CN115012258A - 低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置。真空管道内梁体具有梁缝，梁体伸缩时支撑轨平面无法保持连续、无缝、不断开。本装置包括无缝插件和无缝槽件，分别固定在梁缝上方两侧的支撑轨端面上；无缝插件中，弧形插板一端连接在插件竖板顶部一侧；无缝槽件中，槽件底板的一端连接在槽件竖板底部一侧，槽件顶板的一端连接在槽件竖板顶部一侧，至少一个弧顶凸件底部连接在槽件底板顶部；至少一个弧顶凸件顶部与槽件顶板底部之间为槽件导向槽，槽件导向槽的槽形与弧形插板的板形相对应，弧形插板插入槽件导向槽内。本装置消除了支撑轨表面的断缝，且梁体在伸缩时，装置能够自适应并保持支撑轨的接触面平稳。

Description

低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置

技术领域

本发明涉及磁浮管道工程技术领域，具体涉及一种低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置。

背景技术

高速运行的地面交通工具需要接触支承结构表面，并受到来自空气的阻力，为了更进一步提升运行速度，工程师提出了真空管道+磁悬浮的概念，利用轨道磁力令车辆悬浮以减少摩擦力，将车辆封闭在真空管道内运行以消除空气阻力。在此概念下，超高速磁浮车辆在启停阶段都需要通过支撑轨来提供垂向支撑以保持车辆稳定，基于车辆起、制动和高速运营时平顺性的需求，需要支撑轨的支撑面保持连续、无缝、不断开。

如图1，真空管道的外侧为钢壳，内侧底部为梁体，沿管道纵向相邻的梁体之间会有横向的梁缝，支撑轨位于梁体上方并沿管道纵向布置，支撑轨在梁体梁端、梁缝处不可避免的需要断开，且在梁体伸缩作用下梁缝处的间距也处于动态变化的过程中，这样支撑轨平面将无法保持连续、无缝、不断开的工作条件。为了解决这个技术问题，目前有报道提出采用“指接”的形式，在梁缝处对支撑轨进行特殊设计，改为“指”形交叉式，将梁端处的横向缝改造为错列断缝，但此类设计思路只是对贯通横缝进行错列调整，支撑轨表面上还是存在可以伸缩活动的断缝，这对于超高速运行的磁浮交通而言，是具有安全隐患的。

发明内容

本发明的目的是提供一种低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，以解决现有技术无法保证支撑轨在梁缝处连续、不断开的问题，满足低真空管道超高速磁浮列车的高速、高平顺需求。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，所述装置包括无缝插件和无缝槽件，所述无缝插件和所述无缝槽件分别固定在梁缝上方两侧的支撑轨端面上；

所述无缝插件包括插件竖板和弧形插板，所述弧形插板一端连接在所述插件竖板顶部一侧；

所述无缝槽件包括槽件底板、槽件竖板、槽件顶板和至少一个弧顶凸件，所述槽件底板的一端连接在所述槽件竖板底部一侧，所述槽件顶板的一端连接在所述槽件竖板顶部一侧，所述槽件底板和所述槽件顶板位于所述槽件竖板同侧，所述至少一个弧顶凸件底部连接在所述槽件底板顶部；

