CN202279115U - 真空式节能型磁悬浮客车预应力管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，其包括混凝土管体和复合管体以及设置在混凝土管体和复合管体内的有环筋和纵筋制成的复合圆筒形骨架，所述的复合圆筒形骨架包括外层骨架和里层骨架，外层骨架上设置有环向筒管，里层骨架和环向筒管之间设置有纵向筒管，环向筒管和纵向筒管内设置有经张拉产生预应力由锚具固定的钢绞线，在管体的内壁两侧设置有定位角，在定位角之间设置有轨道板，在管体的上部或侧部设置有通过排风孔相连通的复合管体，在管体的下部设置有支撑板，在支撑板的下部设置有限位墩，在复合管体的上端设置有降压舱。本实用新型能降低工程造价，提高管道的抗高压、抗位移、抗沉降、抗扭曲、抗冲击的性能，能保证磁悬浮客车在负压条件下的正常运行。

Description

真空式节能型磁悬浮客车预应力管道

技术领域

本实用新型涉及真空式节能型磁悬浮客车预应力管道。

背景技术

磁悬浮铁路是一种新型的高速交通系统，随着社会经济的快速发展，国外发达国家已趋于成熟。我国在2001年引进了德国的磁悬浮技术，于2003年投入商业运营，已创下了每小时501公里的世界纪录。通过几年的全天候运营，证明达到400公里的速度就会受到“空气阻力”的影响，能耗已明显增加，噪声已明显超过标准。为了提高行车速度，业内知名专家已通过试验证明如能建造一条与外部空气隔绝的管道，将管道内降到0.5个大气压，运行速度就可达到600公里以上。由此可以证明，磁悬浮技术的潜能特别大，发展水平会特别超前。为了发挥高速真空磁悬浮管道线路的优势，研究一种“结构功能独特、节能节资明显、安全运行可靠、实用效果良好”的真空式节能型磁悬浮客车预应力管道是特别适时的，也是非常有实用价值、有深远意义的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，进行基础“结构创新”，降低工程造价，提高管道的抗高压、抗位移、抗沉降、抗扭曲、抗冲击的性能，能保证磁悬浮客车在负压条件下的正常运行。

本实用新型采用以下技术方案：

一种真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，其特征在于：其包括混凝土管体和复合管体以及设置在混凝土管体和复合管体内的有环筋和纵筋制成的复合圆筒形骨架，所述的复合圆筒形骨架包括外层骨架和里层骨架，外层骨架上设置有环向筒管，里层骨架和环向筒管之间设置有纵向筒管，环向筒管和纵向筒管内设置有经张拉产生预应力由锚具固定的钢绞线，在管体的内壁两侧设置有定位角，在定位角之间设置有轨道板，在管体的上部或侧部设置有通过排风孔相连通的复合管体，在管体的下部设置有支撑板，在支撑板的下部设置有限位墩，在复合管体的上端设置有降压舱。

在所述外层骨架的里侧或外侧设置有呈均匀分布的由加强筋固定的环向筒管，在环向筒管内设置有一根以上经张拉产生预应力的钢绞线，在管体的底部、上部或侧部设置有支撑板，在支撑板的两侧设置有固定钢绞线的锚具，在环向筒管和里层骨架之间设置有纵向筒管，在纵向筒管和复合圆筒管内设置有一根以上经两端张拉或一端张拉产生预应力的钢绞线，在管体和复合管体的施工段面设置有固定钢绞线的锚具。

在所述的管体内壁两侧设置有定位角，在定位角内设置有通气管和通水管以及通电管，在定位角之间设置路轨板，在路轨板的下部和侧部设置有隔振层，在管体和复合管体的连接处设置有信号监控装置。

在所述的管体的下部设置有支撑板，在支撑板底部和侧部设置有限位墩，在支撑板和限位墩之间设置有托底梁，在托底梁和支撑板、限位墩的结合部设置有隔振层。在支撑板和托底梁内设置有纵向筒管，在纵向筒管内设置有经张拉产生预应力由锚具固定的钢绞线。

