本實(shí)用新型屬于中低速磁懸浮交通工程低置線路技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及中低速磁浮雙線挖方地段承軌梁結(jié)構(gòu)型式。
背景技術(shù):
中低速磁懸浮軌道交通屬于一種新型交通方式,國(guó)內(nèi)外的研究成果較少,全世界開通運(yùn)營(yíng)的線路更是少數(shù)。目前只有2005年3月日本建設(shè)開通的中低速磁懸浮鐵路商業(yè)運(yùn)行線-東部丘陵線和2014年6月韓國(guó)開通的中低速磁懸浮鐵路商務(wù)運(yùn)行線。而中國(guó)的中低速磁懸浮交通目前只有國(guó)防科技大學(xué)試驗(yàn)線、青城山試驗(yàn)線、唐山實(shí)驗(yàn)線,但沒有投入運(yùn)營(yíng)的正式線路,且均以高架結(jié)構(gòu)為主,鮮見有關(guān)低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)方面的研究與應(yīng)用。
中低速磁懸浮懸交通土建部分主要包含橋梁、低置線路、車站及車輛段,低置線路由軌排、承軌梁與承軌梁下路基組成,支承軌道的承軌梁設(shè)置在由土工結(jié)構(gòu)物構(gòu)成的路基之上,中低速磁懸浮列車的運(yùn)行包括懸浮、導(dǎo)向、驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)都需要在承軌梁上完成的。磁懸浮列車對(duì)線路結(jié)構(gòu)變形要求很高,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)很小的變形就可能影響乘車的舒適性甚至威脅行車安全,所以承軌梁的設(shè)計(jì)十分重要。
現(xiàn)有的承軌梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用在中低速磁懸浮交通低置線路上存在以下問題:
(1)現(xiàn)有的低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)設(shè)置于路基土工結(jié)構(gòu)物之上,路基土工結(jié)構(gòu)物由填料填筑壓實(shí)而成,壓實(shí)質(zhì)量不易控制,后期容易發(fā)生變形,影響結(jié)構(gòu)的整體剛度,且工后沉降難以控制。
(2)低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)對(duì)路基及地基的工后沉降要求高,而線路穿過區(qū)域的地質(zhì)條件一般都是復(fù)雜多變的,采用常規(guī)的承軌梁結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量難以控制。
(3)由于填料填筑壓實(shí)而成的低置線路土工結(jié)構(gòu)物具有易損性,且施工質(zhì)量不易控制,相對(duì)容易產(chǎn)生不均勻沉降,引起承軌梁下基床縱向和橫向穩(wěn)定性變差,從而使承軌梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性受損。
磁懸浮低置線路承軌梁對(duì)路基工后沉降、基床長(zhǎng)期穩(wěn)定性和耐久性要求更高,當(dāng)線路位于地基加固地段時(shí),采取傳統(tǒng)的承軌梁結(jié)構(gòu)型式存在施工工期長(zhǎng),施工質(zhì)量不易控制、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性差及經(jīng)濟(jì)性差等缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求,本實(shí)用新型提供了中低速磁浮雙線挖方地段樁基復(fù)合分幅式承軌梁結(jié)構(gòu),可避免傳統(tǒng)低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)的缺陷,施工質(zhì)量更容易控制,長(zhǎng)期穩(wěn)定性更好,而且其既滿足中低速磁懸浮交通工程軌道結(jié)構(gòu)對(duì)承軌梁結(jié)構(gòu)變形和工后沉降高的要求,又滿足基床長(zhǎng)期穩(wěn)定性、耐久性和施工質(zhì)量可控性的要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供了中低速磁浮雙線挖方地段樁基復(fù)合分幅式承軌梁結(jié)構(gòu),其特征在于,包括第一樁基承載結(jié)構(gòu)、樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu)、兩排鋼筋混凝土承軌梁底板、兩排鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)和承軌梁兩側(cè)回填填料,其中,
所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)設(shè)置有多根,每根所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)均豎直設(shè)置,并且每根所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)的頂端均承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板,所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)的頂端嵌入所述鋼筋混凝土承軌梁底板與其剛接;
