CN112626939A - 具有金属带的轨道梁结构及分体式真空管道 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有金属带的轨道梁结构及分体式真空管道，轨道梁结构包括第一侧壁、第二侧壁、轨道底部结构和多个金属带，第一侧壁包括第一侧壁本体和多个第一加强筋，多个第一加强筋沿轨道梁结构的长度方向间隔设置在第一侧壁本体的一侧，第二侧壁包括第二侧壁本体和多个第二加强筋，多个第二加强筋沿轨道梁结构的长度方向间隔设置在第二侧壁本体的一侧，多个金属带分别与多个第一加强筋以及多个第二加强筋一一对应设置，任一金属带紧密贴合设置在第一加强筋、轨道底部结构和第二加强筋外侧。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中真空管道的结构强度低、电气线圈温升过高、线路建设成本高、占地面积大以及施工难度大的技术问题。

Description

具有金属带的轨道梁结构及分体式真空管道

技术领域

本发明涉及磁悬浮真空管道交通系统技术领域，尤其涉及一种具有金属带的轨道梁结构及分体式真空管道。

背景技术

对于高速运行的大众交通工具而言，无论飞机还是高铁，其运行的主要阻力都是空气阻力，空气阻力限制了速度的提升，也形成了巨大的能耗，为了提升运行速度人们早已提出了真空管道+磁悬浮的概念，为了降低车辆运行的空气阻力，将车辆封闭在真空管道内运行以消除空气阻力，同时采用磁悬浮技术代替车轮和钢轨以消除机械摩擦阻力。

所谓真空管道，实际上并不是绝对的真空状态，而是有一定的密度的空气存在于管道之内的，车辆在管道内运行仍然存在空气动力学作用，而且考虑到真空管道的建设成本，管道的断面积不可能比列车的断面积大的太多，这样列车在管道内高速运行时存在“阻塞”效应(业内将列车的断面积与管道的断面积之比称为阻塞比)，阻塞效应的存在使得列车在真空管道内运行时受到较大的空气阻力，并且列车运行速度较高时在列车前方对空气进行压缩从而产生热量。磁悬浮技术取消了车轮和钢轨，消除了机械摩擦，但是带来的一个问题是在轨道上安装的电器线圈在工作过程中会产生热量。在真空管道中由于空气密度极低，对流散热性能极差，由于气动加热和线圈发热致热量累积，从而导致列车、管道及安装在管道上的电器线圈温升，影响到其性能和使用寿命。

真空管道的内外存在一个大气压强的压差，每平方米面积上大约10t，这是一个非常大的载荷，真空管道的强度设计除了传统轨道要考虑的垂向载荷之外，必须考虑压差载荷，这个巨大的空气压差载荷会在真空管道外表面的部分区域形成拉伸应力，而工程上大批量使用的混凝土能够承受较大的压应力但是几乎不能承受拉伸应力。

磁浮列车上装载有强磁体，强磁体随着列车高速运行会在其临近的金属体内形成涡流，从而对列车的高速运行形成阻力。

真空管道的气密性越好维持管道内真空状态所需要的能耗也就越低，所以除了上述对真空管道的散热、强度、涡流等要求之外还要求较高的气密性能。

目前真空管道交通在世界范围内尚没有工程化实施与应用，从国内外有关资料披露的技术方案来看，其基本结构特征是采用整体圆管结构，轨道建筑在圆管内的底部，具体如图9和图10所示。这种整体圆管结构的真空管道能够非常有效地应对大气压差导致的载荷，具体如图11所示，并且气密性能也很好。

然而，现有结构形式的真空管道存在以下几个技术缺点。

第一，没有充分发挥混凝土材料和钢材的强度性能。车辆在真空管道内运行时对管道的作用载荷主要为垂向，这就要求管道断面在垂向上有很高的抗弯刚度，水平方向则不需要太高的刚度，而现有方案的整体圆钢管在垂向和水平方向的抗弯能力是相同的，很不合理。另外，混凝土部分的断面几何形状因为受到圆管的限制而不能设计太高，更多的材料分布在水平方向上，造成这种管道的垂向刚度不足，水平刚度有余，材料强度性能没有充分利用。

第二，在高架桥路段施工困难。真空管道在使用时是做成几十米长的一段，用架桥设备安装在高架桥上，整体圆管结构的管道上侧为圆弧状，并且只有一层钢板，无法承受架桥机自重，所以这种真空管道的工程施工难度大，带来建造成本高的问题。

