高速轨道交通的轨道结构制造技术

一种高速轨道交通的轨道结构，包括二根或二根以上钢结构梁段，其特点是可直接采用螺栓或焊接方式用连接件将梁段的上顶板或下底板分别连接在一起。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与轨道交通有关，是一种应用于现代高速轨道交通，特别适用于磁悬浮高速轨道交通的轨道结构。
技术介绍
轨道梁横跨在两个支墩之间，一段接一段地构成整条线路。由于磁悬浮列车等现代高速轨道交通系统在高速运行时，系统对线路结构有异常高的精度要求，要求线路在温差、活动载荷等的作用下的变形和挠度应控制在很小的范围内。由温差或活动载荷引起的轨道梁的挠曲或上拱在传统的桥梁中是不成问题的，而对现代高速交通的有轨车辆的行驶轨道而言，特别是磁悬浮轨道中，这些温差或活动载荷引起的微小变形会影响列车的高速运行。通过计算可以知道，连续梁在结构性能上与其等截面的两根简支梁相比，在控制温差或活动载荷引起的变形方面具有优越性。但由于连续梁结构的轨道梁一般要通过预制制造再架设的方式施工。由于自身尺寸和重量的巨大，同时由于多跨连续梁属多点支承的外部超静定结构，在运输及吊装过程中必须始终保持多点支承的状态，并且其任一支点的相对变位均要控制在较小的范围，才能保证梁本身的安全，否则在整个施工过程中很容易造成整根梁的破坏。因此在线路施工时不仅要在沿线平行修筑高等级的运梁专用道路，同时还要配备多点支承的运梁专用台车及同步多点起吊的专用吊装设备，给制造、加工、运输、安装和定位带来很大的困难，大大增加了制作和施工成本。在温差作用下，连续梁在中间墩无论是竖直方向还是水平方向的支座反力一般要比简支梁的支座反力大许多。从高架基础的结构来说，其抵抗竖向反力的性能较好，竖直反力的增大对下部基础造价的增加影响不敏感，而抵抗水平反力的能力往往较差，每一次上部结构引起的水平反力的较小增加都会造成下部基础用材大量增加。这对软土地基的情况尤其如此。虽然专利DE19936756也提出了将若干段简支形式的轨道梁连接成连续梁的方法。如图1所示。DE19936756的方法是将若干段简支梁连成无论在垂直方向还是水平方向均为完全连续的梁，即连成一根真正连续的梁。因此这样的结构形式无法克服连续梁中间墩水平方向的支座反力过大的缺点，也无法达到降低下部结构基础造价的目的。另外专利DE19936756在两梁段的连接定位时采用了预埋导向螺钉和齿状结构的方式。由于导向螺钉和齿状结构均是在混凝土浇注前预埋定位或浇注时成形的，即使采用两相邻梁段同时浇注的方式，也只能保证相邻梁段之间相对混凝土构件位置的对齐，而对于磁悬浮或其他高速轨道交通线路结构而言，其空间位置的精确定位指的是轨道各功能面之间相位位置的连续对齐。而这些功能面是在轨道梁的混凝土主体部分预制完成后，再对连续件和功能面进行后续机加工和精装配后确定的。对轨道梁原构件尺寸已通过消减或补装材料的方式进行了校正。最终完成后轨道梁功能面的尺寸位置与原混凝土梁段构件的尺寸位置已相去甚远，因此采用专利DE19936756的预埋导向螺钉的齿状结构的方法，事实上也不能达到相邻梁段精确定位的目的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是要克服上述已有技术的不足，提供一种适合高速轨道交通的轨道结构，更具体地说，是将多段简支梁连接成多跨的准连续梁的结构，以充分利用连续梁具有控制温差及活动荷载等影响因素下变形较小的优点，同时克服体积和重量巨大的连续梁在预制、加工、运输和安装中的困难。本专利技术的构思是轨道梁的介于各支墩之间的各梁段均预先按简支梁的形式预制、加工、运输、安装、精确定位，然后再将每两跨(或多跨)在竖向平面(即绕Y轴方向)连成弯曲刚度尽可能大，接近连续梁的结构形式，而在水平方向(即绕Z轴方向)，连接成弯曲刚度尽可能小，接近于铰接的一段接一段的两跨或多跨简支梁结构形式的准连续梁。