运行轨道，列车悬浮于轨道功能件的滑行顶板7上并与其保持稳定的悬浮间隙，同时，轨道功能件的滑行顶板7的横向外侧端部与轨道功能件的磁性导向板8的上端焊接连接在一起，形成90°折角，轨道功能件的磁性导向板8与轨道侧面的导向板相互作用，提供导向力，使车体与轨道之间保持一定的侧向距离，实现在水平方向的无接触导向。

进一步地，如图2所示，纵梁还包括设于轨道功能件的磁性导向板8和轨排纵梁腹板9之间的加劲板12，加劲板12的四周分别与轨道功能件的滑行顶板7、轨道功能件的磁性导向板8、轨排纵梁腹板9及π型钢10焊接连接在一起，以支撑轨道功能件的滑行顶板7及轨道功能件的磁性导向板8，保证其有足够的结构强度和刚度。

如图2所示，纵梁还包括设于轨道功能件的磁性导向板8和π型钢10之间的水平撑板13，该水平撑板13一端与π型钢10固定连接，另一端与轨道功能件的磁性导向板8内侧面接触连接，从而对轨道功能件的磁性导向板8形成强力支撑，保证其不发生竖向位置变化，确保车体与轨道之间的侧向距离维持稳定，确保列车行车安全。此外，为了方便定子铁芯的锚固螺栓14的施工操作，轨道功能件的磁性导向板8与π型钢10之间的水平撑板13沿桥梁纵梁方向没间隔一定距离设置一块，相邻两个水平撑板13之间的空洞与铁芯的锚固螺栓14对齐，用于定子铁芯的锚固螺栓14的施工操作。

如图2和图6所示，横梁用以支撑所述纵梁，包括轨排横梁顶板4、轨排横梁底板5、轨排横梁腹板6，三者焊接成工字形截面钢横梁。该工字形截面横梁沿桥梁纵向每间隔一定间距布置一个，相邻两个横梁的纵向间距根据定子铁芯模数及纵梁结构受力需要确定。轨排横梁顶板4的横向两端与轨道功能件的滑行顶板7的内侧焊接连接在一起，轨排横梁底板5的横向两端与π型钢10的内侧面焊接连接在一起，轨排横梁腹板6的横向两端与轨排纵梁腹板9的内侧焊接连接在一起。

如图3和图5所示，轨排横梁底板5通过扣件系统3与承轨台2固定连接，承轨台2与混凝土梁1固定连接，从而将整个纵横梁式高速磁浮钢结构轨排固定于混凝土梁1上，构成高速磁浮交通的桥梁与轨道结构。

如图1所示，一段纵横梁式高速磁浮钢结构轨排的长度根据定子铁芯模数、桥梁长度、运输与架设的便利性等因素综合考虑确定，降低了高速磁浮轨道与桥梁结构制造及施工困难，提高了制造精度和施工效率。

如图5、10、11所示，扣件系统3包括扣件系统的锚固螺杆301、双层螺母302(一层紧固、一层防松动)、减震垫板303、调高垫板304及预埋钢板305。其中，调高垫板304设置于轨排横梁底板5与预埋钢板305之间，可以替换采用不同厚度的板来调整轨排的高程进而调整轨面高程；减震垫板303设置于双层螺母和轨排横梁底板5之间，可以再细分为若干个减震板件，主要起到减小轨排结构振动的作用。本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，桥梁发生不均匀沉降、混凝土收缩徐变变形时，可通过扣件系统的调高垫板的更换很方便地进行轨面高程调整，同时扣件系统也使得轨道功能件可以很好地适应桥梁的伸缩变形。

如图4所示，轨排横梁底板5上开设长圆孔，长圆孔的长轴方向与桥梁或线路方向一致，长圆孔的短轴方向长度应比扣件系统锚固螺杆直径稍大，长圆孔的长轴方向长度根据轨排在桥梁上的最大移动量计算确定。所有扣件系统3的锚固螺杆301穿过轨排横梁底板5上开设的长圆孔将纵横梁式轨排固定在承轨台2上。