第三，这种管道建造的线路占地面积大。因为圆管的横向和垂向尺寸相同，为了增加抗弯垂向刚度，必须增加圆管的直径，横向尺寸的增加加大了这种真空管道线路的占地面积，造成建线成本的增加。

第四，这种管道没有考虑如何进行混凝土部分的结构化设计，轨道侧壁厚度和轨底厚度都采用实体钢筋混凝土，从而增加了混凝土的用量，增加了成本。

第五，这种管道没有考虑线圈部分的散热设计，电气线圈安装的轨道侧壁厚度太大，而混凝土本身导热性能不良，长时间使用会导致线圈温度升高，进而影响到线圈的绝缘性能和使用寿命。

第六，这种管道若要减小阻塞比的话，只能通过增加钢制大圆管的直径，从而增加了自重和管道的占地面积，进而增加了建线成本。

第七，强磁体距离管壁距离较近，而整体管道考虑承载设计要求，其管壁厚度较大，列车高速运行时会产生较大的涡流阻力，运营经济性不好。

第八，这种整体圆管管道非常不利于事故救援，当列车运行中发生故障或事故时这种整体管道无法打开，无法起吊事故车辆。

发明内容

本发明提供了一种具有金属带的轨道梁结构及分体式真空管道，能够解决现有技术中真空管道的结构强度低、电气线圈温升过高、线路建设成本高、占地面积大以及施工难度大的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种具有金属带的轨道梁结构，轨道梁结构与管道上部结构相连接以形成管道本体，管道本体具有气密性真空管道腔，轨道梁结构包括：第一侧壁，第一侧壁包括第一侧壁本体和多个第一加强筋，多个第一加强筋沿轨道梁结构的长度方向间隔设置在第一侧壁本体的远离气密性真空管道腔的一侧，任意相邻的两个第一加强筋之间形成第一侧壁凹槽，电气线圈安装在第一侧壁的靠近气密性真空管道腔的一侧；第二侧壁，第二侧壁与第一侧壁平行设置，第二侧壁包括第二侧壁本体和多个第二加强筋，多个第二加强筋沿轨道梁结构的长度方向间隔设置在第二侧壁本体的远离气密性真空管道腔的一侧，任意相邻的两个第二加强筋之间形成第二侧壁凹槽，电气线圈安装在第二侧壁的靠近气密性真空管道腔的一侧；轨道底部结构，轨道底部结构设置在第一侧壁和第二侧壁底部且分别与第一侧壁和第二侧壁连接；多个金属带，多个金属带分别与多个第一加强筋以及多个第二加强筋一一对应设置，任一金属带紧密贴合设置在第一加强筋、轨道底部结构和第二加强筋外侧，金属带用于承担由管道本体的内外大气压差作用所导致的第一侧壁、轨道底部结构和第二侧壁外侧所产生的拉伸应力。

进一步地，轨道梁结构还包括第一导热加强件和第二导热加强件，第一导热加强件固定设置在金属带上且位于第一侧壁内，第一导热加强件用于增强第一侧壁与金属带的连接强度以及第一侧壁的散热性能；第二导热加强件固定设置在金属带上且位于第二侧壁内，第二导热加强件用于增强第二侧壁与金属带的连接强度以及第二侧壁的散热性能。

进一步地，轨道梁结构还包括多个第一导热加强件和多个第二导热加强件，多个第一导热加强件间隔设置在第一侧壁内且与第一加强筋一一对应设置，多个第二导热加强件间隔设置在第二侧壁内且与第二加强筋一一对应设置。

进一步地，轨道底部结构具有轨底空腔和通气孔，轨底空腔沿轨道底部结构的长度方向设置，通气孔分别与轨底空腔以及气密性真空管道腔连通。

进一步地，轨道梁结构还包括盖板，盖板设置在轨道底部结构的通气孔上，盖板与轨道底部结构之间具有通气缝隙。

进一步地，轨道底部结构具有多个通气孔，多个通气孔沿轨道底部结构的长度方向依次间隔设置。

进一步地，第一侧壁、第二侧壁和轨道底部结构的材质均包括混凝土，盖板为涡流感应板。

进一步地，轨道梁结构还包括气密涂层，气密涂层涂覆在第一侧壁、第二侧壁、轨道底部结构以及多个金属带的外侧。

根据本发明的另一方面，提供了一种分体式真空管道，分体式真空管道包括管道上部结构和具有金属带的轨道梁结构，管道上部结构和具有金属带的轨道梁结构相连接以形成管道本体，具有金属带的轨道梁结构为如上所述的具有金属带的轨道梁结构。

