專利名稱：磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及軌道結(jié)構(gòu)，特別是涉及低速磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
低速磁浮系統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)主要包括導軌(因其橫截面像躺倒的“F”，常稱為F鋼板)、軌枕、軌道梁以及它們之間的連接部件。在這些構(gòu)件中，F(xiàn)鋼板用于列車的懸浮和導向，軌枕用于支承和固定F鋼板，軌道梁用于支承和固定軌枕，而各連接部件則在各結(jié)構(gòu)件之間起連接和固定作用。
其中，目前軌道結(jié)構(gòu)中的軌枕基本都采用焊接工字型鋼的型式。焊接工字型鋼軌枕由上下翼緣和腹板組成。F鋼板一般通過螺栓連接在軌枕的上翼緣，軌枕的下翼緣通過螺栓連接在軌道梁上表面。由于工字型斷面的抗扭性能較差，故一般需要采用較厚的翼緣和腹板，這樣就增加了軌枕的重量，從而增加了軌道梁的荷載。另外，還可能要設(shè)置腹板的豎向加強肋，從而會增加焊接和矯形的工作量。這些因素都將導致工程費用的增加。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上問題，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種安全可靠且成本低廉的磁浮交通軌道結(jié)構(gòu)及其制造方法。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種減震性能良好的軌道結(jié)構(gòu)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)，包括軌道梁、通過連接結(jié)構(gòu)支承和固定于軌道梁的軌枕、以及支承和固定在軌枕上表面兩側(cè)的導軌，連接結(jié)構(gòu)包括混凝土墊塊和緊固件，其中，軌枕由中空的方鋼管制成。
本發(fā)明還提供了一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟制備軌道梁，在該軌道梁上設(shè)有預留孔；制備由導軌和軌枕組成的軌排，其中軌枕由中空的方鋼管制成；以及通過連接結(jié)構(gòu)將軌排連接和固定于軌道梁，其中連接結(jié)構(gòu)包括混凝土墊塊和緊固件。
更具體地說，本發(fā)明采用三種方案實現(xiàn)軌道F鋼板與軌枕、軌枕與支承梁之間的連接。
方案一采用預制混凝土墊塊，在梁面上預留方孔?，F(xiàn)場施工時，先利用工裝并通過精確測量定位F鋼板的空間位置，再將墊塊和軌排組裝在一起，然后通過現(xiàn)場現(xiàn)澆將軌道結(jié)構(gòu)與支承梁連接為一體。
方案二現(xiàn)場制作混凝土墊塊。先將軌排精確定位，通過現(xiàn)場支設(shè)小模板將軌道結(jié)構(gòu)與支承梁澆注連接為一體。
方案三采用有預留孔的預制混凝土塊體，在現(xiàn)場定位塊體后，即與梁通過二次灌漿連接為一體，再通過硫磺錨固方法錨固軌枕固定螺栓，最后將軌排固定在預制混凝土墊塊上。
在本發(fā)明中，采用了抗扭性能較好的方鋼管型材軌枕，該軌枕通過墊片和螺栓連接在混凝土墊塊上，墊塊可以為工廠預制，也可以在現(xiàn)場支設(shè)小模板制作。通過設(shè)置不同高度的墊塊來調(diào)整軌道高程，并通過墊片來精密調(diào)節(jié)軌道空間位置以精確滿足線路的設(shè)計線形要求。在曲線線路通過兩側(cè)設(shè)置不同高度的墊塊來實現(xiàn)橫坡和橫坡扭轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明的磁浮交通軌道結(jié)構(gòu)中，由于采用了方鋼管型式的軌枕，故使軌枕的剛性、抗扭性和抗縱向變形能力都顯著提高，從而大大提高了整個軌道結(jié)構(gòu)的安全可靠性。另外，借助新穎的彈性扣板，可以獲得極佳的減震性能。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的軌道結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2是上述軌道結(jié)構(gòu)中的軌枕的立面圖；圖3是上述軌道結(jié)構(gòu)中的軌枕以及相關(guān)部分的橫剖視圖；圖4a和4b分別是彈性扣板的剖視圖和平面圖；圖5是由軌枕和導軌組成的直線軌排的平面圖；圖6是將上述軌道結(jié)構(gòu)布置在曲線路段時的橫坡設(shè)置圖；圖7是由軌枕和導軌組成的曲線軌排的平面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的軌道結(jié)構(gòu)的剖視圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的軌道結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實施例方式
