镂空式双线轨道梁体结构及具有其的分体式真空管道制造技术

本实用新型专利技术提供了一种镂空式双线轨道梁体结构及具有其的分体式真空管道，管道本体具有气密性真空管道腔，轨道梁体结构包括：第一轨道，第一轨道包括第一侧壁和第二侧壁；第二轨道，第二轨道包括第三侧壁和第四侧壁，第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁相互平行设置，第一和第二轨道用于供列车双向通行；各个侧壁均包括外层侧壁和内层侧壁，在所述外层侧壁和内层侧壁之间形成沿各个侧壁长度方向的侧壁空腔，电气线圈设置在内层侧壁上，在所述外层侧壁上间隔设置有通风窗口，所述通风窗口与所述侧壁空腔连通。应用本实用新型专利技术的技术方案，以解决现有技术中双线管道线路电气线圈温升过高、建设成本高、占地面积大及施工难度大的技术问题。

Hollow double track beam structure and its separated vacuum pipeline

【技术实现步骤摘要】
镂空式双线轨道梁体结构及具有其的分体式真空管道
本技术涉及磁悬浮真空管道交通系统
，尤其涉及一种镂空式双线轨道梁体结构及具有其的分体式真空管道。
技术介绍
对于高速运行的大众交通工具而言，无论飞机还是高铁，其运行的主要阻力都是空气阻力，空气阻力限制了速度的提升，也形成了巨大的能耗，为了提升运行速度人们早已提出了真空管道+磁悬浮的概念，为了降低车辆运行的空气阻力，将车辆封闭在真空管道内运行以消除空气阻力，同时采用磁悬浮技术代替车轮和钢轨以消除机械摩擦阻力。所谓真空管道，实际上并不是绝对的真空状态，而是有一定的密度的空气存在于管道之内的，车辆在管道内运行仍然存在空气动力学作用，而且考虑到真空管道的建设成本，管道的断面积不可能比列车的断面积大的太多，这样列车在管道内高速运行时存在“阻塞”效应(业内将列车的断面积与管道的断面积之比称为阻塞比)，阻塞效应的存在使得列车在真空管道内运行时受到较大的空气阻力，并且列车运行速度较高时在列车前方对空气进行压缩从而产生热量，这些热量会导致管道和列车表面温度升高，进而影响相关电器设备和机械结构的性能。磁悬浮技术取消了车轮和钢轨，消除了机械摩擦，但是带来的一个问题是在轨道上安装的电器线圈在工作过程中会产生热量，在真空管道中由于空气密度极低，对流散热性能极差，导致这些电器线圈产生的热量难以散失，进而导致线圈温升，影响到其绝缘性能和使用寿命。另外，为适应高速运行和“快起快停”的需求，磁悬浮列车采用轻量化设计，其对轨道的作用载荷(轨道工程业内称为“活载”)较小，但是由于真空管道内外存在一个大气压的空气压差，轨管结构设计的主要应对载荷是大气压载荷。目前，真空管道交通在世界范围内均没有进入工程化实施运用阶段，从国内外有关资料所披露的技术方案来看，现有常见的双线管道结构具体如图9至图13所示，其中，图9和图10示出了垂向排布的双线真空管道的结构，图11和图12示出了水平排布的双线真空管道的结构。这两种类型的双线真空管道的断面形状都是两个完整的圆管结构，每个大圆管的基本结构特征是采用整体圆管结构形成密封密闭的空间，轨道建筑在圆管内的底部，具体如图13所示，这种圆管结构的真空管道不利于提高断面的垂向刚度，并且水平方向占地面积大，管道架设难度大，两条圆管结构呈现水平或者垂向排布，只是共用了桥墩，总的来看这种真空管道的建设投资成本高。现有结构形式的双线真空管道存在以下几个技术缺点。第一，构成两条管线的大圆管只能共用桥墩，桥梁部分无法共用，相比两条单线而言只能节省部分桥墩的建造费用。第二，就每条管道而言，没有充分发挥混凝土材料和钢材的强度性能。车辆在真空管道内运行时对管道的作用载荷主要为垂向，这就要求管道断面在垂向上有很高的抗弯刚度，水平方向则不需要太高的刚度，而现有方案的整体圆钢管在垂向和水平方向的抗弯能力是相同的，很不合理。另外，混凝土部分的断面几何形状因为受到圆管的限制而不能设计太高，更多的材料分布在水平方向上，造成这种管道的垂向刚度不足，水平刚度有余，材料强度性能没有充分利用。