进一步地，分体式真空管道还包括加强筋板，加强筋板焊接在管道上部结构的外部，加强筋板用于提高管道上部结构的强度以及增加分体式真空管道的散热面积。

应用本发明的技术方案，提供了一种具有金属带的轨道梁结构，该具有金属带的轨道梁结构与管道上部结构相连接以用于提供气密性真空管道环境，此种方式使得管道结构的高度尺寸与宽度尺寸可以自由设计，互不影响，占地面积小；通过对第一侧壁和第二侧壁进行结构化设计，第一侧壁和第二侧壁上均设计有加强筋结构，任意相邻的两个加强筋之间形成侧壁凹槽，此种方式在保证强度的同时既减少了侧壁材料的用量，提升了建线经济性，同时又增加侧壁的导热性，降低电气线圈的温度。再者，在第一加强筋、轨道底部结构和第二加强筋外侧设置金属带，金属带与第一侧壁、第二侧壁以及轨道底部结构共同构成承载结构，金属带能够承担由大气压差作用导致第一侧壁、第二侧壁以及轨道底部结构外侧面产生的拉伸应力，有效地解决了混凝土材料不能承受拉伸应力的问题。此外，在高架路段施工时，由于本发明所提供的分体真空管道结构为分体式管道，因此位于下部的轨道梁结构在施工时其自身可形成架桥机的工作路线，当轨道梁结构完成安装后再使用架桥机将管道上部结构逐一安装到位即可，工程施工非常方便，线路建设成本低。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的具有金属带的轨道梁结构的断面视图(中心线左侧为加强筋处的剖视图，右侧为侧壁凹槽处的剖视图)；

图2示出了根据本发明的具体实施例提供的具有金属带的轨道梁结构承受大气压强作用的示意图；

图3示出了图1中提供的具有金属带的轨道梁结构的A-A处的俯视剖视图；

图4示出了根据本发明的具体实施例提供的轨道底部结构的局部断面视图；

图5示出了根据本发明的具体实施例提供的轨道底部结构的侧视剖面图；

图6和图7示出了根据本发明的具体实施例提供的分体式真空管道的断面视图；

图8示出了图6中提供的分体式真空管道的局部侧视图；

图9示出了现有技术中提供的真空管道结构的断面视图；

图10示出了图9中提供的真空管道结构的侧视图；

图11示出了现有技术中提供的整体圆管结构的真空管道承受大气压强分布的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一侧壁；10a、第一侧壁凹槽；11、第一侧壁本体；12、第一加强筋；20、第二侧壁；20a、第二侧壁凹槽；21、第二侧壁本体；22、第二加强筋；30、轨道底部结构；30a、轨底空腔；30b、通气孔；40、金属带；50、第一导热加强件；60、第二导热加强件；70、盖板；70a、通气缝隙；100、轨道梁结构；200、管道上部结构；300、加强筋板；400、电气线圈；500、连接螺栓；600、密封件；1000、管道本体；1000a、气密性真空管道腔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图5所示，根据本发明的具体实施例提供了一种具有金属带的轨道梁结构，轨道梁结构与管道上部结构相连接以形成管道本体1000，管道本体具有气密性真空管道腔1000a，轨道梁结构包括第一侧壁10、第二侧壁20、轨道底部结构30和多个金属带40，第一侧壁10包括第一侧壁本体11和多个第一加强筋12，多个第一加强筋12沿轨道梁结构的长度方向间隔设置在第一侧壁本体11的远离气密性真空管道腔的一侧，任意相邻的两个第一加强筋12之间形成第一侧壁凹槽10a，电气线圈安装在第一侧壁10的靠近气密性真空管道腔的一侧，第二侧壁20与第一侧壁10平行设置，第二侧壁20包括第二侧壁本体21和多个第二加强筋22，多个第二加强筋22沿轨道梁结构的长度方向间隔设置在第二侧壁本体21的远离气密性真空管道腔的一侧，任意相邻的两个第二加强筋22之间形成第二侧壁凹槽20a，电气线圈安装在第二侧壁20的靠近气密性真空管道腔的一侧，轨道底部结构30设置在第一侧壁10和第二侧壁20的底部且分别与第一侧壁10和第二侧壁20连接以形成一个整体，多个金属带40分别与多个第一加强筋12以及多个第二加强筋22一一对应设置，任一金属带40紧密贴合设置在第一加强筋12、轨道底部结构30和第二加强筋22外侧，金属带40用于承担由管道本体的内外大气压差作用所导致的第一侧壁10、轨道底部结构30和第二侧壁20外侧所产生的拉伸应力。