所述至少一个弧顶凸件顶部与所述槽件顶板底部之间为槽件导向槽，所述槽件导向槽的槽形与所述弧形插板的板形相对应，所述弧形插板插入所述槽件导向槽内。

进一步地，所述插件竖板的外侧和所述槽件竖板的外侧均设置有辅助钢筋，所述辅助钢筋沿管道纵向设置；

所述辅助钢筋的一端连接到所述插件竖板的外侧或所述槽件竖板的外侧，所述辅助钢筋的另一端插入对应的支撑轨端面内。

进一步地，所述槽件底板远离所述槽件竖板的一端连接有槽件卡板，所述槽件卡板位于所述插件竖板的下方。

进一步地，所述插件竖板底部外侧的支撑轨端面设置有缺口，所述缺口内设置有卡槽；

所述槽件卡板从所述插件竖板的下方插入所述缺口内。

进一步地，所述卡槽的外侧设置有辅助钢筋，所述辅助钢筋沿管道纵向设置；

所述辅助钢筋的一端连接到所述卡槽的外侧，所述辅助钢筋的另一端插入对应的支撑轨端面内。

进一步地，所述装置在梁缝上方两侧的支撑轨之间设置至少两个，两个所述装置沿垂直于管道方向并排布置；

相邻的所述装置，一个所述装置的所述无缝插件和所述无缝槽件与另一个所述装置的所述无缝插件和所述无缝槽件错位布置。

进一步地，所述插件竖板上设置有至少一个垂直于管道方向的第一螺纹孔；

所述槽件竖板上设置有至少一个垂直于管道方向的第二螺纹孔；

相邻的所述装置沿垂直于管道方向并排布置时，一个所述装置的所述第一螺纹孔和另一个所述装置的所述第二螺纹孔相互对应，插入螺杆相互连接。

进一步地，所述槽件底板上设置有若干个弧顶凸件，相邻的所述弧顶凸件之间设置有竖向的凸件间隙。

进一步地，所述若干个弧顶凸件的高度沿所述槽件导向槽从外向内逐渐降低。

进一步地，所述槽件顶板的顶面为平面，所述槽件顶板的底面为弧面，所述槽件导向槽从外向内向下弯曲，所述弧形插板远离插件竖板的一端也向下弯曲；

若干个弧顶凸件顶部与所述弧形插板的接触点的连线轮廓与所述槽件顶板底面的轮廓平行，所述弧形插板的顶面轮廓与底面轮廓平行。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明克服了超高速磁浮交通运营中梁缝处支撑轨断缝的技术问题，在温度作用下梁体不可避免的产生伸缩时，支撑轨表面依然不会出现断缝，能够直接提升磁浮列车运行的平顺性和安全性，技术经济效果显著。

本发明的装置消除了支撑轨表面的断缝，且梁体在伸缩时，装置能够自适应，始终保持支撑轨的接触面平稳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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实施例的附图。

图1是真空管道横断面示意图。

图2是本发明实施例中的无缝化装置平面布置图。

图3是本发明实施例中第一无缝化装置沿管道纵向的断面图。

图4是本发明实施例中第一无缝化装置适应梁缝加宽的状态变化示意图。

图5是本发明实施例中第二无缝化装置沿管道纵向的断面图。

图6是本发明实施例中第二无缝化装置适应梁缝加宽的状态变化示意图。

图7是本发明实施例中的无缝插件结构图。

图8是本发明实施例中的无缝槽件结构图。

图中标识为：

1-梁体，2-支撑轨，3-钢壳，4-无缝插件，5-无缝槽件，6-辅助钢筋，7-梁缝，8-卡槽，9-第一无缝化装置，10-第二无缝化装置；

41-插件竖板，42-第一螺纹孔，43-弧形插板；

51-槽件底板，52-弧顶凸件，53-凸件间隙，54-第二螺纹孔，55-槽件竖板，56-槽件导向槽，57-槽件顶板，58-槽件卡板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，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专利的限制。术语“第一”、“第二”等的描述，仅是为了在区别结构的目的下更清楚的描述结构特征，不应被理解为对关系、顺序、重要度等的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”等应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

在具体实施方式的描述中，将管道长度方向定义为纵向，垂直于管道长度方向定义为横向。如图1所示的真空管道横断面，真空管道的外侧为钢壳3，内侧底部为梁体1，梁体1的横截面可呈U形，梁体1和支撑轨2均为混凝土结构。梁体1沿管道纵向分节段布置，整体会有间隔出现的梁缝7，即纵向相邻的梁体1之间会有横向的梁缝7，支撑轨2位于梁体1上方并沿管道纵向布置，支撑轨2在梁缝7处断开、不连续。

