CN110847053A - 真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法 - Google Patents

真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及真空高速磁浮交通技术领域,公开了真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法,通过分别预制所述上层构件和下层构件来形成真空磁浮的管道梁,有效降低了单体结构的高度,解决管道梁整体结构尺寸太大带来的运输受限的问题,实现了长距离运输及采用现有设备吊装的可能,所述上层构件和下层构件分别预制,可采用不同材质,利于降低总体建设成本,有效简化施工难度,提高吊装过程的安全性,便于施工操作,能够适用于大江大河、深沟峡谷等各种环境条件,利于提高安装效率及安装精度,密封程度可靠,同时方便轨道梁的安装,有利于降低轨道梁高度,减少辅助安装构件的设置,便于后期维保及局部更换。

Description

真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法
技术领域
本发明涉及真空高速磁浮交通技术领域,特别涉及一种真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法。
背景技术
真空高速磁浮交通技术是将真空管道和磁浮技术相结合而成的技术,由于突破了空气阻力、噪声和轮轨粘着等制约,速度可达到600~1000km/h,填补了高铁到航空运输间的速度空白区;随着大功率牵引驱动技术的突破,可以达到1000km/h及以上,甚至是超音速或者倍音速的更高速度,成为未来弥补或取代航空的长距离城市或超长距离洲际运输模式。
现有的磁浮交通管道梁多为圆形钢管结构,或置于地面,或置于桥墩上。施工方法多采用先在钢管厂内分段加工,后运到现场焊接的方式。如2017年,美国Hyperloop one公司在内华达沙漠搭建了500 m长的真空管道试验线,钢管采用3.3m直径,采用分节段运输到现场,架设到高约3米左右的桥墩上后再焊接连接。西南交通大学于2013年建成了长为45m的高温超导磁浮环形试验线,将直径为2m的管道置于紧临地面的支架墩上。
由于现有技术中仅针对试验线路和试验车辆,管径较小,线路标高也较矮,施工方法都采用了纵向分段的直接吊装架设方式。但当车辆为实际运营车辆时,由于车辆高度较大,管道梁结构尺寸和结构重量也会随之增加,该施工技术方案将存在明显的局限性。首先,管道梁直径太大(约6-7m),而国内公路运输限高一般是5m左右,致使大管径圆管运输存在严重的问题。其次,常规的吊机无法实现单根大管径管道梁的起吊和安装;最后,当实际运营线路穿越大江大河、深沟峡谷时,吊机无法就位进行施工吊装。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的通过纵向分段的直接吊装架设方式难以适用于真实运营线路的管道梁结构尺寸和结构重量,以及管道尺寸太大无法运输等的上述不足,提供一种真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法。
为了实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
一种真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法,所述管道梁包含上层构件和下层构件,所述上层构件和下层构件能够拼接成闭合的管体结构,所述下层构件为U型结构,所述下层构件的底板包含平面段和弧面段,所述平面段用于设置轨道梁,施工方法包含如下步骤:
a、分别预制所述上层构件和下层构件,并在所述上层构件的两侧内壁分别连接定位槽板,使每个所述定位槽板与对应的内壁形成凹槽,在所述下层构件的两个侧壁顶面上对应设置与所述凹槽适配的凸台,在所述下层构件的两个端面上加工出所述安装槽,所述凹槽的长度与上层构件的长度适配,所述凸台的长度与下层构件的长度适配,在每个所述下层构件的两个端面上分别加工出安装槽;
b、将所有所述下层构件依次架设于墩身顶部,相邻两个所述下层构件的端面间预留伸缩缝;