应用此种配置方式，提供了一种具有金属带的轨道梁结构，该具有金属带的轨道梁结构与管道上部结构相连接以用于提供气密性真空管道环境，此种方式使得管道结构的高度尺寸与宽度尺寸可以自由设计，互不影响，占地面积小；通过对第一侧壁和第二侧壁进行结构化设计，第一侧壁和第二侧壁上均设计有加强筋结构，任意相邻的两个加强筋之间形成侧壁凹槽，此种方式在保证强度的同时既减少了侧壁材料的用量，提升了建线经济性，同时又增加侧壁的导热性，降低电气线圈的温度。再者，在第一加强筋、轨道底部结构和第二加强筋外侧均设置金属带，金属带与第一侧壁、第二侧壁以及轨道底部结构共同构成承载结构，金属带能够承担由大气压差作用导致第一侧壁、第二侧壁以及轨道底部结构外侧面产生的拉伸应力，有效地解决了混凝土材料不能承受拉伸应力的问题。此外，在高架路段施工时，由于本发明所提供的分体真空管道结构为分体式管道，因此位于下部的轨道梁结构在施工时其自身可形成架桥机的工作路线，当轨道梁结构完成安装后再使用架桥机将管道上部结构逐一安装到位即可，工程施工非常方便，线路建设成本低。

作为本发明的一个具体实施例，为了适于工业应用以及提高真空管道的工作寿命，可将第一侧壁10、轨道底部结构30和第二侧壁20的材质配置为包括混凝土，管道上部结构的材质包括钢，呈半包绕状设置在第一加强筋、轨道底部结构和第二加强筋外侧的金属带材质包括钢，由于金属带为沿着轨道方向间隔设置，没有连续成整块金属导体，所以能够有效地降低磁悬浮列车高速运行时的涡流阻力。侧壁上安装有电气线圈400，电气线圈400在工作时会发热。另外，因为真空管道的四周都要承受一个大气压力，所以每延米长度的侧壁上要承受数十吨的侧向载荷。所以侧壁的设计既要考虑其强度又要考虑其散热性能，本发明把侧壁设计为“加强筋”式结构，侧壁的外侧沿真空管道均匀设计加强筋，由这些加强筋来承担侧壁受到的侧向载荷，而在这些加强筋之间的混凝土散热面的厚度则较薄，以增强侧壁上安装的电气线圈的散热性能。

在本实施例中，车辆在真空管道内运行时对管道的作用载荷主要为垂向，因此要求管道断面在垂向上有较高的抗弯刚度，水平方向则不需要过大的刚度。由于本发明所提供的分体真空管道结构为分体式管道，因此，管道结构的高度尺寸与宽度尺寸可以自由设计，基于此，可根据车辆实际运行中对管道的刚度需求，增大管道在垂向上的抗弯刚度，使得更多的混凝土材料分布在垂直方向上，以充分利用材料的强度性能。

进一步地，在本发明中，为了增强侧壁与金属带的连接强度以及侧壁的散热性能，可将轨道梁结构配置为还包括第一导热加强件50和第二导热加强件60，第一导热加强件50固定设置在金属带40上且位于第一侧壁10内，第一导热加强件50用于增强第一侧壁10与金属带40的连接强度以及第一侧壁10的散热性能；第二导热加强件60固定设置在金属带40上且位于第二侧壁20内，第二导热加强件60用于增强第二侧壁20与金属带40的连接强度以及第二侧壁20的散热性能。

作为本发明的一个具体实施例，第一导热加强件50和第二导热加强件60均包括金属钉或剪力板，在金属带40上焊接或铆接金属钉(也称剪力钉)或者剪力板，这些金属钉或剪力板同时能够增加混凝土的导热性能，而剪力板还能够进一步增强U型轨道梁抵抗大气压的载荷作用。其中，金属带、金属钉和剪力板均可采用普通碳钢制成。