本实施例提供的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，可有效解决上述的断开、不连续问题。如图3，所述装置包括无缝插件4和无缝槽件5，无缝插件4和无缝槽件5分别固定在梁缝7上方两侧的支撑轨2端面上。图3中，无缝插件4位于左侧，无缝槽件5位于右侧。

无缝插件4包括插件竖板41和弧形插板43，如图7，插件竖板41位于梁缝7上方左侧，横向设置，弧形插板43左端连接在插件竖板41顶部右侧，弧形插板43远离插件竖板41的一端即右端向下弯曲，无缝插件4的截面整体呈类L形。在一些实施例中，无缝插件4为钢构件，其插件竖板41和弧形插板43为整铸结构，满足整体结构的刚度需求。

无缝槽件5包括槽件底板51、槽件竖板55、槽件顶板57和至少一个弧顶凸件52，如图8，槽件竖板55横向布置在梁缝7上方右侧，槽件底板51为平板，槽件底板51的右端连接在槽件竖板55底部左侧，槽件顶板57的右端连接在槽件竖板55顶部左侧，槽件顶板57的顶面为平面，在两侧支撑轨2之间形成平面衔接。槽件顶板57的底面为弧面，从左到右向下弯曲。槽件底板51和槽件顶板57均位于槽件竖板55左侧。至少一个弧顶凸件52底部连接在槽件底板51顶部，弧顶凸件52顶部可呈三次抛物线形。在一些实施例中，无缝槽件5为钢构件，其槽件底板51、槽件竖板55、槽件顶板57和弧顶凸件52为整铸结构。在一些实施例中，槽件底板51上设置有多个弧顶凸件52，如图3，弧顶凸件52设置有三个，呈山字形布置，相邻的弧顶凸件52之间设置有竖向的凸件间隙53，弧顶凸件52的高度沿槽件导向槽56从外向内即从左到右逐渐降低，这样的设计，使得多个弧顶凸件52的顶部从左到右逐渐下降，呈弧形降低的趋势。弧顶凸件52顶部与槽件顶板57底部之间为槽件导向槽56，由于多个弧顶凸件52的顶部从左到右逐渐下降，槽件顶板57的底面从左到右向下弯曲，使得槽件导向槽56从外向内即从左到右向下弯曲，槽件导向槽56的槽形可与弧形插板43的板形相对应，弧形插板43可以插入槽件导向槽56内。槽件导向槽56中，弧形插板43与槽件顶板57之间，以及弧形插板43与弧顶凸件52之间均具有一定的余量间隙，互相之间滑动接触，使得弧形插板43可在槽件导向槽56中滑动。若干个弧顶凸件52顶部与弧形插板43的接触点的连线轮廓与槽件顶板57底面的轮廓平行，也即弧形插板43的顶面轮廓与底面轮廓平行。在某些实施例中，可通过填补凸件间隙53或在凸件间隙53内设置横向连接部件增加弧顶凸件52之间的横向约束性，以增强整体稳定性。

无缝插件4和无缝槽件5均通过连接件固定到两侧的支撑轨2端面上，在一些实施例中，连接件可以采用带肋的辅助钢筋6。如图3，插件竖板41的外侧即左侧和槽件竖板55的外侧即右侧均设置有辅助钢筋6，辅助钢筋6沿管道纵向设置。辅助钢筋6的一端连接到插件竖板41或槽件竖板55上，可采用焊接的方式连接。辅助钢筋6的另一端插入对应的支撑轨2端面内。施做时，辅助钢筋6可浇筑至支撑轨2内，增加无缝化装置与支撑轨2的联结力。