在管体和复合管体的中部设置有真空舱，降压舱）设置在复合管体的上部，在降压舱和真空舱内设置有组合抽气机，在管体和复合管体端部设置有对口连接缝。

在管体和复合管体的端部设置有连接箱，在连接箱的上部设置有稳压舱，在连接箱的侧部设置有安检房，在连接箱和安检房之间设置有复合密封门。

在管体和复合管体的端部设置有连接箱，连接箱的侧部设置有功能房，在功能房的底部设置有排污井。

在管体的端部设置有复合圆拱形客运站，在复合圆拱形客运站两侧设置有复合密封门，在复合密封门的两侧设置有路轨板，在复合圆拱形客运站的下部设置有排污井，复合圆拱形客运站设置在地平面的下部和上部。

本实用新型的积极效果如下：

本实用新型以节能节资为根本，以实用结构创新为先导，以功能配置为目标，从实际出发优化设置管体和配套体系。采用复合圆形环向预应力网状结构的新模式，能制成5-15米内径的管体。采用环向交叉张拉、复合内壁锚固的新工艺新技术，在管体承受外荷载前先对混凝土管体预加压力，促使整个管体结构形成“向心应力”，从而可以抵消由于内外荷载产生的全部或部分拉应力，保证已形成“向心应力”的管体不出现压应力和拉应力状态下的开裂。采用纵向连接的新技术、新方式，按管道设置长度要求把相邻管段连接成30-300米得管体，保证能增强管体抗剪切、抗弯曲、抗冲击的性能。采用分段限位、减压隔振的新结构方式，使整个管道具备抗高压、抗位移、抗沉降、抗变形、抗地震的条件，能达到又环保、又节能、又耐久的高标准要求。

真空式节能型磁悬浮客车预应力管道属结构创新，在管体的上部设置复合管体，在管体和复合管体之间设置有排风管，有助于车体的上浮，能防止管内的空气形成相对气流，能减少高速行车阻力。依据磁悬浮行车的原理，在管体内壁两侧设置双层U型定位角，有利于路轨板的安装，有利于导向轨的安装。在管体和复合管体的连接部内设置信号监控装置预留管，符合管体内壁面平顺、平滑的标准要求，更有利于建立各种自动体系。在路轨板的中部设置组合层有利于路轨板的调整安装，在路轨板的底部和侧部设置用特种橡胶制造的隔振层，能保证和新型预应力路轨板形成柔性道床，能达到减振降噪的高标准要求。

依据空气动力学的原理和真空气流的活动规律，在管体和复合管体的中部和端部设置有降压舱可有效降低管体内的大气压。在管体和复合管体的中部和端部设置有真空舱，可以安装大功率的组合抽气机组，能按行车速度更有效的降低管体内的大气压。在管体的中部按设计要求设置有稳压舱，可以安装精密的气体调控装置，自动调节管体内的负压标准，能保证磁悬浮客车的正常运行。在管体中部或端部设置有安检房和功能房，能按照设计要求建立信号监控装置系统，建立安全保障系统、自动控制系统。在管道的中部和端部设置有复合密封门，能保证上、下车的安全，能达到高标准的设置要求。

附图说明

附图1为本实用新型管体和复合管体结构示意图。

附图2为本实用新型管体和复合管体断面结构示意图。

附图3为本实用新型加强筋和环向筒管组合结构示意图。

附图4为本实用新型环向筒管和纵向筒管断面示意图。

附图5为本实用新型降压舱侧立面结构示意图。

附图6为本实用新型真空舱断面结构示意图。

附图7为本实用新型真空舱侧立面结构示意图。

附图8为本实用新型连接箱、安检房、稳压舱断面结构示意图。

附图9为本实用新型连接箱、功能房断面结构示意图。

附图10为本实用新型客运站断面结构示意图。

附图11为本实用新型客运站侧立面结构示意图。

在附图中：1管体、2复合管体、3外层骨架、4里层骨架、5外层纵筋、6外层环筋、7加强筋、8环向筒管、9里层环筋、10里层纵筋、11纵向筒管、12定位角、13排风孔、14通气管、15通水管、16通电管、17支撑板、18钢绞线、19锚具、20复合圆筒管、21路轨板、22磁悬浮客车、23信号监控装置、24隔振层、25托底梁、26限位墩、27套管钢绞线、28垫层、29降压舱、30地平面、31组合抽气机、32对口连接缝、33真空舱、34调控机房、35连接箱、36稳压舱、37安检房、38复合密封门、39功能房、40排污井、41客运站。