为了增强整个轨道梁长度方向上加强筋与金属带的连接强度以及侧壁的散热性能，可将轨道梁结构配置为还包括多个第一导热加强件50和多个第二导热加强件60，多个第一导热加强件50间隔设置在第一侧壁10内且与第一加强筋12一一对应设置，多个第二导热加强件60间隔设置在第二侧壁20内且与第二加强筋22一一对应设置。

进一步地，在本发明中，为了降低列车高速运行时产生的气动热以及降低列车受到的气动阻力，可将轨道底部结构30配置为具有轨底空腔30a和通气孔30b，轨底空腔30a沿轨道底部结构30的长度方向设置，通气孔30b分别与轨底空腔30a以及气密性真空管道腔1000a连通。

应用此种配置方式，通过在轨道底部结构30中设置轨底空腔30a和通气孔30b，轨底空腔30a通过通气孔30b与气密性真空管道腔1000a相互连通，此种方式相当于提高了真空管道的断面积，降低了阻塞效应，从而降低了列车高速运行时产生的气动热以及降低了列车受到的气动阻力。

此外，在本发明中，由于轨底是作为检修人员及逃生乘客的行走的通道，为了安全考虑，可将轨道梁结构配置为还包括盖板70，盖板70设置在轨道底部结构30的通气孔30b上，盖板70与轨道底部结构30之间具有通气缝隙70a。

作为本发明的一个具体实施例，如图6所示，为了简化真空管道结构，提高管道结构的紧凑性，可将列车紧急制动用的涡流感应板兼作盖板50，在此种方式下，真空管道内的气体和轨底空腔13a内的气体可以通过通气孔13b以及盖板50与轨道底部结构13之间的通气缝隙50a自由流动。

此外，在本发明中，为了进一步地降低列车在整条真空管道内高速运行时产生的气动热以及降低列车受到的气动阻力，可将轨道底部结构30配置为具有多个通气孔30b，多个通气孔30b沿轨道底部结构30的长度方向依次间隔设置。

进一步地，在本发明中，为了提高轨道梁结构的气密性能，可将轨道梁结构配置为还包括气密涂层，气密涂层涂覆在第一侧壁10、第二侧壁20、轨道底部结构30以及多个金属带40的外侧。作为本发明的一个具体实施例，气密涂层包括沥青、薄铁皮等。

根据本发明的另一方面，提供了一种分体式真空管道，如图6至图8所示，分体式真空管道包括管道上部结构200和具有金属带的轨道梁结构100，管道上部结构200和具有金属带的轨道梁结构100相连接以形成管道本体，具有金属带的轨道梁结构100为如上所述的具有金属带的轨道梁结构100。由于本发明的具有金属带的轨道梁结构强度高、线路建设成本低、电气线圈散热快、占地面积小、导热性好且易于施工，因此，将本发明的具有金属带的轨道梁结构100应用于真空管道中，能够极大地降低真空管道的建设成本，提高使用性能。

进一步地，在本发明中，为了提高真空管道结构的强度以及增加分体真空管道结构的散热面积，可将分体式真空管道配置为还包括加强筋板300，加强筋板300焊接在管道上部结构200的外部，加强筋板300用于提高管道上部结构200的强度以及增加分体式真空管道的散热面积。作为本发明的一个具体实施例，可采用钢板作为加强筋板300，加强筋板焊接设置在管道本体上。

此外，在本发明中，为了进一步地提高分体式真空管道的强度以及增加分体式真空管道的散热面积，可将分体式真空管道配置为包括多个加强筋板300，多个加强筋板300沿管道本体的长度方向间隔套设在管道上部结构200上。作为本发明的一个具体实施例，可采用钢板作为加强筋板300，如图8所示，分体式真空管道包括多个钢板，多个钢板沿管道本体的长度方向均匀间隔地焊接设置在管道上部结构200上。此种方式既能够节省钢材用量，同时也能够增加分体真空管道结构的刚度和强度，此外，加强筋板结构还能够增加管道的散热面积，起到散热格栅的作用。

