一种无缝化磁浮轨排的钢桁架式轨道结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无缝化磁浮轨排的钢桁架式轨道结构，自上而下主要由钢桁架式轨排、扣件系统、承轨台等部分组成，其中钢桁架式轨排包括感应板、F型钢、钢桁架轨枕板、钢桁架侧腹板、钢桁架中腹板及钢轨，钢轨纵向焊接为通长钢轨，扣件系统以纵向不限位扣压方式锁定通长钢轨；单榀钢桁架式轨排中相邻段的F型导轨按“零”轨缝密贴组装。钢桁架式轨道结构的主要设计思路是考虑将中低速磁浮轨排按无缝化进行设计，按无缝线路形式进行铺设；轨排之间取值“零”轨缝，以最大程度为悬浮间隙传感器提供一个连续、平整的F轨悬浮检测面，确保悬浮控制系统不用跨越轨缝工作。

【技术实现步骤摘要】
一种无缝化磁浮轨排的钢桁架式轨道结构
本技术属于中低速磁浮交通领域，具体涉及一种无缝化磁浮轨排的钢桁架式轨道结构。
技术介绍
中低速磁浮交通是一种磁浮列车利用常导电磁铁吸引铁磁材料(F型导轨)原理，依靠电磁力实现磁浮列车的悬浮、支撑及导向，并通过直线异步电机产生的电磁力驱动列车前行，实现列车环抱于轨道无接触运行的交通方式。因其具有绿色环保、安全性高、爬坡能力强、转弯半径小、建设成本低、运营维护成本低等优点，是一种极具竞争力的绿色轨道交通出行工具。经过近40年的不断探索改进，我国已完全掌握了拥有自主知识产权的中低速磁浮核心技术，并且完全依托自身的科技力量，成功建设了长沙磁浮快线和北京S1线并投入运营，运营状态十分稳定。实践证明，中低速磁浮交通系统完全具备工程化、产业化的实施能力，其综合技术水平已达到了世界先进水平，是轨道交通科技自力更生的杰出代表。然而，国内外的学者对于中低速磁浮交通的轨道结构技术研究较少，造成可应用于工程中的轨道结构类型较单一。目前，日本名古屋东部丘陵线、韩国仁川机场磁浮线、国内相关磁浮试验线(上海临港线、唐山试验线、株洲试验线)、长沙磁浮快线和北京磁浮S1线均采用钢轨枕式轨道结构。该轨道结构基本型式源于HSST技术，自上而下主要由轨排、扣件、承轨台等组成，技术成熟，设计、建设、运营经验丰富。轨道结构作为中低速磁浮交通的关键设备之一，承担着支承和引导列车运行的重任。与传统轮轨铁路轨道相比，不仅具备承受和传递列车重力、导向力、牵引力和制动力的功能，而且还需要与磁浮车辆上安装的电磁铁、直线感应电机和悬浮间隙传感器构成电磁控制回路，为列车的悬浮、导向、驱动、制动提供支撑。针对中低速磁浮的悬浮控制系统，采用主动控制的电磁悬浮方式，其工作原理：利用悬浮间隙传感器测量其与F轨悬浮检测面之间的距离，等效成测量电磁铁与F轨之间的悬浮间隙。基于电磁感应的原理，悬浮间隙传感器的激励线圈产生变化磁场，作用在F轨上并产生涡流；涡流形成的磁场反过来作用在悬浮间隙传感器的检测线圈上，感应出电压，并随着悬浮间隙大小变化而变化。该工作原理可将位移信号转为电信号，实现对悬浮间隙大小的测量。悬浮控制系统有了悬浮间隙的位置反馈，通过调节电磁铁中的电流大小，进而改变电磁力达到主动调节列车悬浮稳定。由此可见，提供一个连续、平整的F轨悬浮检测面，对悬浮控制系统的稳定工作十分重要。钢轨枕式轨道结构是以磁浮轨排为单元整体铺装而成。为了适应轨排与下部基础在温度变化下引起的伸缩变形，钢轨枕式轨道结构按有缝线路形式铺设轨排，形成相邻轨排间有轨缝。