具体实施方式

如附图1、2所示，本实用新型包括混凝土管体1和复合管体2以及设置在管体1和复合管体2内的由外层纵筋5和外层环筋6构成的外层骨架3，由里层环筋9、里层纵筋10构成的里层骨架4，在外层骨架3的里侧或外侧设置有环向筒管8，在里层骨架4和环向筒管8之间设置有纵向筒管11，在环向筒管8和纵向筒管11内设置有经张拉产生预应力由锚具19固定的钢绞线18，复合管体2设置在管体1的上部，在管体1和复合管体2之间设置排风孔13，在管体1的内壁两侧设置有定位角12，在定位角12内设置有通气管14、通水管15，在管体1的下部设置有支撑板17。

如附图2所示，在外层骨架3、里层骨架4之间设置有复合圆筒管20，复合筒管20内的钢绞线18经张拉后在管体1的上部的由锚具19固定。在纵向筒管11内的钢绞线18经张拉后在管体1和复合管体2以及支撑板17、托底梁25的两侧或一端由锚具19固定。在管体1的内壁设置有路轨板21，在路轨板21下部设置有隔振层19，在上层定位角12之间和路轨板21的上部设置有磁悬浮客车22。在管体1和复合管体2的连接处设置有信号监控装置23。在管体1的下部设置有托底梁25、限位墩26，支撑板17和托底梁25可分体设置也可整体设置，限位墩26设置在支撑板17的下部和两侧，也可设置在下部。

如附图3或4所示，在管体1和复合管体2内设置有外层纵筋6和外层环筋5，在外层纵筋6的里侧或外侧设置有环向筒管8、复合圆筒管20，在环向筒管8和复合圆筒管20内设置有一根以上的钢绞线18，在环向筒管8和复合圆筒管20内设置有一根以上的钢绞线18和套管钢绞线27，可分别设置也可合并设置，

也可设置套管钢绞线27。

如附图5所示，在复合管体2上部设置有降压舱29，在降压舱内设置有组合抽气机31，降压舱29设置在地平面30的上部和下部。在管体1和复合管体2设置的降压舱两端设置有对口连接缝32。在管体1内壁设置有定位角12、路轨板21。在管体1下部设置有托底梁25、限位墩26、垫层28。

如附图6所示，在复合管体2和管体1两侧设置有下真空舱33，在管体1的两侧和上部以及复合管体2的上部设置有排风孔13和真空舱33相连接。在复合管体2的外侧上部设置有定位角12，定位角12和上部的调控机房24相连接。在管体1和复合管体2的下部设置的支撑板17，复合筒管2内设置张拉的钢绞线18，在管体内壁的上部和下部分别由锚具19固定。在定位角12之间设置有路轨板21，在定位角内设置有通气管14、通水管15，在路轨板21下部和两侧设置有隔振层23。在管体1的下部设置有托低梁25、限位墩26。

如附图7所示，在管体1和复合管体2以及定位角12的上部设置有真空舱33、调控机房34、组合抽气机31。在管体1和复合管体2以及调控机房34的两端设置有对口连接缝32。在管体1和复合管体2之间以及上部设置有排气孔13。在管体1内壁下部设置有路轨板21、隔振层19。在管体1的下部设置有托底梁25、限位墩26、垫层28。

如附图8所示，在管体1和复合管体2的中部或端部设置有连接箱35，在连接箱的上部设置有稳压舱36，在连接箱35和稳压舱36之间设置有排风孔13。连接箱端面和管体1相连接，在管体内壁设置有定位角12，在定位角12内设置有通气管14、通水管15、通电管16，在定位角之间设有路轨21、隔振层24。在连接箱35的侧面设置有安检房37，在安检房和连接箱之间设置有复合密封门38、对口连接缝32。

