CN110241664A - 一种高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速磁浮交通钢‑混凝土组合结构轨道板，包括混凝土轨道板(4)，其通过扣件系统(3)安装于承轨台(2)上，该混凝土轨道板(4)两侧分别对称设有滑行顶板(8)和定位钢板(14)，所述混凝土轨道板(4)与所述承轨台(2)对应位置设有钢混组合锚固孔，该钢混组合锚固孔包括设于底部的锚固孔底座钢板(6)、垂直于该锚固孔底座钢板(6)设置的锚固孔竖向加劲钢板(16)，以及沿锚固孔竖向加劲钢板(16)周向和锚固孔底座钢板(6)平面布置的钢混组合剪力键(15)。本发明的轨道板，可以通过后浇承轨台进行轨道线形与高程的精确定位和调整、轨道板高程和平面线形在运营维护期间可非常方便地通过扣件进行调整。
Description
技术领域
本发明属于磁浮轨道交通技术领域，根据体地，涉及一种高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板。
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) 轨道功能件安装在桥梁的梁部结构顶板的两个悬臂端部形成轨道梁的结构形式，对于轨道功能件和桥梁梁部结构的制造精度要求极高，不但轨道功能件需要精加工处理，而且对桥梁的预制模板、混凝土浇筑质量、预制梁的养护等都提出了即为苛刻的要求，造成了轨道梁施工工艺复杂，而且预制和架设的成本都大大增加。(2)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。(3)在高速磁浮交通运营期间，因沉降、混凝土收缩徐变等原因导致轨面发生变化后，除了筋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。而通过支座调整轨面高程时，需要采用千斤顶将整个轨道梁顶起后再进行轨面高程调整，非常费时费力，轨道线形维护非常不便。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，钢-混凝土组合结构、轨道结构为设有安装孔的板式结构、轨道板安装时可以通过后浇承轨台进行轨道线形与高程的精确定位和调整、轨道板高程和平面线形在运营维护期间可非常方便地通过扣件进行调整。
为了实现上述目的，本发明提供一种高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，包括：
混凝土轨道板，其通过扣件系统安装于承轨台上，该混凝土轨道板两侧分别对称设有滑行顶板和定位钢板，所述滑行顶板和定位钢板通过竖向对拉钢筋预埋于所述混凝土轨道板上；
所述混凝土轨道板与所述承轨台对应位置设有钢混组合锚固孔，该钢混组合锚固孔包括设于底部的锚固孔底座钢板、垂直于该锚固孔底座钢板设置的锚固孔竖向加劲钢板，以及沿锚固孔竖向加劲钢板周向和锚固孔底座钢板平面布置的钢混组合剪力键，所述锚固孔底座钢板紧密贴合于所述混凝土轨道板的下缘，所述混凝土轨道板通过钢混组合剪力键与所述钢混组合锚固孔形成钢-混凝土组合结构。
进一步地，所述混凝土轨道板外侧设有磁性导向板，所述滑行顶板的横向外侧端部与磁性导向板的上端焊接连接在一起，形成90°折角，所述定位钢板的横向外侧端部与磁性导向板的中下部内侧焊接连接在一起，形成90°折角。
进一步地，所述混凝土轨道板内设有预埋钢套筒，其底端焊接于所述定位钢板上，且所述定位钢板对应预埋钢套筒处设有开孔。
进一步地，所述定位钢板底部设有定子铁芯，该定子铁芯通过锚固螺栓固定于所述定位钢板下方；
所述定子铁芯设有卡槽，长定子线圈安装于该卡槽中。
进一步地，所述混凝土轨道板内沿横向设有横向预应力筋，沿纵向设有纵向预应力筋，所述横向预应力筋和纵向预应力筋分别为多根，纵横交错设置，构成预应力筋网。
进一步地，所述锚固孔底座钢板上开设长圆孔，该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。
进一步地，所述锚固孔底座钢板上开设有排水孔，防止钢混组合锚固孔内积水影响结构耐久性。
进一步地，所述钢混组合剪力键的结构形式为圆柱头焊钉或开孔钢板剪力键、角钢连接件之类的其他形式的剪力键。
进一步地，所述钢混组合锚固孔顶部设有盖板或扣盖。
进一步地，所述钢混组合锚固孔沿桥梁纵向每间隔一定间距布置一排，沿桥梁横向布置两个或多个。
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.本发明的钢-混凝土组合结构轨道板，钢-混凝土组合结构、轨道结构为设有安装孔的板式结构、轨道板安装时可以通过后浇承轨台进行轨道线形与高程的精确定位和调整、轨道板高程和平面线形在运营维护期间可非常方便地通过扣件进行调整。
2.本发明的钢-混凝土组合结构轨道板，将轨道结构与桥梁结构完全分开，轨道板结构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，从而可以有效降低工程造价。