轨排间预留轨缝值的大小，应满足锁定后的轨排在纵向阻力的控制下，有足够的空间来释放温度应力；即锁定后的轨排在达到历史最高温度时，轨缝值不应为零，以确保轨排间不顶紧受力，在达到历史最低温度时，轨缝值不超过构造轨缝，以确保磁浮列车平稳跨越轨缝运行。为了确保轨排接头处的平顺性及救援模式下列车支撑轮能顺利通过轨缝，预留轨缝的设置，使得相邻轨排之间需采用轨排伸缩接头进行连接，并要求严格控制轨排及其伸缩接头的制造及安装精度，主要是指轨排错位(竖向、水平)精度指标；目前常规的中低速磁浮交通有缝轨道接头包括I型(±20mm的伸缩量)、Ⅱ型(能适应最大±40mm的伸缩量)、Ⅲ型伸缩接头(能适应最大±60mm的伸缩量)，I型、Ⅱ型、Ⅲ型伸缩接头的结构和施工装配方法各不同；同时，由于伸缩结构的设置，也使得F轨在铺设一定长度后需断开，无法为悬浮间隙传感器提供一个连续、平整的F轨悬浮检测面，不利于列车悬浮控制系统的稳定工作。目前，比较典型的中低速磁浮轨道结构形式主要有3种类型：钢轨枕式轨道结构、无轨枕直连式轨道结构和整体道床式轨道结构。在授权公告号CN2869102Y的技术专利中公开了一种中低速磁浮列车轨道，直接将轨道功能部件安装在轨道梁的顶部两侧。轨道功能部件主要由感应板、倒U型悬浮轨、固定架结构等部件组成。该方案结构简单，整体刚度强，有利于磁浮列车平稳、可靠运行。不足之处：为确保悬浮轨的铺设精度，除了悬浮轨制造精度及其与固定架之间的安装精度需满足要求外，轨道梁还需要进行精加工打磨，成本较高；轨道功能件安装于轨道梁两侧，安装施工不方便；运营期间，轨道几何平顺性调整需通过在固定架与悬浮轨之间加垫片，或者通过调节桥梁的三维支座，因缺少作业平台，调整作业难度大；采用轨排模块串联而成，避免不了安装轨排伸缩接头，不能无缝化，无法提供连续的F轨悬浮检测面。在授权公告号CN101063287B的技术专利中公开了一种中低速磁浮交通的轨道结构及其制造方法。该轨道结构包括轨道梁、位于轨道梁的上表面两侧的导轨、以及将这两部分连接起来的连接结构。本技术的轨道梁型式统一，节省模板，降低了制造复杂程度和难度。线路曲线纵横坡设置在垫块上，大大方便了调整线路线形，方法简单，成本低。利用工装形成轨排进行导轨定位，便于导轨线形调整，提高施工效率。不足之处：F型钢与轨道梁之间的连接薄弱，类似悬臂结构，受力不合理；因安装空间限制，不同曲线地段，混凝土预制构件的垫块和连接钢腹板类型不一致，增加了设计、制造及施工的难度，对现场施工人员操作极不方便；采用轨排模块串联而成，避免不了安装轨排伸缩接头，不能无缝化，无法提供连续的F轨悬浮检测面。另外，虽然轨道梁线路中间无设备，但梁面窄、无护栏，车门又是侧开门，不可能用于线路日常维护以及紧急情况下旅客的疏散。在申请公布号CN110205882A的技术专利中公开了一种中低速磁浮轨道结构，其包括轨道梁、轨道连接件和F型钢轨；轨道梁上设有倾斜安装面；轨道连接件安装于上述倾斜安装面；F型钢轨固定在轨道连接件的上端。较钢轨枕式轨道结构，本技术提供的中低速磁浮轨道结构省去了H型轨枕、承轨台，其整体结构高度大大降低。不足之处：虽然减少了部件，降低了轨道结构高度，但中低速磁浮的接触轨与F轨之间的安装高度不变，必然造成接触轨安装位置下移，因限界影响，会造成既有轨道梁的高度不够，特别是低置线路地段，增加混凝土的放量。