請參閱圖1～圖9，圖中凡是相同的構(gòu)件都用相同的標號來表示。從各圖中可以看出，本發(fā)明的軌道結(jié)構(gòu)主要包括軌道梁3、通過連接結(jié)構(gòu)支承和固定于軌道梁3的軌枕2、以及支承和固定在軌枕2上表面兩側(cè)的導軌(F鋼板)1。
如圖3所示，連接結(jié)構(gòu)主要包括具有T形橫截面的墊塊4和例如螺栓6之類的緊固件，還可以根據(jù)調(diào)整的需要而設(shè)置調(diào)高墊片8、調(diào)平螺栓10和彈性墊板9。另外，為便于連接，可以在墊塊4上設(shè)置預埋鋼板5。
墊塊4設(shè)置在導軌1和軌道梁3之間。墊塊4由混凝土材料制成，可以在工廠預制，也可以現(xiàn)場支模板制作。一方面，墊塊4起到固定和支承軌枕的作用，另一方面，在曲線地段的橫坡和緩和曲線的橫坡扭轉(zhuǎn)也通過墊塊來4實現(xiàn)。墊塊4與軌道梁3的上表面通過在施工現(xiàn)場澆注的混凝土實現(xiàn)連接和固定。
螺栓6將軌枕2固定于墊塊4。調(diào)高墊片8和彈性墊板9設(shè)置在軌枕2和墊塊4之間，用于調(diào)整高度和減震。調(diào)平螺栓10穿過預埋鋼板5和墊塊4，用于調(diào)整高度和水平度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，軌枕2是由中空的方鋼管制成，而不是目前常用的工字型鋼。試驗表明，與常規(guī)的工字型鋼軌枕相比，方鋼管型軌枕2的剛度、抗扭性能和抗沿線路縱向變形性能有顯著地提高，而且能減輕軌枕的重量，并無需額外的焊接和矯形。因此，采用方鋼管型軌枕2能在降低成本的同時顯著提高軌道結(jié)構(gòu)的安全可靠性。
另外，本發(fā)明還有一個重要的區(qū)別特征是，采用了一種新穎的彈性扣板7。結(jié)合圖3以及圖4a、4b所示，彈性扣板7為曲面形狀，這里所用的術(shù)語“曲面形狀”涵蓋凸形、凹形或波浪形等各種曲面，只要能具有垂直方向的變形能力即可。彈性扣板7可例如由鋼材制成，其設(shè)置在方鋼管軌枕2的內(nèi)部，外形和尺寸恰與方鋼管軌枕2的內(nèi)壁相匹配。該彈性扣板7通過螺栓6連接固定，壓緊在軌枕2的下翼緣，進而將軌枕2壓緊在墊塊4上。采用彈性扣板7可以提高軌枕2與墊塊4之間的連接彈性，從而顯著減小列車運行時的振動。另外，彈性扣板7上設(shè)有開孔71，該開孔71為沿線路方向的長孔，便于釋放由于鋼軌熱脹冷縮而導致的溫度應力。
在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的軌道結(jié)構(gòu)中，混凝土墊塊4在工廠中預制。在組裝廠中通過例如螺栓之類的緊固件將導軌1與軌枕2組裝在一起，形成直線軌排(圖5)或曲線軌排(圖7)，再利用專用車輛將軌排運送到現(xiàn)場。在現(xiàn)場的軌道梁3上設(shè)有預留孔?，F(xiàn)場施工時，通過工裝以及精密測量確定導軌1的空間定位，然后將預制混凝土墊塊4與軌排連接在一起，再將墊塊4放入軌道梁3的預留連接孔，最后通過現(xiàn)場澆筑將墊塊4和軌道梁3連成一體。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的軌道結(jié)構(gòu)。在該實施例中，混凝土墊塊4是現(xiàn)場制作的，而軌排則還是預先組裝的。現(xiàn)場施工時，首先利用工裝以及精密測量確定由導軌1和軌枕2組成的軌排的精確定位，然后支設(shè)小模板41，在軌道梁預留孔42中澆注混凝土，形成墊塊4。為了提高連接強度，可以在預留孔42周圍埋設(shè)伸出梁面的短鋼筋，并綁扎水平鋼筋網(wǎng)，然后澆注混凝土。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的軌道結(jié)構(gòu)。在該實施例中，混凝土墊塊4也是預制的，在墊塊4設(shè)置有上小下大的錨固孔411，其最小直徑大于螺桿直徑10～20mm。在現(xiàn)場施工時，先精確定位墊塊4，為此在工廠生產(chǎn)時需要在墊塊頂面刻劃安裝參考點。完成墊塊在梁面上的固定后，將螺栓插入錨固孔，精確定位由軌道F鋼板1和軌枕2組成的軌排，再通過硫磺錨固實現(xiàn)軌排在支承墊塊上的連接和固定。所謂“硫磺錨固”是軌道交通領(lǐng)域的常用技術(shù)，其特點是錨固可靠，并且在需要維修或重新定位時易于敲碎重建。
雖然以上結(jié)合較佳實施例對本發(fā)明的軌道結(jié)構(gòu)作了詳細的描述。但應該理解，熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應該可以在以上揭示內(nèi)容的基礎(chǔ)上作出各種等同的變換和改動。例如調(diào)高墊片8、調(diào)平螺栓10、彈性墊板9、預埋鋼板5和鋼筋等構(gòu)件都是為了更好地實施本發(fā)明而設(shè)置的，它們完全可以根據(jù)需要作適當?shù)膭h減，即可以采用其中一個或多個，或完全不采用；墊塊4也不一定非要采用T形橫截面，也可能采用三角形、矩形或梯形等其它形狀；如果需要，將彈性扣板7設(shè)置在方鋼管軌枕2的外部也是可行的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)，包括軌道梁(3)、通過連接結(jié)構(gòu)支承和固定于軌道梁的軌枕(2)、以及支承和固定在所述軌枕上表面兩側(cè)的導軌(1)，所述連接結(jié)構(gòu)包括混凝土墊塊(4)和緊固件(6)，其特征在于，所述軌枕(2)由中空的方鋼管制成。
