CN114293413A - 一种高速磁悬浮的低置线路结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及磁悬浮交通工程技术领域，提供一种高速磁悬浮的低置线路结构及其施工方法，低置线路结构包括多个沿低置线路结构的纵向排布的线路单元。线路单元包括承墩板、支墩、轨道板组件以及调节支座。承墩板铺于地基上，支墩设于承墩板上，轨道板组件包括轨道板和功能件，轨道板的横向两端均固定有功能件，沿轨道板横向两端的一对功能件为一组，多组功能件沿轨道板纵向布置，功能件用于实现磁悬浮列车的悬浮、启停及导向。调节支座设置于支墩和轨道板之间，调节支座能够调节轨道板组件竖向位移和/或横向位移。通过调节支座对轨道板组件进行位移调节，实现对于轨道板上固定连接的功能件的间接调节，以满足高速磁悬浮线路结构的高平顺性。

Description

一种高速磁悬浮的低置线路结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及磁悬浮交通工程技术领域，提供一种高速磁悬浮的低置线路结构及其施工方法。

背景技术

在常温常导磁悬浮交通工程中，将低置线路结构定义为“轨道梁低接近地面线，介于高架线与地下线之间的线路结构”。现有的低置线路结构在我国时速不大于120km/h的中低速磁悬浮交通工程技术领域中已经应用，但此种中低速磁悬浮的低置线路结构对轨道梁的平顺性要求较低，无法适用于时速600km/h的常温常导高速磁悬浮交通工程。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种平顺性高、变形调节能力好的一种高速磁悬浮的低置线路结构及其施工方法。

本申请实施例的一方面提供一种高速磁悬浮的低置线路结构，所述低置线路结构包括多个沿所述低置线路结构的纵向排布的线路单元，所述线路单元包括：

承墩板，铺设于地基上；

支墩，设置于所述承墩板上；

轨道板组件，所述轨道板组件包括轨道板和功能件，所述轨道板的横向两端均固定有所述功能件，沿所述轨道板横向两端的一对所述功能件为一组，多组所述功能件沿所述轨道板纵向布置，所述功能件用于实现磁悬浮列车的悬浮、启停以及导向；

调节支座，设置于所述支墩和所述轨道板之间，所述调节支座能够调节所述轨道板组件的竖向位移和/或横向位移。

一些实施方案中，所述线路单元包括多组支墩，多组所述支墩沿所述轨道板的纵向间隔设置。

一些实施方案中，所述轨道板的纵向两端分别设置有所述支墩。

一些实施方案中，所述轨道板沿纵向的中间位置设置有所述支墩。

一些实施方案中，一个所述线路单元的多个支墩均设置于一块连续的所述承墩板上。

一些实施方案中，所述轨道板的下端面形成有向下凸出的支座对接部，所述调节支座的上端与所述支座对接部连接。

一些实施方案中，各所述支墩沿横向间隔布置有两个所述调节支座。

一些实施方案中，所述支墩包括两根沿横向间隔布置的支柱，每根所述支柱上设置有一个所述调节支座。

一些实施方案中，所述低置线路结构还包括节间搭板，所述节间搭板承载于相邻的两个所述承墩板的下方。

一些实施方案中，所述地基采用扩大基础，所述节间搭板嵌设于所述扩大基础中，所述承墩板铺设于所述扩大基础上。

一些实施方案中，所述地基采用桩基础，所述节间搭板设置于所述桩基础的上端。

一些实施方案中，所述节间搭板为托梁；和/或，所述桩基础为钻孔灌注桩基础。

本申请实施例的另一方面提供一种高速磁悬浮的低置线路结构的施工方法，包括：

在地基上施做承墩板；

在所述承墩板上设立支墩；

将预制的轨道板组件通过调节支座架设于所述支墩上；

调节所述调节支座，以使所述轨道板组件产生竖向位移和/或横向位移。

本申请实施例提供的一种高速磁悬浮的低置线路结构，在轨道板与支墩之间设置具有竖向位移和横向位移的调节能力的调节支座，一方面可以通过调节支座对轨道板组件进行位移调节，从而实现对于轨道板上固定连接的功能件的间接调节，以满足高速磁悬浮线路结构对于功能件的定子面的高平顺性。从而提高了磁悬浮列车在高速下运行的舒适性和安全性；另一方面能够降低支墩、承墩板的加工和安装精度，降低安装难度和成本。再一方面，地基发生沉降变形后，能够通过对调节支座进行调节，对地基的沉降变形进行修复。