进一步地，在本发明中，为了保证分体式真空管道的工作性能，防止真空管道结构在工作过程中空气渗漏，可将分体式真空管道配置为还包括密封件600，密封件600设置在管道上部结构和轨道梁结构的连接位置，密封件600用于实现管道上部结构和轨道梁结构之间的密封连接。

应用此种配置方式，通过在管道上部结构和轨道梁结构的连接位置处设置密封件，能够有效地防止空气渗漏，降低维持管道真空度所需要的能耗。作为本发明的一个具体实施例，可采用橡胶条作为密封件600，在此种方式下，当真空管道内抽真空后，大气压强会在每米长度的管道上部结构200上产生数十吨的下压力，从而将密封条结构紧紧压在下部的钢筋混凝土结构上，能起到非常良好的密封效果。作为本发明的其他实施例，也可采用其他低刚度、密封性的材料作为密封件600。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图8对本发明的具有金属带的轨道梁结构及分体式真空管道进行详细说明。

如图1至图8所示，根据本发明的具体实施例提供了一种具有金属带的轨道梁结构及分体式真空管道，轨道梁结构100与管道上部结构200使用连接螺栓500相连接以形成管道本体1000，轨道梁结构100与管道上部结构200之间使用密封条进行密封，管道本体1000具有气密性真空管道腔1000a，管道上部结构200采用钢板钣金成n型的拱形结构，然后沿管道纵向焊接多道加强筋板300，这样节省了钢材用量同时增加了结构的刚度和强度，另外这些加强筋板结构还增加了管道的散热面积，起到散热格栅的作用。

轨道梁结构100包括第一侧壁10、第二侧壁20、轨道底部结构30和多个金属带40，第一侧壁10包括第一侧壁本体11和多个第一加强筋12，多个第一加强筋12沿轨道梁结构的长度方向间隔设置在第一侧壁本体11的远离气密性真空管道腔的一侧，任意相邻的两个第一加强筋12之间形成第一侧壁凹槽10a，电气线圈安装在第一侧壁10的靠近气密性真空管道腔的一侧。

第二侧壁20与第一侧壁10平行设置，第二侧壁20包括第二侧壁本体21和多个第二加强筋22，多个第二加强筋22沿轨道梁结构的长度方向间隔设置在第二侧壁本体21的远离气密性真空管道腔的一侧，任意相邻的两个第二加强筋22之间形成第二侧壁凹槽20a，电气线圈安装在第二侧壁20的靠近气密性真空管道腔的一侧，轨道底部结构30设置在第一侧壁10和第二侧壁20的底部且分别与第一侧壁10和第二侧壁20连接，多个金属带40分别与多个第一加强筋12以及多个第二加强筋22一一对应设置，任一金属带40呈半包绕状紧密贴合设置在第一加强筋12、轨道底部结构30和第二加强筋22外侧，金属带40用于承担由管道本体的内外大气压差作用所导致的第一侧壁10、轨道底部结构30和第二侧壁20外侧所产生的拉伸应力。

在本实施例中，在轨道梁结构的制作过程中，首先通过钣金成型方式制成U型金属带40，然后在U型金属带(及混凝土浇注模板)内浇注钢筋混凝土，形成金属带半包绕的轨道梁结构。第一侧壁10、第二侧壁20和轨道底部结构30形成轨道梁本体，轨道梁本体在大气压作用下(见图2)产生向内弯曲的变形，从而在轨道梁本体的外侧产生拉伸应力，由于轨道梁侧壁为加强筋结构，大气压导致的载荷主要由加强筋承担，并且金属带包绕在第一侧壁加强筋、轨底结构、第二侧壁加强筋外表面，所以大气压作用下的轨道梁本体受到的拉伸应力主要由金属带承担，而金属材料的能够承受比混凝土大得多的拉伸应力，如此这种金属带的轨道梁可有效地抵抗大气压导致的载荷。

由于安装电气线圈的侧壁采用结构化设计，加强筋之间的混凝土较薄，如此，一方面减少了钢筋混凝土的用量，另一方面增强了侧壁的散热性能。此外，为了降低轨道梁结构的造价，将轨道底部结构设计为空腔结构，在基本不降低轨道梁结构的断面抗弯刚度的同时，减少混凝土的使用量。

为了增加混凝土与金属带之间的结合强度，可以在金属带上焊接或铆接金属钉(业内称之为剪力钉)或者剪力板，这些剪力钉或剪力板同时能够增加混凝土的导热性能，而剪力板还能够进一步增强U型轨道梁抵抗大气压的载荷作用。金属带、剪力钉和剪力板可以采用普通碳钢。