c、以已安装的所述下层构件作为平台依次吊装所述上层构件,在所述凸台上覆盖填料,再通过将对应的所述凹槽连接于对应的所述凸台上,依次安装所有所述上层构件,相邻两个所述上层构件间的连接缝与相邻两个所述下层构件间的连接缝错缝设置;
d、将相邻两个所述上层构件的端面连接闭合;
e、在相邻两个所述下层构件的所述安装槽中安装填料,然后在两个所述安装槽中安装U型钢板将相邻两个所述下层构件的端面连接闭合,完成管道梁的施工。
采用本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法,通过分别预制所述上层构件和下层构件来形成真空磁浮的管道梁,有效降低了单体结构的高度,解决管道梁整体结构尺寸太大带来的运输受限的问题,实现了长距离运输及采用现有设备吊装的可能,所述上层构件和下层构件分别预制,可采用不同材质,利于降低总体建设成本,并且能够分体式安装所述上层构件和下层构件,所述下层构件能够通过现有的施工设备,如混凝土梁架桥机将所述下层构件全线安装完毕后,利用已安装的所述下层构件作为平台,依次吊装所述上层构件,方便上下层结构的连接,有效简化施工难度,提高吊装过程的安全性,便于施工操作,能够适用于大江大河、深沟峡谷等各种环境条件,也可以边安装所述下层构件边在已安装的下层构件上安装所述上层构件,通过上层构件的所述凹槽和下层构件的凸台来实现上下层结构的准确定位,利于提高安装效率及安装精度,同时密封程度可靠,所述上层构件可以沿用圆弧结构,所述下层构件为U型结构,相较于现有的圆管型管道,所述平面段的顶面为平面,方便轨道梁的安装,有利于降低轨道梁高度,节省成本,所述平面段的底面为平面,能够方便连接桥墩,利于减小所述下部构件的高度,减少辅助安装构件的设置,便于后期维保及局部更换。
优选的,所述上层构件为钢板构件或玻璃构件或塑料构件。
进一步优选的,所述上层构件为钢板构件时,在所述步骤d中,将相邻两个所述上层构件焊接连接;所述上层构件为玻璃构件或塑料构件时,在所述步骤d中,将相邻两个所述上层构件粘结连接。
优选的,所述下层构件为混凝土构件。
由于所述上层构件主要用于封闭,所述下层构件主要用于承载受力,采用上述设置方式,充分利用了不同材料和不同构件的特点,明显降低了管道梁结构的重量,显著降低了管道梁结构及下部结构的总造价,对未来实际运用和推广具有重大意义,并且采用如塑料、玻璃的透明构件,便于扩大乘客视野范围,减缓封闭空间带来的压抑与恐惧感,提升运营线路的乘坐体验感。
进一步优选的,所述下层构件能够替换为在施工场地现场浇筑。
所述下层构件能够替换为现浇构件,进一步避免运输限制。
优选的,在步骤e中,安装所述U型钢板时,每个所述下层构件的至少一个安装槽与对应的所述U型钢板之间预留伸缩缝。
优选的,所述定位槽板通过螺栓连接于所述凸台,所述U型钢板通过螺栓连接于所述安装槽。
优选的,所述凸台与下层构件一体成型。
优选的,所述管道梁的施工完成后,再在所述下层构件上施工轨道梁。
综上所述,与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、采用本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法,有效降低单体结构的高度,解决管道梁整体结构尺寸太大带来的运输受限的问题,实现了长距离运输及采用现有设备吊装的可能,所述上层构件和下层构件分别预制,可采用不同材质,利于降低总体建设成本,简化施工难度,提高吊装过程的安全性,便于施工操作,能够适用于大江大河、深沟峡谷等各种环境条件,安装效率及安装精度高,密封程度可靠,方便轨道梁的安装,减少辅助安装构件的设置,便于后期维保及局部更换。
附图说明:
图1为本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁结构的结构示意图;
图2为图1的局部放大图;
图3为图1的A-A的断面图;
图4为图3的局部放大图;
图5为图1的B-B的断面图;
图6为图5的C-C的断面图;
图7为实施例1的下层构件端面的安装槽的结构示意图;
图8为实施例1的U型钢板的安装结构示意图。
