專利名稱：磁浮交通疊合式軌道梁及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于鐵路的建筑，特別是關(guān)于磁浮鐵路的軌道梁的結(jié)構(gòu)和其制造方法。
背景技術(shù)：
軌道交通由原先的蒸氣機(jī)車、有軌電車逐漸向內(nèi)燃機(jī)車、電氣機(jī)車發(fā)展，速度也愈來愈高，以往漫長的旅程，一下子縮短了許多時(shí)間，好象地球在變小了，城市在相互靠近。但在目前信息化的時(shí)代，人們對高達(dá)200公里/時(shí)的軌道交通速度仍感不足，于是一種全新概念的軌道交通——磁浮鐵路也從理論研究逐漸登上實(shí)用舞臺。磁浮鐵路的列車在行進(jìn)時(shí)是懸浮在軌道上空，其間無機(jī)械摩擦，由設(shè)置在軌道上的直線電動機(jī)定子線圈產(chǎn)生的磁力推動列車前進(jìn)，時(shí)速可達(dá)500公里以上，為避免與其他陸上交通交叉和安全起見，采用高架鐵路型式，由架空的軌道梁替代在路基上敷設(shè)的軌道，其長度在25米左右。目前采用較多的是由鋼結(jié)構(gòu)的功能件和預(yù)應(yīng)力混凝土梁通過預(yù)埋的連接件而成的復(fù)合式軌道梁，由于磁浮列車不僅速度高，而且懸浮的間隙小僅10mm左右，這就對線路的施工提出了很高的精度要求，已經(jīng)超出一般土木建筑施工所能達(dá)到的范圍，所以該復(fù)合式軌道梁系在梁體混凝土收縮徐變完成后，在工廠中采用特殊的五坐標(biāo)雙銑鏜機(jī)床對預(yù)埋在混凝土梁體中的連接件的連接面、螺栓孔、定位銷孔進(jìn)行整梁機(jī)加工，而且為了保證機(jī)加工和安裝本身的精度，需要在恒溫的條件下進(jìn)行。為此需要在磁浮鐵路沿線建立設(shè)有恒溫設(shè)備的大型機(jī)加工車間的制梁廠，同時(shí)復(fù)合軌道梁自重大、尺寸長、又給其運(yùn)輸和吊裝帶來一系列問題，如路橋的加固、構(gòu)件的保護(hù)、運(yùn)輸和吊裝設(shè)備的能力等等。這些都使磁浮鐵路工程造價(jià)大為高于一般鐵路的造價(jià)，嚴(yán)重影響磁浮交通的普及推廣。
2003年11月26日公告的ZL01126832.8號《高速軌道交通的軌道結(jié)構(gòu)》發(fā)明專利針對上述復(fù)合式軌道梁存在的問題，提出了將眾多小型的由功能區(qū)鋼構(gòu)件和本體鋼筋混凝土板梁通過連接件連為一體的上層軌面構(gòu)件沿線路縱向用由支撐鋼梁、焊燈、高強(qiáng)螺栓和鋼墊板組成的連接機(jī)構(gòu)架設(shè)在下層承重主梁上的技術(shù)方案，該發(fā)明使原來整體的軌道結(jié)構(gòu)分下層可按常規(guī)土木工程技術(shù)精度要求現(xiàn)場制作的大型承重主梁和上層需機(jī)械精確加工的小型軌面構(gòu)件，因此大為簡化了軌道梁的制作工藝，和對加工設(shè)備、場地以及運(yùn)輸?shù)囊?，不僅可以大量節(jié)省建設(shè)投資，還可以加快施工進(jìn)程，該全鋼連接機(jī)構(gòu)的支撐鋼梁又區(qū)分為不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的剛性支撐鋼梁和柔性支撐鋼梁，剛性支承鋼梁與柔性支撐鋼梁相對于上層的軌面構(gòu)件又有一定的位置排列，這就使整個(gè)軌道結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大，而且大大增加了精調(diào)安裝工藝要求和工作量。此外，其承重主梁直壁鋼梁的側(cè)向剛度較小，不得不采用兩條軌道間加支撐橫梁以提高鋼度。因此該軌道結(jié)構(gòu)不適宜在線路全長上使用，僅適用于跨越中小河道等局部節(jié)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種磁浮交通疊合式軌道梁及其制造方法，解決軌道梁用既便于施工和機(jī)加工，又結(jié)構(gòu)簡單、利于安裝調(diào)節(jié)可在線路全長范圍內(nèi)實(shí)施的分層結(jié)構(gòu)和制造的技術(shù)問題。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種磁浮交通疊合式軌道梁，包含下層預(yù)應(yīng)力混凝土承重主梁和上層帶有功能區(qū)鋼構(gòu)件的鋼筋混凝土軌道板，其特征在于在該軌道板與該承重主梁之間精確定位后，該軌道板縱向中部通過鋼筋混凝土與承重主梁形成剛性連接；底面近其縱向兩端處通過型鋼連接于該承重主梁上，形成軌道板沿其兩端可縱向位移的支承連接。所說縱向是指與線路平行的方向。