如图3，槽件底板51远离槽件竖板55的一端连接有槽件卡板58，槽件卡板58位于插件竖板41的下方，可承载插件竖板41。槽件卡板58相当于槽件底板51向左侧的延伸，与槽件底板51为整铸结构。插件竖板41底部外侧即左侧的支撑轨2端面设置有缺口，缺口内设置有卡槽8，卡槽8是U形槽，槽口向右设置。槽件卡板58从插件竖板41的下方插入缺口内。卡槽8的外侧即左侧也设置有辅助钢筋6，辅助钢筋6沿管道纵向设置，辅助钢筋6的一端焊接连接到卡槽8的外侧即左侧，辅助钢筋6的另一端插入对应的支撑轨2端面内。施做时，辅助钢筋6可浇筑至支撑轨2内。槽件卡板58与卡槽8之间具有一定的余量间隙，使得槽件卡板58可以在卡槽8内滑动。

无缝槽件5是无缝插件4的外部包裹结构，也是其内部支撑结构。当梁体1由于温度变化等原因整体出现伸缩时，梁缝7的纵向宽度会发生变化，如图4所示，梁缝7在某些环境因素影响下变宽，此时梁缝7上方两侧的支撑轨2的相对距离增大，由于无缝插件4和无缝槽件5分别固定在两侧的支撑轨2端面上，因此也会随着上述变化相对远离。在该过程中，弧形插板43在槽件导向槽56中由内向外即由右向左移动，相当于弧形插板43从槽件导向槽56内抽出，槽件卡板58也向右移动，从卡槽8内向右移动。但在该过程中，装置的顶部仍然是一个整体的平面，无缝插件4的顶部和无缝槽件5的顶部仍然是平顺连接的，不会出现断开、不连续的情况。装置适应了这种梁体1的伸缩变形，同时自身具有高平顺性。

在一些实施例中，所述装置在梁缝7上方两侧的支撑轨2之间设置至少两个，两个装置沿垂直于管道方向并排布置。如图2，所述装置在一道支撑轨2上设置有四个。相邻的装置，一个装置为第一无缝化装置9，另一个装置为第二无缝化装置10，第一无缝化装置9的无缝插件4和无缝槽件5与第二无缝化装置10的无缝插件4和无缝槽件5错位布置。如图3的第一无缝化装置9，其无缝插件4位于左侧，无缝槽件5位于右侧，第一无缝化装置9适应梁缝7变化的情况如图4所示。如图5的第二无缝化装置10，其无缝插件4位于右侧，无缝槽件5位于左侧，第二无缝化装置10适应梁缝7变化的情况如图6所示。梁体1伸缩时，带动无缝插件4和无缝槽件5相向或者反向错动，相向错动时，无缝插件4的弧形插板43抽出或插入槽件导向槽56内。弧形插板43的厚度相同，在伸缩错动时保证支撑轨平面无缝、平直。

多个装置并排布置时，装置可以进行横向的连接。在一些实施例中，插件竖板41上设置有至少一个垂直于管道方向的第一螺纹孔42，槽件竖板55上设置有至少一个垂直于管道方向的第二螺纹孔54。如图7和图8，第一螺纹孔42和第二螺纹孔54均设置有四个，自上而下均匀布置。相邻的装置沿垂直于管道方向并排布置时，一个装置的第一螺纹孔42和另一个装置的第二螺纹孔54相互对应，插入横向的螺杆可以相互连接，增加整体性。

与现有技术相比，本装置通过合理设计，消除了支撑轨2表面的断缝，且梁体1在伸缩时，装置能够对伸缩状态进行自适应，始终保持支撑轨2的接触面平稳。既有案例中提出的“指接”形无缝化措施，为了适应桥梁伸缩时梁缝的变化情况，需要预留一定的缝隙，保障梁端在伸长或缩短时都能合理错动，但也说明在任何一种状态下都无法提供车辆运营的绝对平面，始终存在缝隙，而这种缝隙一般随着桥梁长度不同在(5cm-40cm)范围内错动，对于超高速(600-1000km)运营的车体来讲，是存在安全隐患的。相对于这种“指接”形的支撑轨处理结构，本发明提出的弧形导向结构能够有效处理桥梁伸缩时的错动量，将其“转移”至结构内部，最终达到在任何桥梁状态下保证支撑轨表面处于“无缝”的绝对平滑状态。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述装置包括无缝插件(4)和无缝槽件(5)，所述无缝插件(4)和所述无缝槽件(5)分别固定在梁缝(7)上方两侧的支撑轨(2)端面上；