如图2所示，该轨排还包括定子铁芯11和长定子线圈15，其通过定子铁芯的锚固螺栓14固定于π型钢10下方，长定子线圈15安装于定子铁芯11的卡槽中。本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，定子铁芯通过定子铁芯的锚固螺栓固定在π型钢下方，长定子线圈安装于定子铁芯的卡槽中，便于高速磁浮列车的悬浮架上带电的悬浮电磁铁和轨道上的长定子线圈相互吸引，为列车提供悬浮力，将列车向上吸起，并通过控制悬浮励磁电流来保证稳定的悬浮间隙。

优选地，如图7所示，工字形截面钢横梁除了采用轨排横梁顶板4、轨排横梁底板5、轨排横梁腹板6也可以采用成品的热轧H型钢。

优选地，如图8、图9所示，轨排的横梁不单可以做成工字形截面，当相邻横梁的纵向间距较大、单个横梁的受力较大时，轨排的横梁还可以做成亚字形截面(如图8)或者箱型截面(如图9)，对应的横梁与承轨台锚固位置的构造如图10和图11所示。

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，并不用于限制本发明，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 (10)

1.一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，铺架于桥梁之上，其特征在于，包括沿线路方向对称设置的两根纵梁和垂直于线路方向设于该纵梁之间的若干根横梁；其中，

所述纵梁的线形与线路线形一致，两纵梁的横向距离根据高速磁浮列车的限界而定，该纵梁包括轨道功能件的滑行顶板(7)、轨排纵梁腹板(9)及π型钢(10)，所述轨道功能件的滑行顶板(7)兼作轨排纵梁顶板，π型钢(10)兼作轨排纵梁底板，且所述轨排纵梁腹板(9)的下端与π型钢(10)的横向中心对齐并焊接连接在一起，其上端与轨道功能件的滑行顶板(7)下缘焊接连接在一起，共同构成工字形截面钢结构；

所述横梁包括轨排横梁顶板(4)、轨排横梁底板(5)、轨排横梁腹板(6)，所述轨排横梁顶板(4)横向两端与轨道功能件的滑行顶板(7)内侧焊接，轨排横梁底板(5)的横向两端与π型钢(10)内侧面焊接，且所述轨排横梁腹板(6)横向两端与轨排纵梁腹板(9)内侧焊接。

2.根据权利要求1所述的一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，其特征在于，所述纵梁还包括轨道功能件的磁性导向板(8)，其上端与所述轨道功能件的滑行顶板(7)的横向外侧端部连接，形成90°折角。

3.根据权利要求1或2所述的一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，其特征在于，所述纵梁还包括设于轨道功能件的磁性导向板(8)和轨排纵梁腹板(9)之间的加劲板(12)，该加劲板(12)四周分别与所述轨道功能件的滑行顶板(7)、轨道功能件的磁性导向板(8)、轨排纵梁腹板(9)及π型钢(10)焊接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，其特征在于，所述纵梁还包括设于轨道功能件的磁性导向板(8)和π型钢(10)之间的水平撑板(13)，该水平撑板(13)一端与π型钢(10)固定连接，另一端与轨道功能件的磁性导向板(8)内侧面接触连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，其特征在于，所述平撑板(13)沿桥梁纵梁方向没间隔一定距离设置一块，相邻两个水平撑板(13)之间的空洞与铁芯的锚固螺栓(14)对齐。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，其特征在于，所述轨排横梁腹板(6)其中一端与轨排横梁顶板(4)连接，另一端与所述轨排横梁底板(5)连接，构成工字型截面钢横梁。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，其特征在于，所述轨排横梁腹板(6)两端分别垂直于所述轨排横梁顶板(4)、所述轨排横梁底板(5)设置，并热轧构成一体化H型钢横梁。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，其特征在于，所述轨排横梁腹板(6)为两根且间隔一定距离设置，每根所述轨排横梁腹板(6)的其中一端与轨排横梁顶板(4)连接，另一端与所述轨排横梁底板(5)连接，构成亚字形截面钢横梁。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，其特征在于，所述轨排横梁腹板(6)为两根，且分别垂直设于所述轨排横梁顶板(4)、轨排横梁底板(5)的两端，构成箱型截面钢横梁。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种纵横梁式高速磁浮钢结构轨排，其特征在于，所述轨排还包括定子铁芯(11)和长定子线圈(15)，所述定子铁芯(11)通过定子铁芯的锚固螺栓(14)固定于π型钢(10)下方，长定子线圈(15)安装于该定子铁芯(11)的卡槽中。