3.本发明的钢-混凝土组合结构轨道板，通过扣件系统安装固定在桥梁顶部的承轨台上，施工期间的轨道各个方向的精度的定位可以通过后浇的承轨台进行精确定位；运营维护期间，桥梁发生不均匀沉降、混凝土收缩徐变变形导致轨道板线形发生变化时，可以通过更换扣件系统的调高垫板很方便地进行轨面高程调整。
4.本发明的钢-混凝土组合结构轨道板，扣件系统与钢-混凝土组合结构轨道板的联合使用，使得轨道结构可以很好地适应桥梁的伸缩变形。
5.本发明的钢-混凝土组合结构轨道板，整体性好，结构刚度大，适应磁浮列车的高速行车需要。
附图说明
图1为现有技术中高速磁浮轨道梁结构横断面示意图，图1(a) 为无横坡横断面示意图，图1(b)为有横坡横断面示意图；
图2为按照本发明一个实施例的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板的横截面图(桥梁平面位于直线上时)；
图3为按照本发明一个实施例的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板采用承轨台顶板倾斜设置轨面超高时的横截面图(桥梁平面位于曲线上设置曲线超高时)；
图4为按照本发明一个实施例的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板采用轨道梁整体旋转一定角度设置超高时的横截面图(桥梁平面位于曲线上设置曲线超高时)；
图5为按照本发明一个实施例的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板的空间立体构造图(仅示意直线状态。线路平面位于曲线时，轨道板依照曲线线形进行制造)；
图6为图2中沿1-1断面处的俯视图；
图7为图2中沿2-2断面处的剖面示意图。
图8为图2中沿3-3断面处的剖面示意图。
图9为图2中沿4-4断面处的剖面示意图。
图10为图7中沿5-5断面处的剖面示意图。
图11为图2中A大样图。
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-混凝土轨道板、5-横向预应力筋、6-锚固孔底座钢板、7-纵向预应力筋、8-滑行顶板、9-磁性导向板、10-预埋钢套筒、11-锚固螺栓、12-定子铁芯、13-长定子线圈、 14-定位钢板、15-钢混组合剪力键、16-锚固孔竖向加劲钢板、301- 扣件系统锚固螺杆、302-双层螺母、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2～图11所示，本发明一个实施例提供高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其用于高速磁浮交通中。如图3和图6所示， 1为混凝土梁部结构，在混凝土梁的顶部布置承轨台2，钢-混凝土组合结构轨道板通过可以三向调节轨道板位置的扣件系统3安装在承轨台2之上。所述钢-混凝土组合结构轨道板由混凝土轨道板4、横向预应力筋5、纵向预应力筋7、钢混组合锚固孔以及预埋在混凝土轨道板4里的滑行顶板8、磁性导向板9、预埋钢套筒10、定位钢板 14组成。所述钢混组合锚固孔由锚固孔底座钢板6、钢混组合剪力键 (钉)15、锚固孔竖向加劲钢板16组成。
锚固孔底座钢板6上开设长圆孔，所有扣件系统的锚固螺杆301 穿过锚固孔底座钢板6上开设的长圆孔将钢-混凝土组合结构轨道板固定在承轨台2上。
如图6-图9所示，钢混组合锚固孔沿桥梁纵向每间隔一定间距布置一排，沿桥梁横向布置两个或多个。钢混组合锚固孔的平面形状可以是圆形、方形、多边形或其他不规则形状，钢混组合锚固孔的尺寸大小根据扣件系统3的尺寸、轨道板的受力大小及施工操作空间并适当留有富余空间综合确定。
如图6-图9所示，滑行顶板8的横向外侧端部与磁性导向板9 的上端焊接连接在一起，形成90°折角。定位钢板14的横向外侧端部与磁性导向板9的中下部内侧焊接连接在一起，形成90°折角。滑行顶板8、定位钢板14通过竖向对拉钢筋(图中未示)预埋在混凝土轨道板4上。混凝土轨道板4内预埋的钢套筒10的下端焊接在定位钢板14上，每个混凝土纵梁内预埋的钢套筒10对应的定位钢板 14上开设圆孔，定子铁芯12通过锚固螺栓11固定在定位钢板14的下方，长定子线圈15安装于定子铁芯12的卡槽中。
如图6-图9所示，混凝土轨道板4内，避开钢混组合锚固孔，沿桥梁纵向每间隔一定距离设置横向预应力筋5，沿桥梁横向每间隔一定距离设置纵向预应力筋7，横向预应力筋5、纵向预应力筋7的布置间距及根数根据混凝土轨道板4的构造、结构受力要求及变形限值要求经计算确定。
如图6-图9所示，锚固孔竖向加劲钢板16的下端焊接固定在锚固孔底座钢板6的上面，钢混组合剪力键(钉)15焊接在锚固孔竖向加劲钢板16和锚固孔底座钢板6上，锚固孔底座钢板6密贴在混凝土轨道板4的下缘，混凝土轨道板4通过钢混组合剪力键(钉)15与钢混组合锚固孔形成钢-混凝土组合结构。
如图4所示，桥梁平面位于曲线上设置曲线超高时，可以采用承轨台顶板倾斜设置轨面超高。如图5所示，桥梁平面位于曲线上设置曲线超高时，也可以采用轨道梁整体旋转一定角度设置超高。
如图7-9所示，锚固孔底座钢板6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。