F型钢通过连接件之间安装在轨道梁上，须提高轨道梁的制造精度来满足轨道的安装精度，特别是曲线地段，须通过旋转轨道梁来实现。预埋在轨道梁内的连接件除须高精度预埋外，结构承受较大的剪应力，对安装螺栓很不利，一旦有变形，轨道的几何行为很难保证，特别是轨距、水平。采用轨排模块串联而成，避免不了安装轨排伸缩接头，不能无缝化，无法提供连续的F轨悬浮检测面。在授权公告号CN103485244B的技术专利中公开了一种中低速磁浮交通整体道床式轨道结构，包括感应板、F型钢、弹性支承调整单元、双块式轨枕及道床等。采用双块式轨枕将F型钢连接成轨排，通过浇筑整体道床及预埋连接钢筋将轨排与轨道梁连接，形成整体结构。结构简单，整体性强，稳定性好。不足之处：采用角钢构件安装F型钢，悬臂结构薄弱，受力不太合理；弹性支承调整单元三维可调节能力有限，不利于轨道几何平顺性调整；轨道梁梁面铺设整体道床，道床面宽且结构高度不会太低(轨枕高度及枕下混凝土最小厚度要求)，轨道二期恒载稍大；整体道床整洁、平整，但直接作为线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无缝化磁浮轨排的钢桁架式轨道结构，其特征在于：自上而下依次设有钢桁架式轨排、扣件系统(8)、承轨台(9)；/n所述钢桁架式轨排包括F型导轨、钢桁架T型轨枕及钢轨(7)，所述钢桁架T型轨枕沿线路横向设置，其两端分别固定沿线路纵向的所述F型导轨，且与沿线路纵向的所述钢轨(7)固定；所述钢轨(7)的下端通过所述扣件系统(8)连接所述承轨台(9)；/n所述钢轨(7)纵向焊接为通长钢轨，所述扣件系统(8)以纵向不限位扣压方式锁定所述通长钢轨；/n单榀所述钢桁架式轨排中相邻段的F型导轨按“零”轨缝密贴组装。/n

【技术特征摘要】
1.一种无缝化磁浮轨排的钢桁架式轨道结构，其特征在于：自上而下依次设有钢桁架式轨排、扣件系统(8)、承轨台(9)；
所述钢桁架式轨排包括F型导轨、钢桁架T型轨枕及钢轨(7)，所述钢桁架T型轨枕沿线路横向设置，其两端分别固定沿线路纵向的所述F型导轨，且与沿线路纵向的所述钢轨(7)固定；所述钢轨(7)的下端通过所述扣件系统(8)连接所述承轨台(9)；
所述钢轨(7)纵向焊接为通长钢轨，所述扣件系统(8)以纵向不限位扣压方式锁定所述通长钢轨；
单榀所述钢桁架式轨排中相邻段的F型导轨按“零”轨缝密贴组装。


2.如权利要求1所述的无缝化磁浮轨排的钢桁架式轨道结构，其特征在于：
所述钢桁架T型轨枕包括钢桁架式轨枕板(4)、钢桁架式腹板；
所述钢桁架式轨枕板(4)水平设置，其上表面两端固定所述F型导轨，其下表面固定所述钢桁架式腹板；
所述钢轨(7)的上部穿过所述钢桁架式腹板固定于所述钢桁架式轨枕板(4)的下表面。


3.如权利要求2所述的无缝化磁浮轨排的钢桁架式轨道结构，其特征在于：
所述钢桁架式腹板包括钢桁架式侧腹板(5)、钢桁架式中腹板(6)；
所述钢桁架式中腹板(6)设置在两个所述钢轨(7)的内侧之间，所述钢桁架式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟强，洪伟，金陵生，章致，李明耀，宗凌潇，杨铭，
申请(专利权)人：中铁磁浮交通投资建设有限公司，中国铁建股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42