图中标记:1-上层构件,2-下层构件,21-轨道梁,3-凸台,4-定位槽板,5-填料,6-加劲肋,7-U型钢板。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法,管道梁结构包含上层构件1和下层构件2,如图1-6所示,所述上层构件1为弧形构件,所述上层构件1外壁上间隔设有加劲肋6,如间隔3-5m设置一个所述加劲肋6,所述上层构件1可以采用圆弧结构,优选的,在所述上层构件1连接下层构件2的两个端部分别设置直段,便于设置连接凸台3的凹槽,所述下层构件2为U型,所述下层构件的底板包含平面段和弧面段,所述下层构件2的底板厚度厚于两侧的腹板厚度,所述上层构件1和下层构件2能够拼接成闭合的管体结构,优选的,所述上层构件1为钢板构件或玻璃构件或塑料构件,所述下层构件2为混凝土构件,所述下层构件2的平面段用于设置轨道梁21,由于所述上层构件1主要用于封闭,所述下层构件2主要用于承载受力,采用上述设置方式,充分利用了不同材料和不同构件的特点,明显降低了管道梁结构的重量,显著降低了管道梁结构的总造价,对未来实际运用和推广具有重大意义,并且采用如塑料、玻璃的透明构件,便于扩大乘客视野范围,减缓封闭空间带来的压抑与恐惧感,提升运营线路的乘坐体验感。
所述上层构件1与下层构件2的连接面之间具有密封连接结构,具体的,如图3-6所示,所述密封连接结构包含凹槽和凸台3,所述上层构件1的两侧内壁分别连接有定位槽板4,每个所述定位槽板4为倒L型,每个所述定位槽板4与对应的内壁形成所述凹槽,所述凹槽与对应的所述凸台3适配连接,所述下层构件2的两个腹板顶面上分别设有所述凸台3,所述凸台3与下层构件2一体成型,所述凸台3设于对应顶面中线的内侧,具体的,所述定位槽板4顶面上设有安装孔一,所述安装孔一通过螺栓连接于对应的所述凸台3,所述安装孔一为条形安装孔,所述凹槽的长度与上层构件1的长度适配,所述凸台3的长度与下层构件2的长度适配,即在所述上层构件1内壁设有通长的所述凹槽,在所述下层构件2的顶面上设置通长的所述凸台,所述凹槽卡在对应的所述凸台上,通过条形安装孔以便适应所述上层构件1和下层构件2不同材质的不同变形程度,所述凹槽卡在所述凸台3上后,在所述凹槽与对应的凸台3之间存在U型的间隙,相较于平面的接缝,有利于阻碍空气流通,进一步在间隙中填充有填料5,如橡胶、石棉、聚四氟乙烯,用于密封,有效保证密封效果,结构简单可靠,安装效率高,便于定位,稳定性好。
梁结构通常需要设置若干个节段以便安装运输,相邻两个所述上层构件1之间的连接缝与相邻两个所述下层构件2之间的连接缝错缝设置。所述下层构件2的相邻节段之间通过U型钢板7连接,所述U型钢板7的两端分别连接于相邻两个所述节段对应端面的安装槽中,所述安装槽为在所述下层构件2内壁开设的L型槽口,如图3-4、7所示,更便于安装,所述U型钢板7即沿所述下层构件2的内壁连续设置的钢板,用于封闭所述下层构件2节段间的缝隙,所述U型钢板7的两端分别设有安装孔二,所述安装孔二通过螺栓连接于对应的安装槽,所述U型钢板7其中一端的安装孔二为条形安装孔,如图8所示,通过条形安装孔来适应相邻节段的变形,初始状态下保证相邻两个节段的端面间具有间隙,同时对应条形安装孔一侧的安装槽槽底与对应的所述U型钢板7端部也具有间隙,即设置变形缝;为提高密封效果,所述U型钢板7与安装槽内壁之间设有填料5,如橡胶、石棉、聚四氟乙烯,既能保证管道密封又能保证变形,所述填料5的宽度可以是适配U型钢板7的宽度,即两个相邻的所述安装槽中设置一整块所述填料5,也可以是在仅在每个所述安装槽中对应设置一个所述填料5。
具体包含如下施工步骤:
步骤一、分别预制所述上层构件1和下层构件2,并在所述上层构件1的两侧内壁分别连接定位槽板4,使每个所述定位槽板4与对应的内壁形成凹槽,在所述下层构件2的两个侧壁顶面上对应设置与所述凹槽适配的凸台3,在所述下层构件2的两个端面上加工出所述安装槽,所述凹槽的长度与上层构件1的长度适配,所述凸台3的长度与下层构件2的长度适配,在每个所述下层构件2的两个端面上分别加工出安装槽;
步骤二、将所有所述下层构件2依次架设于墩身顶部,相邻两个所述下层构件2的端面间预留伸缩缝;
步骤三、以已安装的所述下层构件2作为平台依次吊装所述上层构件1,在所述凸台3上覆盖填料5,再通过将对应的所述凹槽用螺栓连接于对应的所述凸台3上,依次安装所有所述上层构件1,相邻两个所述上层构件1间的连接缝与相邻两个所述下层构件2间的连接缝错缝设置;