最好是在所述軌道板縱向中部設(shè)置有開孔，所述承重主梁頂部設(shè)置有伸入該軌道板開孔中的預(yù)留鋼筋，混凝土澆灌于該軌道板的開孔中。
所述型鋼最好是H型鋼。
所述型鋼可以是預(yù)埋在軌道板中的。
進(jìn)一步地，該承重主梁頂部對應(yīng)于該軌道板型鋼處設(shè)有內(nèi)部鋼筋不切斷的預(yù)留孔和安裝時(shí)用混凝土固定于該預(yù)留孔處的預(yù)埋鋼板，安裝時(shí)型鋼用因定件連接于該預(yù)埋鋼板上。
進(jìn)一步地，該預(yù)埋鋼板帶有剪力釘。
該預(yù)埋鋼板也可以帶有微調(diào)螺栓，用于調(diào)節(jié)型鋼的安裝高度。
每個(gè)承重主梁上可以沿線路方向裝多個(gè)軌道板。
所述軌道板的開孔個(gè)數(shù)可以為若干個(gè)，橫向排列，所說橫向是指與線路垂直的方向。
該型鋼和預(yù)埋鋼板可以設(shè)置成分別與線路方向垂直，該型鋼下部端面用螺母連接固定于預(yù)埋鋼板的預(yù)埋螺釘上，形成由型鋼腹板可彎曲變形的支承連接。
該型鋼也可以設(shè)置成與線路方向平行，該型鋼用螺釘通過彈性扣件與預(yù)埋鋼板形成可縱向位移的支承連接。
根據(jù)需要，該軌道板底面近其縱向兩端處設(shè)置有與線路方向垂直的橫坡，該型鋼設(shè)于該橫坡上。
與上述軌道梁相應(yīng)，本發(fā)明還提供了該軌道梁的制造方法，主要包括以下步驟制造帶有功能區(qū)鋼構(gòu)件的鋼筋混凝土軌道板，在該軌道板的縱向中部預(yù)留有開孔，底面近其縱向兩端處設(shè)置型鋼；制造預(yù)應(yīng)力混凝土承重主梁，在其頂部對應(yīng)軌道板開口的位置預(yù)留用于伸入該開口中的鋼筋；將軌道板疊合于承重主梁之上，承重主梁的預(yù)留鋼筋伸入到軌道板的確開口中，將軌道板與承重主梁之間進(jìn)行精確定位，然后以混凝土澆灌于該軌道板的開口中，使軌道板中間與承重主梁之間形成剛性連接；將所述型鋼連接于承重主梁上，形成軌道板沿其兩端可縱向位移的支承連接。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.大型的預(yù)應(yīng)力混凝土承重主梁可以現(xiàn)場預(yù)制，不僅可以減少制梁廠的占地面積，而且也省去了許多運(yùn)輸?shù)跹b工作。
2.軌道板尺寸遠(yuǎn)小于承重主梁，既降低了機(jī)加工的難度和對加工設(shè)備的要求，也減少了場地占用面積和機(jī)加工車間的規(guī)模；而且軌道板可以作為標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)行批量化生產(chǎn)，不僅可以保證機(jī)架工的精度，又能進(jìn)一步促進(jìn)生產(chǎn)成本的下降。
3.軌道板的重量輕，承重主梁的自重也大為降低，從而降低了現(xiàn)場吊裝的難度和對設(shè)備能力的要求。
4.軌道板和承重主梁的結(jié)構(gòu)和它們的連接方式簡單，操作調(diào)整方便，而梁與梁之間的關(guān)系可通過支座進(jìn)行精調(diào)，因此更適宜于線路全線采用。
5.承重主梁采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混土結(jié)構(gòu)，完全能滿足其側(cè)向剛度要求，不必另設(shè)側(cè)梁輔助結(jié)構(gòu)。
6.能大幅度地降低磁浮鐵路軌線建設(shè)成本，利于將磁浮技術(shù)在長大干線上使用。


圖1為本發(fā)明的立面示意圖。
圖2為本發(fā)明的平面示意圖。
圖3為圖1中A-A剖視示意圖。
圖4為圖1中的B-B剖視示意圖。