本专利技术的技术解决方案如下一种高速轨道交通的轨道结构，包括二根或两根以上梁段，其特点在于所说的梁段的连接端的梁顶和梁底的横向中间部位均预埋设有钢质预埋件及为保证该预埋件与梁段混凝土可靠结合的若干锚钉，将两梁段的连接端靠近放置后，用多个螺栓穿过连接件的螺孔和预埋件的螺孔拧紧形成准连续梁；所说的梁段可为实心梁段或空心梁段(含空腔3)；所说的预埋件为凹形钢板；所说的凹形预埋件还设有施加预应力的轧丝斜锚；所说的设有轧丝斜锚的凹形预埋件还设有水平锚筋；还利用后张预应力筋将位于梁段的连接端梁顶预埋的凹形预埋件压紧，使预埋件与梁段结合得更紧密牢固；所说梁段为钢筋混凝土梁；所说的梁段为预应力混凝土梁；所说的连接件与预埋件的连接也可采用焊接方式连接；如果所说梁段为钢结构梁段的话，其连接机构将更为简化，可直接采用螺栓或焊接方式将连接件与二根钢结构梁段的上顶板或二根钢结构梁段的下底板分别连接在一起；上下连接件分别置于钢梁腹腔内上顶板、下底板的内侧连接；所说的连接件可以具有多种形状，如板式(连接钢板)、块式、柱式或管式。综上所述，本专利技术具有下列进步的技术效果1.由于采用各梁段均预先按简支梁的形式进行预制、加工、运输、安装和精确定位，然后再用连接机构将两跨或多跨梁段连接成准连续梁的方式，因而克服了多跨连续梁的制造、运输和安装的重大技术难题，为现代高速轨道交通特别是磁悬浮轨道的建设可大大节约成本。2.本专利技术的梁段的连接机构即预埋件设置在梁段的连接端的梁顶和梁底，而连接钢板分别设置在梁段连接段的梁顶和梁底的中间位置，使得两连接钢板在高度方向的间距尽可能大，而在水平方向处于梁段连接端的中间位置，因而可保证连接节点水平方向的弯曲刚度远小于竖向平面的弯曲刚度，换句话说，在竖向平面内各梁段已连接成了两跨或多跨的准连续梁，而水平面各梁段仍保持为一段接一段的简支梁。3.本专利技术连接机构相对地较简易，而且为日后的维修提供了方便条件。附图说明图1是已有技术的两段梁组成的两跨式梁示意图。图2是本专利技术实施例1两段混凝土梁段连成轨道梁的结构示意图。图3是用后张预应力筋压紧预埋件的示意图。图4是图2的俯视图。图5是图4中连接部分局部放大示意图。图6是图4AA剖视示意图。图7是图4BB剖视示意图。图8是本专利技术实施例2两段钢梁段连成轨道梁的结构示意图。图9是图8的CC剖视示意图。图10是连接钢板置于钢梁腹腔内的位置示意图。图中1、2-梁段 3-空腔4-轧丝斜锚 5-预应力筋6-预埋钢质连接件(预埋件) 7-竖向锚钉8-连接钢板 9-螺栓 10-水平锚筋11、12-钢结构梁段13-焊接处 14-上顶板15-下底板 16-焊接处具体实施方式图2是本专利技术实施例1-两段混凝土梁段连成的轨道梁的结构示意图，是一种水平铰接、竖向平面内接近连续的两跨轨道梁结构，并请参阅图3至图7，本实施例由混凝土梁段1和2组成，梁段为含有空腔3的空腹梁、梁段1和2都配制了预应力筋5，两梁段1和2的连接结构由凹形的预埋钢质连接件(简称预埋件)6、与预埋件6牢固连接的竖向锚钉7、连接钢板8和螺栓9构成。本实施例中，为了保证预埋件6与梁段1、2的可靠传力连接，不仅设计了竖向锚钉7，还设计了水平锚筋10，而且还特地设计了可斜向施加预压力的轧丝斜锚4，以抗抵梁段之间的水平力和可能存在的上翘力。如图4、图5和图7所示，以上结构可确保预埋件6与混凝土梁段1、2的可靠连接与传力。为了进一步确保预埋件6与混凝土梁段1或2间连接和传力，还可将梁段1和2的连接端的后张应力筋5的锚固点上移，压住预埋件6，如图3所示，相当于向预埋件6施加了一定的预压力。所说的预埋件6设置在梁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速轨道交通的轨道结构，包括二根或二根以上钢结构梁段，其特征在于可直接采用螺栓或焊接方式用连接件（８）将梁段的上顶板（１４）或下底板（１５）分别连接在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴祥明，吴忠，
申请(专利权)人：上海磁悬浮交通发展有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]