附图说明

图1为本申请一实施例中的高速磁悬浮的低置线路结构的纵断面示意图，其中示意性地展示了采用扩大基础的地基；

图2为图1所示结构的横断面示意图；

图3为本申请一实施例中的高速磁悬浮的低置线路结构的纵断面示意图，其中示意性地展示了采用桩基础的地基；

图4为图3所示结构的横断面示意图；

图5为图3所示结构的另一方位的横断面示意图，其中示意性地展示了节间搭板；

图6为图5所示结构的横断面示意图，其中示意性地展示了支柱；

图7为本申请一实施例中的高速磁悬浮的低置线路结构的施工方法的示意图。

附图标记说明

线路单元1；扩大基础2；桩基础3；节间搭板4；承墩板11；支墩12；轨道板组件13；调节支座14；轨道板131；功能件132；连接件133；支柱121；支座对接部1311，定子面1321。

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技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请实施例的描述中，“横向”、“纵向”、“竖向”方位或位置关系为高速磁悬浮的低置线路结构正常设置时的方位或位置关系，例如图1以及图2中的方位或位置关系。术语“第一/第二”仅仅是区别不同的对象，不表示二者之间具有相同或联系之处。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

常温常导高速磁悬浮交通工程目前国内外的研究成果较少。目前国内的高速磁悬浮交通只有中国上海的磁悬浮列车示范运营线，运营最高时速430km/h，全部为高架结构。为实现“交通强国”战略目标，我国正在组织开展时速600公里高速磁悬浮交通系统的研究，而关于高速磁悬浮低置线路结构方面的研究与应用很少，特别是时速达到600公里的高速磁悬浮。

本申请实施例的一方面提供一种高速磁悬浮的低置线路结构，请参阅图1至图4，低置线路结构包括多个沿低置线路结构的纵向排布的线路单元1。线路单元1包括承墩板11、支墩12、轨道板组件13以及调节支座14。承墩板11铺设于地基上，支墩12设置于承墩板11上，轨道板组件13包括轨道板131和功能件132，轨道板131的横向两端均固定有功能件132，沿轨道板131横向两端的一对功能件132为一组，多组功能件132沿轨道板131纵向布置，功能件132用于实现磁悬浮列车的悬浮、启停以及导向。调节支座14设置于支墩12和轨道板131之间，调节支座14能够调节轨道板组件13竖向位移和/或横向位移。

具体地，功能件132的下端面为定子面1321，当常导磁悬浮列车工作时，定子面1321与磁悬浮列车之间产生的电磁力以实现磁悬浮列车的悬浮，同时将磁悬浮列车的荷载传递至功能件132上。

对于中低速磁悬浮的线路结构，例如中国长沙磁悬浮交通工程，其线路是由一节节的F型短轨现场拼接而成，并留有轨间缝，F型短轨由扣件固定在轨道梁上，通过扣件的调节能力对F型短轨进行调节，以满足中低速磁悬浮线路对于线路平顺性的要求。然而，此种结构存在以下不足，钢轨、轨道梁之间均已扣件方式相连，工作环境中，扣件的螺栓连接容易松动脱落，使轨道整体的故障率增加，同时F型短轨纵向尺寸短，调节线路平顺性时需调节多个连接扣件，十分不便。因此，此种形式的线路结构不能满足高速磁悬浮线路对于线路高平顺性和高稳定性的要求。