步骤四、将相邻两个所述上层构件1的端面连接闭合,当所述上层构件1为钢构件时,相邻两个节段焊接连接;当所述上层构件1为塑料构件或玻璃构件时,相邻两个节段粘结连接;
步骤五、在相邻两个所述下层构件2的所述安装槽中安装填料5,然后在两个所述安装槽中安装所述U型钢板7将相邻两个所述下层构件2的端面连接闭合,每个所述下层构件2的至少一个安装槽与对应的所述U型钢板7之间预留伸缩缝,完成管道梁的施工,之后在所述下层构件2上施工轨道梁21,再在所述轨道梁21上安装轨道功能区构件,及安装真空磁浮线路两端的封闭闸门,以便后续对管道线路内抽真空。
实施例2
本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法,其施工步骤与实施例1大致相同,其不同之处在于,所述下层构件2采用现浇的方式施工,即仅需预制所述上层构件1,并在其内壁上安装所述定位槽板4形成所述凹槽,在施工现场采用现有的现浇梁的施工方法,即在桥墩上依次浇筑所有所述下层构件2,并在所述下层构件2的两腹板顶面成型所述凸台3。
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 (9)

1.真空磁浮预制装配式管道梁的施工方法,其特征在于,所述管道梁包含上层构件(1)和下层构件(2),所述上层构件(1)和下层构件(2)能够拼接成闭合的管体结构,所述下层构件(2)为U型结构,所述下层构件(2)的底板包含平面段和弧面段,所述平面段用于设置轨道梁(21),施工方法包含如下步骤:
a、分别预制所述上层构件(1)和下层构件(2),并在所述上层构件(1)的两侧内壁分别连接定位槽板(4),使每个所述定位槽板(4)与对应的内壁形成凹槽,在所述下层构件(2)的两个侧壁顶面上对应设置与所述凹槽适配的凸台(3),在所述下层构件(2)的两个端面上加工出所述安装槽,所述凹槽的长度与上层构件(1)的长度适配,所述凸台(3)的长度与下层构件(2)的长度适配,在每个所述下层构件(2)的两个端面上分别加工出安装槽;
b、将所有所述下层构件(2)依次架设于墩身顶部,相邻两个所述下层构件(2)的端面间预留伸缩缝;
c、以已安装的所述下层构件(2)作为平台依次吊装所述上层构件(1),在所述凸台(3)上覆盖填料(5),再通过将对应的所述凹槽连接于对应的所述凸台(3)上,依次安装所有所述上层构件(1),相邻两个所述上层构件(1)间的连接缝与相邻两个所述下层构件(2)间的连接缝错缝设置;
d、将相邻两个所述上层构件(1)的端面连接闭合;
e、在相邻两个所述下层构件(2)的所述安装槽中安装填料(5),然后在两个所述安装槽中安装U型钢板(7)将相邻两个所述下层构件(2)的端面连接闭合,完成管道梁的施工。
2.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,所述上层构件(1)为钢板构件或玻璃构件或塑料构件。
3.根据权利要求2所述的施工方法,其特征在于,所述上层构件(1)为钢板构件时,在所述步骤d中,将相邻两个所述上层构件(1)焊接连接;所述上层构件(1)为玻璃构件或塑料构件时,在所述步骤d中,将相邻两个所述上层构件(1)粘结连接。
4.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,所述下层构件(2)为混凝土构件。
5.根据权利要求4所述的施工方法,其特征在于,所述下层构件(2)能够替换为在施工场地现场浇筑。
6.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,在步骤e中,安装所述U型钢板(7)时,每个所述下层构件(2)的至少一个安装槽与对应的所述U型钢板(7)之间预留伸缩缝。
7.根据权利要求1-6任一所述的施工方法,其特征在于,所述定位槽板(4)通过螺栓连接于所述凸台(3),所述U型钢板(7)通过螺栓连接于所述安装槽。
8.根据权利要求1-6任一所述的施工方法,其特征在于,所述凸台(3)与下层构件(2)一体成型。
9.根据权利要求1-6任一所述的施工方法,其特征在于,所述管道梁的施工完成后,再在所述下层构件(2)上施工轨道梁(21)。
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