所述鋼筋混凝土承軌梁底板的頂部承接兩排所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu),并且每排鋼筋混凝土承軌梁底板中,相鄰兩節(jié)所述鋼筋混凝土承軌梁底板之間設(shè)置伸縮縫;
所述樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu)設(shè)置有多個(gè),并且每排鋼筋混凝土承軌梁底板中,相鄰的兩節(jié)所述鋼筋混凝土承軌梁底板的伸縮縫處均設(shè)置一所述樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu),以用于支撐這相鄰的兩節(jié)所述鋼筋混凝土承軌梁底板,每個(gè)所述樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu)均包括鋼筋混凝土托梁和第二樁基承載結(jié)構(gòu),并且每根所述第二樁基承載結(jié)構(gòu)的頂端均承接所述鋼筋混凝土托梁,所述鋼筋混凝土托梁承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板;
所述第二樁基承載結(jié)構(gòu)的頂端嵌入所述鋼筋混凝土托梁與其剛接,所述鋼筋混凝土托梁與所述鋼筋混凝土承軌梁底板剛接或搭接,所述鋼筋混凝土承軌梁底板與所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)一體澆筑成型,從而共同構(gòu)成鋼筋混凝土承軌梁;
兩排所述鋼筋混凝土承軌梁底板之間設(shè)置承軌梁間填料;
兩排所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有線間排水坡段,所述線間排水坡段具有橫向坡度和縱向坡度,以用于將水流引入相鄰兩節(jié)鋼筋混凝土承軌梁底板節(jié)間伸縮縫進(jìn)而將水流排出;
所述鋼筋混凝土托梁兩側(cè)設(shè)置有用于限制所述鋼筋混凝土承軌梁底板橫向位移的凸型擋臺(tái);
所述承軌梁兩側(cè)回填填料設(shè)置在軟弱地層上,并且在所述承軌梁兩側(cè)回填填料旁設(shè)置有排水溝,所述排水溝遠(yuǎn)離所述承軌梁兩側(cè)回填填料的一側(cè)設(shè)置有排水坡;
所述鋼筋混凝土承軌梁底板位于所述承軌梁兩側(cè)回填填料內(nèi);
每根所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)的下端穿過所述軟弱地層后伸入持力層內(nèi),以在軟弱地層產(chǎn)生沉降時(shí),所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)可承受負(fù)摩阻力,從而向鋼筋鋼筋混凝土承軌梁提供穩(wěn)定的承載力,以防承軌梁兩側(cè)回填填料的不均勻沉降降低鋼筋混凝土承軌梁的豎向、縱向和橫向剛度。
優(yōu)選地,所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁,托梁與承軌梁底板剛接或搭接,與樁基承載結(jié)構(gòu)剛接。優(yōu)選地,所有的這些所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)呈行列排布。
優(yōu)選地,所述線間排水坡段的橫向坡度為3%~5%,縱向坡度不小于2‰。
總體而言,通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,能夠取得下列有益效果:
(1)本實(shí)用新型的鋼筋混凝土承軌梁底板、鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)均采用鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)整體澆筑,二者組成整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用以直接承擔(dān)軌道荷載及軌道傳遞的磁浮列車荷載,再將自重及上部荷載傳遞給與其剛性連接的第一樁基承載結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)可靠性高。
(2)本實(shí)用新型的第一樁基承載結(jié)構(gòu)深入持力層內(nèi),路基產(chǎn)生一定沉降時(shí),第一樁基承載結(jié)構(gòu)依然可承受負(fù)摩阻力而提供較強(qiáng)的承載力,避免了因填料壓實(shí)質(zhì)量不易控制造成的不均勻沉降對(duì)承軌梁縱向和橫向剛度的影響,結(jié)構(gòu)縱橫向剛度更優(yōu)。
(3)本實(shí)用新型的第一樁基承載結(jié)構(gòu)控制沉降效果較好,因此可減小路塹基床換填厚度,只需滿足基本換填厚度的要求,可節(jié)約投資,縮短工期,具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
(4)樁基承載結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土底板設(shè)置的鋼筋混凝土托梁,可以大大減小樁基承載結(jié)構(gòu)處鋼筋混凝土承軌梁底板的應(yīng)力集中現(xiàn)象;另外,由于托梁的橫向連接作用,也增加了結(jié)構(gòu)的橫向剛度和抵抗不均勻沉降變形的能力,可減少橫向樁基的數(shù)量,減少投資。