第三，在高架桥路段施工困难。真空管道在使用时是做成几十米长的一段，用架桥设备安装在高架桥上，整体圆管结构的管道上侧为圆弧状，并且只有一层钢板，无法承受架桥机自重，特别是针对垂向排布的双线管道形式，施工难度更大，工程施工难度大最终带来的结果是建造成本高。第四，这种双线管道建造的线路占地面积大。特别是水平排布的双线管道形式，因为每个大圆管的横向和垂向尺寸相同，为了增加抗弯垂向刚度，必须增加圆管的直径，横向尺寸的增加加大了这种真空管道线路的占地面积，造成建线成本的增加。第五，由于每条管道的断面积有限，所以列车运行时存在明显的“阻塞”效应，运行阻力大并且气动作用导致的管道内温升剧烈。若采用增大管道的断面积的方式来降低阻塞效应则必须增加管径，势必增大线路的建设成本。第六，每条管道没有考虑如何混凝土部分的结构化设计，轨道侧壁厚度和轨底厚度都采用实体钢筋混凝土，从而增加了混凝土的用量，增加了成本。第七，每条管道没有对混凝土轨道梁部分进行结构化设计，电气线圈安装的轨道侧壁厚度太大，而混凝土本身导热性能不良，长时间使用会导致线圈温度升高，进而影响到线圈的绝缘性能和使用寿命。第八，每条管道若要减小阻塞比的话，只能通过增加钢制大圆管的直径，从而增加了自重和管道的占地面积，进一步增加建线成本。
技术实现思路
本技术提供了一种镂空式双线轨道梁体结构及具有其的分体式真空管道，能够解决现有技术中双线管道线路电气线圈温升过高、建设成本高、占地面积大及施工难度大的技术问题。根据本技术的一方面，提供了一种镂空式双线轨道梁体结构，镂空式双线轨道梁体结构与管道上部结构相连接以形成管道本体，管道本体具有气密性真空管道腔，镂空式双线轨道梁体结构包括：第一轨道，第一轨道包括第一侧壁和第二侧壁；第二轨道，第二轨道包括第三侧壁和第四侧壁，第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁相互平行设置，第一轨道和第二轨道用于供列车双向通行；其中，各个侧壁均包括外层侧壁和内层侧壁，在所述外层侧壁和内层侧壁之间形成沿各个侧壁长度方向的侧壁空腔，电气线圈设置在内层侧壁上，在所述外层侧壁上间隔设置有通风窗口，所述通风窗口与所述侧壁空腔连通。进一步地，第一轨道与第二轨道间隔设置，镂空式双线轨道梁体结构还包括连接盖板，连接盖板沿镂空式双线轨道梁体结构的长度方向连续设置，连接盖板用于连接所述第二侧壁的上部以及所述第三侧壁的上部，第一轨道、连接盖板、第二轨道以及管道上部结构共同围成气密性真空管道腔。进一步地，镂空式双线轨道梁体结构还包括多个轨底联系梁，多个轨底联系梁均位于镂空式双线轨道梁体结构的下部且沿镂空式双线轨道梁体结构的长度方向依次间隔设置，各个轨底联系梁均位于第一轨道和第二轨道之间以用于增强所述第一轨道和所述第二轨道的抗扭转刚度。进一步地，各个侧壁包括多个通风窗口，多个通风窗口沿各个侧壁的长度方向间隔设置在外层侧壁上，多个通风窗口均与侧壁空腔连通。进一步地，第一轨道还包括第一轨道底部结构，第一轨道底部结构设置在第一侧壁和第二侧壁之间；第二轨道还包括第二轨道底部结构，第二轨道底部结构设置在第三侧壁和第四侧壁之间；各个轨道底部结构均具有轨底空腔和通气孔，轨底空腔沿各个轨道底部结构的长度方向连续设置，通气孔分别与轨底空腔以及气密性真空管道腔连通。第一轨道底部结构和第二轨道底部结构均具有多个通气孔，多个通气孔沿各个轨道底部结构的长度方向依次间隔设置以将轨底空腔与气密性真空管道腔进行气流联通。进一步地，镂空式分体真空管道结构还包括第一防护盖板和第二防护盖板，第一防护盖板设置在第一轨道底部结构的通气孔上，第一防护盖板与第一轨道底部结构之间具有第一通气缝隙；第二防护盖板设置在第二轨道底部结构的通气孔上，第二防护盖板与第二轨道底部结构之间具有第二通气缝隙。进一步地，镂空式分体真空管道结构还包括导热元件，导热元件设置在电气线圈与内层侧壁之间。...