在下部轨道梁结构的轨道底部结构的轨底空腔30a的上部设计通气孔30b，从而将轨底空腔30a与气密性真空管道腔1000a相互连通，这种设计相当于增加了真空管道的断面积，从而降低了列车运行时的阻塞效应。

由于轨道底部结构30是作为检修人员及逃生乘客的行走的通道，为安全考虑通气孔30b上必须有盖板，作为列车紧急制动用的涡流感应板可以兼做盖板，这样真空管道内的空气和轨底空腔30a内的空气可以通过通气孔30b以及盖板70与轨道底部结构30之间的通气缝隙70a自由流动。

轨道梁结构100与管道上部结构200之间采用若干连接螺栓500连接，连接螺栓500预埋在下部的混凝土结构中，根据实际测试连接螺栓500的间距尺寸，在上部的钢结构中钻孔，控制连接螺栓500与螺栓孔的间隙，增强上下部的连接刚度，提高了管道的承载的一体性。

在本实施例中，采用密封条作为密封件，密封条采用橡胶等低刚度、密封性材料制成，管道内抽真空后，大气压强会在每米长度的管道上部结构200上产生数十吨的下压力，从而将密封条结构紧紧压在下部的钢筋混凝土结构上，能起到非常良好的密封效果。

综上所述，本发明提供了一种具有金属带的轨道梁结构及分体式真空管道，其与现有技术相比，具有以下优点。

第一，本发明的轨道梁结构的侧壁被设计为加强筋结构并在加强筋外表面绷扎U型金属带，外表面的金属带与钢筋混凝土共同构成承载结构，并且由于金属带处于轨道梁的外侧，承担由大气压差作用导致轨道梁外侧面产生的拉伸应力，有效地解决了混凝土材料不能承受拉伸应力的问题。

第二，本发明在轨道梁的外侧敷设一层气密涂层，包括沥青、薄铁皮等，增强了真空管道的气密性能。

第三，安装电气线圈的侧壁结构采用结构化设计，加强筋之间的侧壁厚度较薄，减少了钢筋混凝土用量，降低了轨道梁的成本，同时又增强了侧壁的导热性能。

第四，轨道梁结构的轨道底部结构设计为空腔结构，并且该空腔与气密性真空管道腔相互连通，相当于提高了真空管道的断面积，降低了阻塞效应，从而降低了列车高速运行时产生的气动热以及降低了列车受到的气动阻力。

第五，本发明的分体式真空管道由管道上部结构和轨道梁结构两部分连接而成，这种分体式真空管道的高度尺寸与宽度尺寸完全可以自由设计，互不影响，在有效增加管道的垂向刚度的同时，不增加横向尺寸和线路的占地面积。

第六，本发明的分体式真空管道在高架路段施工时也非常方便，首先将使用架桥机将下部的混凝土结构顺序吊装到桥墩上，这些下部结构本身就形成了架桥机的工作线路，下部混凝土结构安装完成后再使用架桥机将上部结构逐一安装到位即可，工程施工非常方便。

第七，本发明的分体式真空管道非常有利于事故救援，因为该真空管道的上下两部分之间采用螺栓连接，将上部拆除后，即可对事故车辆进行起吊等救援工作。

第八，由于本发明的下部轨道梁加强筋外表面的绷扎金属带沿着轨道梁纵向间隔布置，能够有效地降低磁浮列车高速运行时的涡流阻力。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有金属带的轨道梁结构，其特征在于，所述轨道梁结构与管道上部结构相连接以形成管道本体，所述管道本体具有气密性真空管道腔，所述轨道梁结构包括：

第一侧壁(10)，所述第一侧壁(10)包括第一侧壁本体(11)和多个第一加强筋(12)，多个所述第一加强筋(12)沿所述轨道梁结构的长度方向间隔设置在所述第一侧壁本体(11)的远离所述气密性真空管道腔的一侧，任意相邻的两个所述第一加强筋(12)之间形成第一侧壁凹槽(10a)，电气线圈安装在所述第一侧壁(10)的靠近所述气密性真空管道腔的一侧；