2.如權(quán)利要求1所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)還包括一曲面形狀的彈性扣板(7)，該彈性扣板通過所述緊固件(6)連接固定。
3.如權(quán)利要求2所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈性扣板(7)設(shè)置在所述軌枕(2)的內(nèi)部，并壓緊在所述軌枕的下翼緣。
4.如權(quán)利要求3所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈性扣板(7)的外形和尺寸與所述軌枕(2)的內(nèi)壁相匹配。
5.如權(quán)利要求2所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈性扣板(7)上設(shè)有開孔(71)，該開孔(71)為沿線路方向的長孔。
6.如權(quán)利要求1所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)還包括調(diào)高墊片(8)、調(diào)平螺栓(10)、彈性墊板(9)和預埋鋼板(5)中的一個或多個，所述調(diào)高墊片和彈性墊板設(shè)置在所述軌枕和所述墊塊之間，而所述調(diào)平螺栓穿過所述預埋鋼板和所述墊塊。
7.一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟制備軌道梁(3)，在該軌道梁上設(shè)有預留孔；制備由導軌(1)和軌枕(2)組成的軌排，其中軌枕(2)由中空的方鋼管制成；以及通過連接結(jié)構(gòu)將所述軌排連接和固定于所述軌道梁，其中連接結(jié)構(gòu)包括混凝土墊塊(4)和緊固件(6)。
8.如權(quán)利要求7所述的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述混凝土墊塊(4)是預制的，將所述軌排和所述軌道梁(3)的連接和固定的步驟包括如下子步驟通過工裝以及精密測量確定導軌(1)的空間定位，將所述墊塊與軌排連接在一起，將所述墊塊放入所述軌道梁的預留孔，以及通過現(xiàn)場澆筑將所述墊塊和軌道梁連成一體。
9.如權(quán)利要求7所述的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述混凝土墊塊(4)是現(xiàn)場制作的，將所述軌排和所述軌道梁(3)的連接和固定的步驟包括如下子步驟通過工裝以及精密測量確定由導軌(1)和軌枕(2)組成的軌排的精確定位，以及支設(shè)小模板(41)，在軌道梁預留孔(42)中澆注混凝土，從而形成與所述軌道梁連成一體的墊塊(4)。
10.如權(quán)利要求7所述的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述混凝土墊塊(4)是預制的，在該墊塊上設(shè)置有上小下大的錨固孔(411)，將所述軌排和所述軌道梁(3)的連接和固定的步驟包括如下子步驟精確定位所述墊塊，將所述墊塊固定到所述軌道梁的梁面上，將所述緊固件(6)插入錨固孔，精確定位由所述導軌(1)和軌枕(2)組成的軌排，通過硫磺錨固實現(xiàn)所述軌排在支承墊塊上的連接和固定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)，包括軌道梁、通過連接結(jié)構(gòu)支承和固定于軌道梁的軌枕、以及支承和固定在軌枕上表面兩側(cè)的導軌，連接結(jié)構(gòu)包括混凝土墊塊和緊固件，其中，軌枕由中空的方鋼管制成。還提供了一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟制備軌道梁，在該軌道梁上設(shè)有預留孔；制備由導軌和軌枕組成的軌排，其中軌枕由中空的方鋼管制成；以及通過連接結(jié)構(gòu)將軌排連接和固定于軌道梁，其中連接結(jié)構(gòu)包括混凝土墊塊和緊固件。在本發(fā)明中，由于采用了方鋼管型式的軌枕，故使軌枕的剛性、抗扭性和抗縱向變形能力都顯著提高，從而大大提高了整個軌道結(jié)構(gòu)的安全可靠性。另外，借助新穎的彈性扣板，不僅便于安裝而且可以獲得極佳的減震性能。
文檔編號E01B25/30GK101063286SQ200610026308
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者曹雪峰, 曾國鋒, 朱志偉, 李三珍, 袁亦竑 申請人:上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心