如附图9所示，在管体1和复合管体2的中部和端部设置有连接箱35，连接箱35的端面设置和管体1、复合管体2相连接，在管体1和复合管体2的内壁设置有定位角12，在定位角12内设置有通气管14、通水管15、通电管16，在定位角12之间设置有路轨板21、隔振层24。在连接箱35的侧面设置有功能房39，在功能房39的下部设置有排污井40。在功能房39和连接箱35之间设置有复合密封门38、对口连接缝32。功能房39设置在地平面30的上部或下部。 

如附图10所示，在管体1和复合管体2的中部设置有复合圆拱形客运站41，在定位角12内分别设置有通气管14、通水管15、通电管16，定位角12之间分别设置有路轨板21，在路轨板下面设置有隔振层24，在管体1和复合管体2内分别设置有排气孔13，在排气孔13的两侧分别设置有信号监控装置23。在管体1和复合圆拱形客运站41的下部设置有加长支撑板17、托底梁25、和限位墩26、排污井40，在管体1和复合管体2以及支撑板17、托底梁25、客运站41内设置有环向筒管8和纵向筒管11，在环向筒管8和纵向筒管11内设置的钢绞线18分别在支撑板17的侧部和托底梁25、客运站41的端部由锚具19固定，在客运站41的设置有和两侧管体1相连接的复合密封门38。

如附图11所示， 在复合圆拱形客运站41内设置有连体的复合密封门38.在管体1、复合管体2的两端设置有对口连接缝32。在管体1和复合管体2内分别设置有外层纵筋5、外层环筋6、加强筋7、环向筒管8、里层环筋9、里层纵筋10、纵向筒管11，在管体1的下部设置有托底梁25、限位墩26、排污井40，复合圆拱形客运站41设置在地平面30的下部和上部。

本实用新型采用复合圆形环向预应力网状结构的新模式，在圆形管体的内壁两侧设置双层定位角，形成了两个U型槽，下部的U型槽，有利于按管线的设置要求用专用工具和机具安装路轨板，两侧的定位角的上平面可以行走定制的工程车辆和路检专用车辆。在定位角内设置通气管、通水管、通电管有利于安装，还有利于保护，更有利于行车安全。在管体上部设计排风孔复合空气动力学的原理范围，也符合气流的移动规律。在路轨板的下部和侧部设置隔振层能使路轨板形成柔性道床，有利于磁悬浮客车的运行。

本实用新型设置圆形管体有利于磁悬浮客车的运行，更有利于施工。在今后的发展过程中首先发展的必然选择占据平原的发达地区，依据平原地区的地质状况必定会选择开槽的施工方式。如要选择丘陵地区或山区或跨江、湖、海地区可以选择盾构的施工方法，在管体的外部加上管片外衬，可在管片外衬和管体之间设置隔振层，能适应任何一种地质结构。在平原施工也可以在管片外部设置隔振层，也可在管体内壁设置精装吸音板，能达到减振降噪的高标准要求。

本实用新型在管体的底部设置托底梁有利管线的承重，随着社会经济的发展，磁悬浮也有可能往“真空货运”方面发展。所述的托底梁可以根据管线设计要求，把支撑板和托底梁合为一体。也可根据管线设计要求，设置大小不同、深浅不同的限位墩。

本实用新型由于采用了新结构、新工艺、新技术，所设置的有效断面造价能低于现在高铁平均造价，很有利于今后的发展。还由于采用了纳米混凝土材料的新配方，能提高了管体的质量标准，可以加倍的延长管道的运行寿命。

本实用新型依据磁悬浮技术领域的优势优化了整个管线构造，能和各种高新技术体系合为一体，本实用新型随着社会经济的高速发展必然会给人类带来最大的时运和效益，可以发展成为节能交通，用现代的科学技术利用组合抽气机排出的气体进行发电，还可以利用多余的气体制造氧气和冷气，除给管线备用外还可为其他行业服务，利用管道回填的土地可以建立绿色长廊，改变沿线的生态。由此可以证明：比较低的工程造价、特别快的运行速度、良好的运行环境、安全的运行方式、长远的运行寿命、巨大的运行效益，一定能发展成为现代化的管道特高速客车运行系统。