第二侧壁(20)，所述第二侧壁(20)与所述第一侧壁(10)平行设置，所述第二侧壁(20)包括第二侧壁本体(21)和多个第二加强筋(22)，多个所述第二加强筋(22)沿所述轨道梁结构的长度方向间隔设置在所述第二侧壁本体(21)的远离所述气密性真空管道腔的一侧，任意相邻的两个所述第二加强筋(22)之间形成第二侧壁凹槽(20a)，电气线圈安装在所述第二侧壁(20)的靠近所述气密性真空管道腔的一侧；

轨道底部结构(30)，所述轨道底部结构(30)设置在所述第一侧壁(10)和所述第二侧壁(20)的底部且分别与所述第一侧壁(10)和所述第二侧壁(20)连接；

多个金属带(40)，多个所述金属带(40)分别与多个所述第一加强筋(12)以及多个所述第二加强筋(22)一一对应设置，任一所述金属带(40)紧密贴合设置在所述第一加强筋(12)、所述轨道底部结构(30)和所述第二加强筋(22)外侧，所述金属带(40)用于承担由所述管道本体的内外大气压差作用所导致的所述第一侧壁(10)、所述轨道底部结构(30)和所述第二侧壁(20)外侧所产生的拉伸应力。

2.根据权利要求1所述的具有金属带的轨道梁结构，其特征在于，所述轨道梁结构还包括第一导热加强件(50)和第二导热加强件(60)，所述第一导热加强件(50)固定设置在所述金属带(40)上且位于所述第一侧壁(10)内，所述第一导热加强件(50)用于增强所述第一侧壁(10)与所述金属带(40)的连接强度以及所述第一侧壁(10)的散热性能；所述第二导热加强件(60)固定设置在所述金属带(40)上且位于所述第二侧壁(20)内，所述第二导热加强件(60)用于增强所述第二侧壁(20)与所述金属带(40)的连接强度以及所述第二侧壁(20)的散热性能。

3.根据权利要求2所述的具有金属带的轨道梁结构，其特征在于，所述轨道梁结构还包括多个第一导热加强件(50)和多个第二导热加强件(60)，多个所述第一导热加强件(50)间隔设置在所述第一侧壁(10)内且与所述第一加强筋(12)一一对应设置，多个所述第二导热加强件(60)间隔设置在所述第二侧壁(20)内且与所述第二加强筋(22)一一对应设置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有金属带的轨道梁结构，其特征在于，所述轨道底部结构(30)具有轨底空腔(30a)和通气孔(30b)，所述轨底空腔(30a)沿所述轨道底部结构(30)的长度方向设置，所述通气孔(30b)分别与所述轨底空腔(30a)以及所述气密性真空管道腔连通。

5.根据权利要求4所述的具有金属带的轨道梁结构，其特征在于，所述轨道梁结构还包括盖板(70)，所述盖板(70)设置在所述轨道底部结构(30)的通气孔(30b)上，所述盖板(70)与所述轨道底部结构(30)之间具有通气缝隙(70a)。

6.根据权利要求5所述的具有金属带的轨道梁结构，其特征在于，所述轨道底部结构(30)具有多个所述通气孔(30b)，多个所述通气孔(30b)沿所述轨道底部结构(30)的长度方向依次间隔设置。

7.根据权利要求6所述的具有金属带的轨道梁结构，其特征在于，所述第一侧壁(10)、所述第二侧壁(20)和所述轨道底部结构(30)的材质均包括混凝土，所述盖板(70)为涡流感应板。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的具有金属带的轨道梁结构，其特征在于，所述轨道梁结构还包括气密涂层，所述气密涂层涂覆在所述第一侧壁(10)、所述第二侧壁(20)、所述轨道底部结构(30)以及多个所述金属带(40)的外侧。

9.一种分体式真空管道，其特征在于，所述分体式真空管道包括管道上部结构(200)和具有金属带的轨道梁结构(100)，所述管道上部结构(200)和所述具有金属带的轨道梁结构(100)相连接以形成管道本体，所述具有金属带的轨道梁结构(100)为权利要求1至8中任一项所述的具有金属带的轨道梁结构(100)。

10.根据权利要求9所述的分体式真空管道，其特征在于，所述分体式真空管道还包括加强筋板(300)，所述加强筋板(300)焊接在所述管道上部结构(200)的外部，所述加强筋板(300)用于提高所述管道上部结构(200)的强度以及增加所述分体式真空管道的散热面积。

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