对于高速磁悬浮而言，高速磁悬浮的功能件132完全固定于轨道板131上，无法像中低速磁悬浮结构通过调节F型短轨的扣件来调节F型短轨的平顺性。

因此本申请在轨道板131与支墩12之间设置具有竖向位移和横向位移的调节能力的调节支座14，一方面可以通过调节支座14对轨道板组件13进行位移调节，从而实现对于轨道板131上固定连接的功能件132的间接调节，以满足高速磁悬浮线路结构对于功能件132的定子面1321的高平顺性。从而提高了磁悬浮列车在高速下运行的舒适性和安全性；另一方面能够降低支墩12、承墩板11的加工和安装精度，降低安装难度和成本。再一方面，地基发生沉降变形后，能够通过对调节支座14进行调节，对地基的沉降变形进行修复。

一实施例中，请参见图2，轨道板组件13还包括连接件133，轨道板131的横向两端均设置有连接件133，功能件132通过连接件133固定于轨道板131的横向两端。也就是说，功能件132可以直接与轨道板131连接，也可以根据实际情况在轨道板组件13的横向两端设置连接件133，功能件132再通过连接件133与轨道板131连接。如此能够调整轨道沿横向方向的尺寸。

功能件132与轨道板131的连接方式不限，包括但不限于螺栓连接。

功能件132与连接件133的连接方式不限，包括但不限于螺栓连接。

轨道板131与功能件132的连接方式不限，包括但不限于螺栓连接。

磁悬浮列车工作时，列车的荷载首先通过电磁力传递到轨道板组件13横向两端的功能件132上，功能件132的荷载通过连接件133传递到轨道板131上，传递到轨道板131的荷载再依次传递到支墩12、承墩板11，再传递到地基上。

一实施例中，轨道板131为工厂预制件且一节轨道板131纵向长度为6.192m，沿纵向两端布置有6组纵向长度为1.032m的功能件132，6组功能件132均通过连接件133与轨道板131固定连接，安装好功能件132、连接件133的轨道板131在工厂内精调，使得轨道板131、连接件133以及各个功能件132的安装误差控制在设计范围内。

一实施例中，请参阅图1和图3，线路单元1包括多组支墩12，多组支墩12沿轨道板131的纵向间隔设置。间隔设置多个支墩12承接于轨道板组件13的下方，可以平均分担轨道板组件13的荷载，轨道板组件13的受力更加均匀。

示例性的，一实施例中，请参阅图1和图3，轨道板131的纵向两端分别设置有支墩12。如此设置，轨道板131沿纵向位于两组支墩12之间，稳定性更好。

示例性的，一实施例中，请参阅图1和图3，轨道板131沿纵向的中间位置设置有支墩12。中间位置设置一组支墩12能够进一步提升轨道板131的稳定性，轨道板131受到的最大弯矩更小，结构更稳定。

一实施例中，请参阅图1和图3，一个线路单元1的多个支墩12均设置于一块连续的承墩板11上。也就是说，承墩板11连续设置于一个线路单元1的所有支墩12下方，以承受一个线路单元1的轨道板组件13上的全部荷载，这样具有沿纵向连续的整体结构的承墩板11，能够将多个支墩12的荷载均传递至一块承墩板11上，能够有效均分各个支墩12受到的荷载，线路单元1整体刚度得到明显提升，可提高轨道板131的整体平顺性。另一方面承墩板11与地基的接触面更大，由承墩板11传递至地基的荷载将更均匀地分散到地基上，从而有效减少因应力集中而产生的地基不均匀沉降。

一实施例中，请参阅图2和图4，轨道板131的下端面形成有向下凸出的支座对接部1311，调节支座14的上端与支座对接部1311连接。具体的，支座对接部1311为沿竖直方向逐渐收口的向下凸出的梯形凸台，梯形凸台的下端面安装调节支座14顶板，调节支座14通过调节支座14顶板与梯形凸台连接。设置支座对接部1311以及调节支座14顶板能够保证调节支座14的连接精度，轨道板131加工只需保证支座对接部1311的制造精度，降低了轨道板131其他部位的加工的工艺难度，降低了制造成本。