【技术保护点】
1.一种镂空式双线轨道梁体结构，其特征在于，所述镂空式双线轨道梁体结构与管道上部结构相连接以形成管道本体，所述管道本体具有气密性真空管道腔，所述镂空式双线轨道梁体结构包括：/n第一轨道(10)，所述第一轨道(10)包括第一侧壁(11)和第二侧壁(12)；/n第二轨道(20)，所述第二轨道(20)包括第三侧壁(21)和第四侧壁(22)，所述第一侧壁(11)、所述第二侧壁(12)、所述第三侧壁(21)和所述第四侧壁(22)相互平行设置，所述第一轨道(10)和所述第二轨道(20)用于供列车双向通行；/n其中，各个所述侧壁均包括外层侧壁(101)和内层侧壁(102)，在所述外层侧壁(101)和所述内层侧壁(102)之间形成沿各个所述侧壁长度方向的侧壁空腔(100a)，电气线圈设置在所述内层侧壁(102)上，在所述外层侧壁(101)上间隔设置有通风窗口(100b)，所述通风窗口(100b)与所述侧壁空腔(100a)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种镂空式双线轨道梁体结构，其特征在于，所述镂空式双线轨道梁体结构与管道上部结构相连接以形成管道本体，所述管道本体具有气密性真空管道腔，所述镂空式双线轨道梁体结构包括：
第一轨道(10)，所述第一轨道(10)包括第一侧壁(11)和第二侧壁(12)；
第二轨道(20)，所述第二轨道(20)包括第三侧壁(21)和第四侧壁(22)，所述第一侧壁(11)、所述第二侧壁(12)、所述第三侧壁(21)和所述第四侧壁(22)相互平行设置，所述第一轨道(10)和所述第二轨道(20)用于供列车双向通行；
其中，各个所述侧壁均包括外层侧壁(101)和内层侧壁(102)，在所述外层侧壁(101)和所述内层侧壁(102)之间形成沿各个所述侧壁长度方向的侧壁空腔(100a)，电气线圈设置在所述内层侧壁(102)上，在所述外层侧壁(101)上间隔设置有通风窗口(100b)，所述通风窗口(100b)与所述侧壁空腔(100a)连通。


2.根据权利要求1所述的镂空式双线轨道梁体结构，其特征在于，所述第一轨道(10)与所述第二轨道(20)间隔设置，所述镂空式双线轨道梁体结构还包括连接盖板(30)，所述连接盖板(30)沿所述镂空式双线轨道梁体结构的长度方向连续设置，所述连接盖板(30)用于连接所述第二侧壁(12)的上部以及所述第三侧壁(21)的上部，所述第一轨道(10)、所述连接盖板(30)、所述第二轨道(20)以及所述管道上部结构共同围成所述气密性真空管道腔。


3.根据权利要求2所述的镂空式双线轨道梁体结构，其特征在于，所述镂空式双线轨道梁体结构还包括多个轨底联系梁(40)，多个所述轨底联系梁(40)均位于所述镂空式双线轨道梁体结构的下部且沿所述镂空式双线轨道梁体结构的长度方向依次间隔设置，各个所述轨底联系梁(40)均位于所述第一轨道(10)和所述第二轨道(20)之间以用于增强所述第一轨道和所述第二轨道的抗扭转刚度。


4.根据权利要求3所述的镂空式双线轨道梁体结构，其特征在于，各个所述侧壁包括多个所述通风窗口(100b)，多个所述通风窗口(100b)沿各个所述侧壁的长度方向间隔设置在所述外层侧壁(101)上，多个所述通风窗口(100b)均与所述侧壁空腔(100a)连通。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的镂空式双线轨道梁体结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德刚，毛凯，张艳清，李少伟，张娜，刘骁，薄靖龙，任晓博，李萍，余笔超，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11