Claims (8)

1.一种真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，其特征在于：其包括混凝土管体（1）和复合管体（2）以及设置在混凝土管体（1）和复合管体（2）内的有环筋和纵筋制成的复合圆筒形骨架，所述的复合圆筒形骨架包括外层骨架（3）和里层骨架（4），外层骨架（3）上设置有环向筒管（8），里层骨架（4）和环向筒管（8）之间设置有纵向筒管（11），环向筒管（8）和纵向筒管（11）内设置有经张拉产生预应力由锚具（19）固定的钢绞线（18），在管体（1）的内壁两侧设置有定位角（12），在定位角（12）之间设置有轨道板（21），在管体（1）的上部或侧部设置有通过排风孔（13）相连通的复合管体（2），在管体（1）的下部设置有支撑板（17），在支撑板（17）的下部设置有限位墩（26），在复合管体（2）的上端设置有降压舱（29）。

2.根据权利要求1所述的真空式节能磁悬浮客车预应力管道，其特征在于：在所述外层骨架（3）的里侧或外侧设置有呈均匀分布的由加强筋（7）固定的环向筒管（8），在环向筒管（8）内设置有一根以上经张拉产生预应力的钢绞线（18），在管体（1）的底部、上部或侧部设置有支撑板（17），在支撑板（17）的两侧设置有固定钢绞线（18）的锚具（19），在环向筒管（8）和里层骨架（4）之间设置有纵向筒管（11），在纵向筒管（11）和复合圆筒管内设置有一根以上经两端张拉或一端张拉产生预应力的钢绞线（18），在管体（1）和复合管体（2）的施工段面设置有固定钢绞线（18）的锚具（19）。

3.根据权利要求1或2所述的真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，其特征在于：在所述的管体（1）内壁两侧设置有定位角（12），在定位角（12）内设置有通气管（14）和通水管（15）以及通电管（16），在定位角（12）之间设置路轨板（21），在路轨板（21）的下部和侧部设置有隔振层（24），在管体（1）和复合管体（2）的连接处设置有信号监控装置（23）。

4.根据权利要求1或2所述的真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，其特征在于：在所述的管体（1）的下部设置有支撑板（17），在支撑板（17）底部和侧部设置有限位墩（26），在支撑板（17）和限位墩（26）之间设置有托底梁（25），在托底梁（25）和支撑板（17）、限位墩（26）的结合部设置有隔振层（24），在支撑板（17）和托底梁（25）内设置有纵向筒管（11），在纵向筒管（11）内设置有经张拉产生预应力由锚具（19）固定的钢绞线（18）。

5.根据权利要求1或2所述的真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，其特征在于：在管体（1）和复合管体（2）的中部设置有真空舱（33），降压舱（29）设置在复合管体（2）的上部，在降压舱（29）和真空舱（33）内设置有组合抽气机（31），在管体（1）和复合管体（2）端部设置有对口连接缝（32）。

6.根据权利要求1或2所述的真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，其特征在于：在管体（1）和复合管体（2）的端部设置有连接箱（35），在连接箱（35）的上部设置有稳压舱（36），在连接箱（35）的侧部设置有安检房（37），在连接箱（35）和安检房（37）之间设置有复合密封门（38）。

7.根据权利要求1或2所述的真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，其特征在于：在管体（1）和复合管体（2）的端部设置有连接箱（35），连接箱的侧部设置有功能房（39），在功能房的底部设置有排污井（40）。

8.根据权利要求1或2所述的真空式节能型磁悬浮客车预应力管道，其特征在于：在管体（1）的端部设置有复合圆拱形客运站（41），在复合圆拱形客运站（41）两侧设置有复合密封门（38），在复合密封门（38）的两侧设置有路轨板（21），在复合圆拱形客运站（41）的下部设置有排污井（40），复合圆拱形客运站设置在地平面（30）的下部和上部。

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