圖5為預(yù)埋鋼板的微調(diào)螺栓結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為設(shè)置有橫坡結(jié)構(gòu)的軌道板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為承重主梁結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為H型鋼的又一種支承結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9～圖10為彈性扣件截面及平面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明如圖1和圖2所示，它包含下層的預(yù)應(yīng)力混凝土承重主梁2和位于上層帶有功能區(qū)鋼構(gòu)件的鋼筋混凝土軌道板1。該軌道板1兩側(cè)的功能區(qū)預(yù)埋有滑行板13(參見圖3和圖4)、側(cè)面導(dǎo)向板11及定子固定件12等鋼構(gòu)件，其中部設(shè)置有若干個(gè)開孔4，該開孔4可以是如圖所示2個(gè)，按橫向排列，或者是一個(gè)橫向的整體孔；或者是更多的橫向排列的單體孔；其底面近兩端處分別設(shè)置有垂直于軌道梁方向(即縱向)的H型鋼3，該H型鋼3通過其頂面上的預(yù)埋剪力釘31與軌道板1固定連接。該滑行板13、側(cè)面導(dǎo)向板11及定子固定件12也可以焊接成一體后，通過預(yù)埋的連接件與軌道板1相連。
預(yù)應(yīng)力混凝土的承重主梁2頂面對應(yīng)軌道1中部的開孔4處，設(shè)置有向上突起的預(yù)埋鋼筋9(參見圖7)，而對應(yīng)于軌道板1的H型鋼3處設(shè)置有預(yù)留孔7，該預(yù)留孔7內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋不切斷。在該預(yù)留孔7處設(shè)置有用預(yù)埋螺栓5與H型鋼3連接的預(yù)埋鋼板6，該預(yù)埋鋼板6通過其底面上的剪力釘31和預(yù)埋螺栓5在預(yù)留孔7內(nèi)灌注混凝土漿料實(shí)現(xiàn)與承重主梁2的固定連接。由于位于兩側(cè)的預(yù)埋鋼板6主要用于調(diào)節(jié)軌道板1豎向的位置，除可用墊片調(diào)節(jié)外，也可以用圖5所示的微調(diào)螺栓8進(jìn)行微調(diào)，當(dāng)符合要求后，可將螺栓頂部與H形鋼3底部點(diǎn)焊，由于減少鋼板設(shè)置和二次灌漿，因此施工時(shí)間大大減少，同時(shí)不需要墊片調(diào)整，施工效率明顯提高，費(fèi)用支出亦不增加。
將機(jī)加工的軌道板1其開孔4插在預(yù)留鋼筋9處，經(jīng)精確定位后，向開孔4內(nèi)灌澆混凝土漿料，使它們實(shí)現(xiàn)剛性的固定連接，而軌道板1兩端則通過H型鋼3支承在承重主梁2頂面的預(yù)埋鋼板6上，由于該H型鋼3的腹板薄，具有一定的彈性變形能力，因此軌道板1與承重主梁2之間因溫度差產(chǎn)生的相對變形所導(dǎo)致的溫度應(yīng)力，可以通過H型鋼3腹板的彈性變形得到釋放，而在軌道梁橫向(Y)和豎向(Z)軌道板1與承重主梁2之間的相對變形則受到嚴(yán)格的限制。
為平衡列車轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力，軌道梁需要具有一定的橫向傾斜，本發(fā)明對在敷設(shè)于線路轉(zhuǎn)彎處的軌道板1’底面設(shè)置有橫坡14(參見圖6)，該H型鋼3則位于該橫坡14上。
請參閱圖8～圖10所示，本發(fā)明可以將H型鋼3沿線路縱向設(shè)置在軌道板1兩端附近，此時(shí)H型鋼3下緣由鐵路軌線常用的彈性扣件10扣緊在預(yù)埋鋼板6上，該扣件10允許H型鋼3在線路縱向產(chǎn)生一定的位移，以釋放溫度應(yīng)力，而沿線路橫、豎方向的位移受到嚴(yán)格限制。當(dāng)H型鋼3縱向設(shè)置時(shí)，通常在軌道板1每端與線路平行對稱地設(shè)置兩塊短的H型鋼3；但也可以在每端中間設(shè)置一個(gè)較長的H型鋼3，此時(shí)承重主梁2上的預(yù)埋鋼板6也應(yīng)相應(yīng)地沿縱向設(shè)置在承重主梁2上。