所述无缝插件(4)包括插件竖板(41)和弧形插板(43)，所述弧形插板(43)一端连接在所述插件竖板(41)顶部一侧；

所述无缝槽件(5)包括槽件底板(51)、槽件竖板(55)、槽件顶板(57)和至少一个弧顶凸件(52)，所述槽件底板(51)的一端连接在所述槽件竖板(55)底部一侧，所述槽件顶板(57)的一端连接在所述槽件竖板(55)顶部一侧，所述槽件底板(51)和所述槽件顶板(57)位于所述槽件竖板(55)同侧，所述至少一个弧顶凸件(52)底部连接在所述槽件底板(51)顶部；

所述至少一个弧顶凸件(52)顶部与所述槽件顶板(57)底部之间为槽件导向槽(56)，所述槽件导向槽(56)的槽形与所述弧形插板(43)的板形相对应，所述弧形插板(43)插入所述槽件导向槽(56)内。

2.根据权利要求1所述的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述插件竖板(41)的外侧和所述槽件竖板(55)的外侧均设置有辅助钢筋(6)，所述辅助钢筋(6)沿管道纵向设置；

所述辅助钢筋(6)的一端连接到所述插件竖板(41)的外侧或所述槽件竖板(55)的外侧，所述辅助钢筋(6)的另一端插入对应的支撑轨(2)端面内。

3.根据权利要求1所述的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述槽件底板(51)远离所述槽件竖板(55)的一端连接有槽件卡板(58)，所述槽件卡板(58)位于所述插件竖板(41)的下方。

4.根据权利要求3所述的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述插件竖板(41)底部外侧的支撑轨(2)端面设置有缺口，所述缺口内设置有卡槽(8)；

所述槽件卡板(58)从所述插件竖板(41)的下方插入所述缺口内。

5.根据权利要求4所述的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述卡槽(8)的外侧设置有辅助钢筋(6)，所述辅助钢筋(6)沿管道纵向设置；

所述辅助钢筋(6)的一端连接到所述卡槽(8)的外侧，所述辅助钢筋(6)的另一端插入对应的支撑轨(2)端面内。

6.根据权利要求1所述的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述装置在梁缝(7)上方两侧的支撑轨(2)之间设置至少两个，两个所述装置沿垂直于管道方向并排布置；

相邻的所述装置，一个所述装置的所述无缝插件(4)和所述无缝槽件(5)与另一个所述装置的所述无缝插件(4)和所述无缝槽件(5)错位布置。

7.根据权利要求6所述的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述插件竖板(41)上设置有至少一个垂直于管道方向的第一螺纹孔(42)；

所述槽件竖板(55)上设置有至少一个垂直于管道方向的第二螺纹孔(54)；

相邻的所述装置沿垂直于管道方向并排布置时，一个所述装置的所述第一螺纹孔(42)和另一个所述装置的所述第二螺纹孔(54)相互对应，插入螺杆相互连接。

8.根据权利要求1所述的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述槽件底板(51)上设置有若干个弧顶凸件(52)，相邻的所述弧顶凸件(52)之间设置有竖向的凸件间隙(53)。

9.根据权利要求8所述的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述若干个弧顶凸件(52)的高度沿所述槽件导向槽(56)从外向内逐渐降低。

10.根据权利要求9所述的低真空管道超高速磁浮梁端支撑轨无缝化装置，其特征在于：

所述槽件顶板(57)的顶面为平面，所述槽件顶板(57)的底面为弧面，所述槽件导向槽(56)从外向内向下弯曲，所述弧形插板(43)远离插件竖板(41)的一端也向下弯曲；

若干个弧顶凸件(52)顶部与所述弧形插板(43)的接触点的连线轮廓与所述槽件顶板(57)底面的轮廓平行，所述弧形插板(43)的顶面轮廓与底面轮廓平行。

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