如图6、7和图8所示，一段钢-混凝土组合结构轨道板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。
如图10所示，承轨台2沿纵向每隔一定距离设置一对或一排，每个承轨台2设有2个或多个扣件系统锚固螺杆3，扣件系统锚固螺杆3的中心位置与锚固孔底座钢板6上开设长圆孔的中心一一对应。
如图11所示，扣件系统由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、预埋钢板305组成。其中，调高垫板304设置于锚固孔底座钢板6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设置于双层螺母和锚固孔底座钢板6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。
如图7-9以及图11所示，钢混组合锚固孔的锚固孔底座钢板6 上开设有排水孔，防止钢混组合锚固孔内积水影响结构耐久性。
如图7-9以及图11所示，钢混组合锚固孔可以通过设置盖板或扣盖等方式防止杂物堆积。
如图7-9以及图11所示，钢混组合剪力键(钉)15的结构形式不限于图中所示的圆柱头焊钉，还可以采用开孔钢板剪力键、角钢连接件等其他形式的剪力键。
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)
1.一种高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，包括：
混凝土轨道板(4)，其通过扣件系统(3)安装于承轨台(2)上，该混凝土轨道板(4)两侧分别对称设有滑行顶板(8)和定位钢板(14)，所述滑行顶板(8)和定位钢板(14)通过竖向对拉钢筋预埋于所述混凝土轨道板(4)上；
所述混凝土轨道板(4)与所述承轨台(2)对应位置设有钢混组合锚固孔，该钢混组合锚固孔包括设于底部的锚固孔底座钢板(6)、垂直于该锚固孔底座钢板(6)设置的锚固孔竖向加劲钢板(16)，以及沿锚固孔竖向加劲钢板(16)周向和锚固孔底座钢板(6)平面布置的钢混组合剪力键(15)，所述锚固孔底座钢板(6)紧密贴合于所述混凝土轨道板(4)的下缘，所述混凝土轨道板(4)通过钢混组合剪力键(15)与所述钢混组合锚固孔形成钢-混凝土组合结构。
2.根据权利要求1所述的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，所述混凝土轨道板(4)外侧设有磁性导向板(9)，所述滑行顶板(8)的横向外侧端部与磁性导向板(9)的上端焊接连接在一起，形成90°折角，所述定位钢板(14)的横向外侧端部与磁性导向板(9)的中下部内侧焊接连接在一起，形成90°折角。
3.根据权利要求1或2所述的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，所述混凝土轨道板(4)内设有预埋钢套筒(10)，其底端焊接于所述定位钢板(14)上，且所述定位钢板(14)对应预埋钢套筒(10)处设有开孔。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，所述定位钢板(14)底部设有定子铁芯(12)，该定子铁芯(12)通过锚固螺栓(11)固定于所述定位钢板(14)下方；
所述定子铁芯(12)设有卡槽，长定子线圈(15)安装于该卡槽中。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，所述混凝土轨道板(4)内沿横向设有横向预应力筋(5)，沿纵向设有纵向预应力筋(7)，所述横向预应力筋(5)和纵向预应力筋(7)分别为多根，纵横交错设置，构成预应力筋网。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，所述锚固孔底座钢板(6)上开设长圆孔，该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。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，所述锚固孔底座钢板(6)上开设有排水孔，防止钢混组合锚固孔内积水影响结构耐久性。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，所述钢混组合剪力键(15)的结构形式为圆柱头焊钉或开孔钢板剪力键、角钢连接件之类的其他形式的剪力键。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，所述钢混组合锚固孔顶部设有盖板或扣盖。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的高速磁浮交通钢-混凝土组合结构轨道板，其特征在于，所述钢混组合锚固孔沿桥梁纵向每间隔一定间距布置一排，沿桥梁横向布置两个或多个。
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