上述實(shí)施例中本發(fā)明優(yōu)選使用了H型鋼作支承鋼梁，但也可以采用槽鋼、方鋼等型鋼來作支承鋼梁，或者如DE197354811C號德國發(fā)明專利中所述的板狀鋼構(gòu)件，它們多能滿足本發(fā)明的支承鋼梁的需要。因此，這些在支承鋼梁形狀上的改變均處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁浮交通疊合式軌道梁，包含下層頂預(yù)應(yīng)力混凝土承量主梁和上層帶有功能區(qū)鋼構(gòu)件的鋼筋混凝土軌道板，其特征在于在該軌道板與該承重主梁之間精確定位后，該軌道板縱向中部通過鋼筋混凝土與承重主梁形成剛性連接；底面近其縱向兩端處通過型鋼連接于該承重主梁上，形成軌道板沿其兩端可縱向位移的支承連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特在于所述型鋼是H型鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于；所述軌道板縱向中部設(shè)置有開孔，所述承重主梁頂部設(shè)置有伸入該軌道板開孔中的預(yù)留鋼筋，混凝土澆灌于該軌道板的開孔中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于所述型鋼是H型鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于所述H型鋼是預(yù)埋在軌道板中的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于該承重主梁頂部對應(yīng)于該軌道板H型鋼處設(shè)有內(nèi)部鋼筋不切斷的預(yù)留孔和安裝時(shí)用混凝土固定于該預(yù)留孔處的預(yù)埋鋼板，安裝時(shí)用固定件將H型鋼連接于該預(yù)埋鋼板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于該預(yù)埋鋼板帶有剪力釘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于該預(yù)埋鋼帶有用于調(diào)節(jié)H型鋼安裝高度的微調(diào)螺栓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8之一所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于；每個(gè)承重主梁上沿線路方向安裝有多個(gè)軌道板。
10.根據(jù)權(quán)利要求3～8之一所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于所述軌道板的開孔個(gè)數(shù)為若干個(gè)，橫向排列。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～8之一所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于該軌道板底面近其縱向兩端處設(shè)置有與線路方向垂直的橫坡，該型鋼設(shè)于該橫坡上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～8之一所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于該型鋼與線路方向垂直，該型鋼下部端面用螺母連接固定于承重主梁的預(yù)埋螺釘上，形成由型鋼腹板可彎曲變形地支承連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于；該軌道板底面近其縱向兩端處設(shè)置有與線路方向垂直的橫坡，該型鋼設(shè)于該橫坡上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～8之一所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于；該型鋼與線路方向平行，該型鋼用螺釘通過彈性扣件與承重主梁的預(yù)埋鋼板形成可縱向位移的支承連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁浮交通疊合式軌道梁，其特征在于該軌道板底面近其縱向兩端處設(shè)置有與線路方向垂直的橫坡，該型鋼設(shè)于該橫坡上。