一实施例中，请参阅图2和图4，各支墩12沿横向间隔布置有两个调节支座14。沿横向间隔布置两个调节支座14，轨道板组件13沿横向稳定性好，同时能够调节轨道板组件13沿横向的倾角，调节倾角可提供磁悬浮列车在弯道行驶的向心力，可辅助磁悬浮列车的弯道行驶。

示例性的，一实施例中，轨道板131的下端面设置有两个沿横向间隔布置的支座对接部1311，相当于轨道板131的横向截面呈“π”型结构。两个调节支座14分别与两个支座对接部1311连接。

一实施例中，请参阅图6，支墩12包括两根沿横向间隔布置的支柱121，每根支柱121上设置有一个调节支座14。也就是说，支墩12可以是单根支墩12的整体结构上设置两个调节支座14，支墩12也可以是两根间隔设置的支柱121，每根支柱121上设置一个调节支座14。设置将支墩12设置成双支柱121的形式，能够降低结构成本。

一实施例中，请参阅图1、图3和图5，低置线路结构还包括节间搭板4，节间搭板4承载于相邻的两个承墩板11的下方。具体地，相邻两块承墩板11沿纵向排列，两相邻承墩板11之间设置20mm的伸缩缝，在相邻两块承墩板11的接缝处设置节间搭板4，能够防止由于地基沉降而引起的相邻线路单元1错台，以保证整体低置线路结构的稳定性和高平顺性。

一实施例中，节间搭板4铺设于地基上，节间搭板4、地基以及承墩板11均为钢筋混凝土结构并锚固在一起，这样能够增加低置线路结构的整体稳定性。

示例性的，一实施例中，请参阅图1和图2，地基采用扩大基础2，节间搭板4嵌设于扩大基础2中，承墩板11铺设于扩大基础2上。如此设置，节间搭板4、扩大基础2以及承墩板11能够更好地组合在一起，能有效增加支墩12、调节支座14、轨道板组件13的纵横向稳定性和平顺性。

示例性的，一实施例中，请参阅图3至图6，地基采用桩基础3，节间搭板4设置于桩基础3的上端。地基采用桩基础3时，地基的加固深度大，可用于深厚软土地区。

具体地，一实施例中，节间搭板4为托梁。托梁型式的节间搭板4且固定于桩基础3的上部。

一实施例中，桩基础3为钻孔灌注桩基础。

示例性的，一实施例中，轨道板131采用C60预应力钢筋混凝土结构，支墩12、承墩板11以及节间搭板4采用C35～C45钢筋混凝土结构，地基采用扩大基础2时为C25～C30素混凝土，地基采用桩基础3时为C30～C40钢筋混凝土结构。

本申请实施例的另一方面提供一种高速磁悬浮的低置线路结构的施工方法，请参见图7，包括：

S1、在地基上施做承墩板；

S2、在承墩板上设立支墩；

S3、将预制的轨道板组件通过调节支座架设于支墩上；

S4、调节调节支座，以使轨道板组件产生竖向位移和/或横向位移。

下面对本申请实施例高速磁悬浮的低置线路结构的施工方法的各个步骤进行具体地说明。

一实施例中，在步骤S1之前，先整平施工场地，根据地质条件对地基进行处理。根据地质条件选用扩大基础2或者桩基础3作为地基。地基检验合格后，施作承墩板11。

一实施例中，在步骤S1之前，先施作地基，地基检验合格后，再铺设节间搭板4，然后再施做承墩板11。具体地，地基检验合格后先铺设节间搭板4，节间搭板4采用筋混凝土现浇制作，待节间搭板4达到设计强度后，施作步骤S1。

一实施例中，步骤S1：在地基上施做承墩板11。具体为，根据承墩板11尺寸立模，绑扎钢筋后浇筑混凝土，同时承墩板11预留与支墩12的连接钢筋，按设计要求进行混凝土养护，达到设计强度后拆除模板。相邻两块承墩板11之间中间预留20mm的伸缩缝。

一实施例中，步骤S2：承墩板11上设立支墩12。具体为：支墩12达到设计强度后，在支墩12上端安装调节支座14底板，然后再在调节支座14底板上安装调节支座14。预先设置调节支座14底板有利于调节支座14的安装更加平稳。