(5)相鄰的鋼筋混凝土承軌梁底板共用樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu),并且在相鄰的鋼筋混凝土承軌梁底板之間預(yù)留伸縮縫,可避免懸挑段受列車荷載的沖擊破壞,并減小溫度應(yīng)力和收縮徐變的影響。
(6)將鋼筋混凝土承軌梁底板按分幅式設(shè)置即分兩排設(shè)置,可避免在列車荷載作用下相較于傳統(tǒng)受力更為復(fù)雜的承軌梁而言,分幅樁基托梁式承軌梁可減少翹曲變形對(duì)承軌梁底板和上部梁式結(jié)構(gòu)的影響。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的縱斷面示意圖;
圖2是圖1中沿Ⅰ-Ⅰ線的剖面示意圖;
圖3是圖1中沿Ⅱ-Ⅱ線的剖面示意圖;
圖4是本實(shí)用新型中第一樁基承載結(jié)構(gòu)和樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu)的平面分布示意圖;
圖5是本實(shí)用新型中樁基托梁與鋼筋混凝土承軌梁底板剛接連接示意圖。
圖6是本實(shí)用新型中樁基托梁與鋼筋混凝土承軌梁底板搭接連接示意圖。
圖7是本實(shí)用新型中銷釘?shù)臋M截面示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。此外,下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
參照?qǐng)D1~圖7,中低速磁浮雙線挖方地段樁基復(fù)合分幅式承軌梁結(jié)構(gòu),包括第一樁基承載結(jié)構(gòu)3、樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu)90、兩排鋼筋混凝土承軌梁底板2、兩排鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1和承軌梁兩側(cè)回填填料4,其中,
所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)3和所述樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu)90共同承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板2;
所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)3設(shè)置有多根,每根所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)3均豎直設(shè)置,并且每根所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)3的頂端均承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板2,所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)3的頂端嵌入所述鋼筋混凝土承軌梁底板2與其剛接;
所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的頂部承接兩排所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1,并且每排鋼筋混凝土承軌梁底板2中,相鄰兩節(jié)所述鋼筋混凝土承軌梁底板2之間設(shè)置伸縮縫;
所述樁基樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu)90設(shè)置有多個(gè),并且每排鋼筋混凝土承軌梁底板2中,相鄰的兩塊所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的伸縮縫處均設(shè)置一所述樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu)90,以用于支撐這相鄰的兩塊所述鋼筋混凝土承軌梁底板2,每個(gè)所述樁基托梁復(fù)合承載結(jié)構(gòu)90均包括鋼筋混凝土托梁901和第二樁基承載結(jié)構(gòu)902,并且每根所述第二樁基承載結(jié)構(gòu)902的頂端均承接所述鋼筋混凝土托梁901,所述鋼筋混凝土托梁901承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板2;
所述第二樁基承載結(jié)構(gòu)3的頂端嵌入所述鋼筋混凝土托梁901與其剛接,所述鋼筋混凝土托梁901與所述鋼筋混凝土承軌梁底板2剛接或搭接,所述鋼筋混凝土承軌梁底板2與所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1一體澆筑成型,從而共同構(gòu)成鋼筋混凝土承軌梁9;
兩排所述鋼筋混凝土承軌梁底板2之間設(shè)置承軌梁間填料21;
兩排所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1之間設(shè)置有線間排水坡段,所述線間排水坡段具有橫向坡度和縱向坡度,以用于將水流引入相鄰兩節(jié)鋼筋混凝土承軌梁底板2節(jié)間伸縮縫進(jìn)而將水流排出;所述線間排水坡段的橫向坡度為3%~5%,更優(yōu)選為4%,線間排水坡段的縱向坡度不小于2‰,以便于排水。
所述鋼筋混凝土托梁901兩側(cè)設(shè)置有用于限制所述鋼筋混凝土承軌梁底板2橫向位移的凸型擋臺(tái)91;