16.一種用于權(quán)利要求1所述的磁浮交通疊合式軌道梁的制造方法，包括以下步驟制造帶有功能區(qū)鋼構(gòu)件的鋼筋混凝土軌道板，在該軌道板的縱向中部預(yù)留有開孔，底面近其縱向兩端處設(shè)置型鋼；制造預(yù)應(yīng)力混凝土承重主梁，在其頂部對應(yīng)軌道板開口的位置預(yù)留用于伸入該開口中的鋼筋；將軌道板疊合于承重主梁之上，承重主梁的預(yù)留鋼筋伸入到軌道板的開口中，將軌道板與承重主梁之間進(jìn)行精確定位，然后以混凝土澆灌于該軌道板的開口中，使軌道板中間與承重主梁之間形成剛性連接；將所述型鋼連接于承重主梁上，形成軌道板沿其兩端可縱向位移的支承連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于在制造軌道板時(shí)將所述型鋼預(yù)埋在軌道板中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于制造承重主梁時(shí)在該承重主梁頂部對應(yīng)于該軌道板型鋼處設(shè)置內(nèi)部鋼筋不切斷的預(yù)留孔，安裝時(shí)先用混凝土將預(yù)埋鋼板固定于該預(yù)留孔處，然后用固定件將型鋼連接于該預(yù)埋鋼板上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于；用在預(yù)埋鋼板上設(shè)置的剪力釘和預(yù)埋螺栓實(shí)現(xiàn)與承重主梁的固定連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于用預(yù)埋鋼板上設(shè)置的微調(diào)螺栓調(diào)節(jié)型鋼的安裝高度。
21.根據(jù)權(quán)利要求16～20所述的方法，其特征在于將與型鋼連接的橫坡沿線路垂直方向設(shè)置在該軌道板底面近其縱向的兩端處。
22.根據(jù)權(quán)利要求16～20所述的方法，其特征在于該型鋼沿與線路方向垂直的方向設(shè)置，用螺母將該型鋼下部端面連接固定于承重主梁的預(yù)埋螺釘上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于將與型鋼連接的橫坡沿線路垂直方向設(shè)置在該軌道板底面近其縱向的兩端處。
24.根據(jù)權(quán)利要求16～20所述的方法，其特征在于該型鋼沿與線路方向平行的方向設(shè)置，用螺釘通過彈性扣件將該型鋼與承重主梁的預(yù)埋鋼板連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于將與型鋼連接的橫坡沿線路垂直方向設(shè)置在該軌道板底面近其縱向的兩端處。
全文摘要
一種磁浮交通疊合式軌道梁，包含下層預(yù)應(yīng)力混凝土承重主梁和上層帶有功能區(qū)鋼構(gòu)件的鋼筋混凝土軌道板，其特征在于該軌道板中部設(shè)置有開孔，底面近其兩端處分別預(yù)埋設(shè)有H型鋼；該承重主梁頂部設(shè)置有伸入該軌道板開孔中的預(yù)留鋼筋、對應(yīng)于該軌道板H型鋼處的內(nèi)部鋼筋不切斷的預(yù)留孔和安裝時(shí)用混凝土固定于該預(yù)留孔處的預(yù)埋鋼板；在該軌道板于該承重主梁之間精確定位后，以混凝土澆灌于軌道板的開孔中使軌道板中間與承重主梁形成剛性連接，由固定件將該H型鋼連接于該預(yù)留鋼板上形成軌道板沿線路兩端可縱向位移的支承連接。本發(fā)明解決軌道梁用既便于施工和機(jī)加工，又結(jié)構(gòu)簡單、利于安裝調(diào)節(jié)可在線路全長范圍內(nèi)實(shí)施的分層結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題。
文檔編號E01B25/30GK1699692SQ200510027248
公開日2005年11月23日 申請日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者曾國鋒, 葉豐, 曹雪峰, 萬建軍, 李文沛, 朱志偉, 施丹, 陳定祥 申請人:上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心, 上海邁祥工程技術(shù)咨詢有限公司