一实施例中，轨道板131在预制车间预制，轨道板131采用后张法安装预应力钢绞线。后张法能够较好的适用施工现场生产大型预应力混凝土构件。需要说明的是，轨道板组件13的安装可在高速磁悬浮的低置线路结构的施工方法的任意步骤中同步进行，以提高施工效率。

一实施例中，事先在轨道板131上安装好连接件133、功能件132和调节支座14顶板，以组成整体的轨道板组件13。调节支座14顶板用于与调节支座14的上端面连接，以保证调节支座14平稳连接。需要说明的是，轨道板组件13的安装可在高速磁悬浮的低置线路结构的施工方法的任意步骤中同步进行，以提高施工效率。

一实施例中，步骤S3：将预制的轨道板组件13通过调节支座14架设于支墩12上。具体为：将安装好调节支座14顶板的轨道板组件13吊装至已安装有调节支座14的支墩12上。

一实施例中，步骤S4：调节调节支座14，以使轨道板组件13产生竖向位移和/或横向位移。具体为：利用调节支座14对轨道板组件13的竖向位移进行精调，或对其横向位移进行精调，或对其竖向位移和横向位移一起进行精调，使得单个线路单元1的轨道板组件13各个功能面的安装误差在1mm以内，相邻线路单元1的各个功能面错位误差控制在系统允许范围内。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种高速磁悬浮的低置线路结构，其特征在于，所述低置线路结构包括多个沿所述低置线路结构的纵向排布的线路单元，所述线路单元包括：

承墩板，铺设于地基上；

支墩，设置于所述承墩板上；

轨道板组件，所述轨道板组件包括轨道板和功能件，所述轨道板的横向两端均固定有所述功能件，沿所述轨道板横向两端的一对所述功能件为一组，多组所述功能件沿所述轨道板纵向布置，所述功能件用于实现磁悬浮列车的悬浮、启停以及导向；

调节支座，设置于所述支墩和所述轨道板之间，所述调节支座能够调节所述轨道板组件的竖向位移和/或横向位移。

2.根据权利要求1所述的低置线路结构，其特征在于，所述线路单元包括多组支墩，多组所述支墩沿所述轨道板的纵向间隔设置。

3.根据权利要求2所述的低置线路结构，其特征在于，所述轨道板的纵向两端分别设置有所述支墩。

4.根据权利要求2所述的低置线路结构，其特征在于，所述轨道板沿纵向的中间位置设置有所述支墩。

5.根据权利要求2所述的低置线路结构，其特征在于，一个所述线路单元的多个支墩均设置于一块连续的所述承墩板上。

6.根据权利要求1所述的低置线路结构，其特征在于，所述轨道板的下端面形成有向下凸出的支座对接部，所述调节支座的上端与所述支座对接部连接。

7.根据权利要求1所述的低置线路结构，其特征在于，各所述支墩沿横向间隔布置有两个所述调节支座。

8.根据权利要求1所述的低置线路结构，其特征在于，所述支墩包括两根沿横向间隔布置的支柱，每根所述支柱上设置有一个所述调节支座。

9.根据权利要求1所述的低置线路结构，其特征在于，所述低置线路结构还包括节间搭板，所述节间搭板承载于相邻的两个所述承墩板的下方。

10.根据权利要求9所述的低置线路结构，其特征在于，所述地基采用扩大基础，所述节间搭板嵌设于所述扩大基础中，所述承墩板铺设于所述扩大基础上。

11.根据权利要求9所述的低置线路结构，其特征在于，所述地基采用桩基础，所述节间搭板设置于所述桩基础的上端。

12.根据权利要求11所述的低置线路结构，其特征在于，所述节间搭板为托梁；和/或，所述桩基础为钻孔灌注桩基础。

13.一种高速磁悬浮的低置线路结构的施工方法，其特征在于，包括：

在地基上施做承墩板；

在所述承墩板上设立支墩；

将预制的轨道板组件通过调节支座架设于所述支墩上；

调节所述调节支座，以使所述轨道板组件产生竖向位移和/或横向位移。

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