所述承軌梁兩側(cè)回填填料4設(shè)置在軟弱地層5上,并且在所述承軌梁兩側(cè)回填填料4旁設(shè)置有排水溝7,所述排水溝7遠(yuǎn)離所述承軌梁兩側(cè)回填填料4的一側(cè)設(shè)置有排水坡8;
所述鋼筋混凝土承軌梁底板2位于所述承軌梁兩側(cè)回填填料4內(nèi);
每根所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)3的下端穿過所述軟弱地層5后伸入持力層6內(nèi),以在軟弱地層5產(chǎn)生沉降時(shí),所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)3可承受負(fù)摩阻力,從而向鋼筋鋼筋混凝土承軌梁9提供穩(wěn)定的承載力,以防承軌梁兩側(cè)回填填料4的不均勻沉降降低鋼筋混凝土承軌梁9的豎向、縱向和橫向剛度。
進(jìn)一步,所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)3為鉆孔灌注樁,托梁90與承軌梁9底板2剛接或搭接,與樁基承載結(jié)構(gòu)3剛接。在承軌梁節(jié)間縫的位置,托梁90與承軌梁9底板2采用銷釘12搭接,其余位置采用剛接。
所有的這些所述第一樁基承載結(jié)構(gòu)3呈行列排布。
該結(jié)構(gòu)型式可有效解決中低速磁懸浮交通工程低置線路對(duì)路基工后沉降要求嚴(yán)格、采取傳統(tǒng)的路塹挖除換填厚度大導(dǎo)致的工程龐大、投資大、工期長(zhǎng),以及回填填料施工質(zhì)量不易控制、基床長(zhǎng)期穩(wěn)定性和耐久性差的問題,從而提高低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)的可靠度,降低工程風(fēng)險(xiǎn)。
本實(shí)用新型的鋼筋混凝土承軌梁9采用鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)整體澆筑,以直接承擔(dān)軌道荷載及軌道傳遞的磁浮列車荷載,再將自重及上部荷載傳遞給與其剛性連接的第一樁基承載結(jié)構(gòu)3,結(jié)構(gòu)可靠性高,可減小路塹基床換填厚度,只需滿足基本換填厚度的要求,可節(jié)約投資,縮短工期,具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
第一樁基承載結(jié)構(gòu)3采用鉆孔灌注樁,橫向及縱向具有排列有多根鋼筋混凝土鉆孔灌注樁,縱向和橫向剛度大;且第一樁基承載結(jié)構(gòu)3深入持力層6,軟弱地層5產(chǎn)生沉降時(shí),樁基承載結(jié)依然可承受負(fù)摩阻力而向鋼筋混凝土承軌梁底板2提供較強(qiáng)的承載力。
樁基承載結(jié)構(gòu)3和鋼筋混凝土底板2設(shè)置的鋼筋混凝土托梁90,可以大大減小樁基承載結(jié)構(gòu)處鋼筋混凝土承軌梁底板2的應(yīng)力集中現(xiàn)象;另外,由于托梁的橫向連接作用,也增加了結(jié)構(gòu)的橫向剛度和抵抗不均勻沉降變形的能力,可減少橫向樁基的數(shù)量,減少投資。
將鋼筋混凝土承軌梁底板2按分幅式設(shè)置即分兩排設(shè)置,可避免在列車荷載作用下相較于傳統(tǒng)受力更為復(fù)雜的承軌梁而言,分幅樁基托梁式承軌梁可減少翹曲變形對(duì)承軌梁底板和上部梁式1結(jié)構(gòu)的影響。
本實(shí)用新型具體的制作步驟如下:
(1)開挖路塹邊坡至設(shè)計(jì)路基面標(biāo)高處,根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行必要的基床換填;
(2)在鋼筋混凝土底板底面標(biāo)高處于路基橫斷面、縱斷面方向施工鉆孔灌注樁,即第一樁基承載結(jié)構(gòu)3,鉆孔樁施工應(yīng)采用對(duì)已填筑路基擾動(dòng)小的施工工藝;在鉆孔灌注樁達(dá)到要求強(qiáng)度后,按規(guī)范要求截除樁頭,綁扎混凝土底板及與樁的連接鋼筋;
(3)根據(jù)設(shè)計(jì)位置對(duì)鋼筋混凝土托梁90、凸型擋臺(tái)91立模,一次澆筑成型,澆筑前做好各類預(yù)埋件如銷釘10及與樁基的連接鋼筋的定位與安裝,混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除模板;
(4)根據(jù)設(shè)計(jì)節(jié)長(zhǎng)對(duì)鋼筋混凝土承軌梁底板2和鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1分節(jié)立模,鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)間回填面做成向內(nèi)傾斜的排水坡并按設(shè)計(jì)要求做好表層防水,一次澆筑成型,澆筑前做好各類預(yù)埋件如銷釘、軌枕臺(tái)座連接鋼筋、導(dǎo)流軌支座預(yù)埋件等的定位與安裝;
(5)各部件混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后分別拆除模板,然后將鋼筋混凝土承軌梁底板2厚度范圍內(nèi)基床填料回填,回填面做成向外傾斜的排水坡8,按設(shè)計(jì)要求做好表層防水,并做好排水溝7以及排水溝7上排水坡8,即形成一種用于中低速磁懸浮交通工程低置線路單線挖方地段獨(dú)立墩柱式承軌梁結(jié)構(gòu)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。