專利名稱：新型磁浮軌道梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型磁浮軌道梁，屬于建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
技術(shù)背景軌道交通由原先的蒸汽機(jī)車、有軌電車逐漸向內(nèi)燃機(jī)車、電氣機(jī)車發(fā)展，速度也越來 越高。但是，在全球化趨勢的今天，人們已經(jīng)對普通軌道交通的速度感到不滿足了，于是， 一種新型概念的軌道交通——磁浮交通從理論研究進(jìn)入了實(shí)用階段。2001年3月，世界第 一條高速磁浮鐵路商業(yè)運(yùn)營線在中國上海開工建設(shè)，主線為雙線，營業(yè)里程30km，包括 維修基地等附屬線路共33km，已于2003年通車試運(yùn)行。磁浮上海線主要采用了德國MAX B6gl公司設(shè)計的復(fù)合軌道梁型式，軌道梁為單箱單室，由預(yù)應(yīng)力混凝土梁和功能件組合而 成，預(yù)應(yīng)力混凝土梁中預(yù)埋連接件，連接件及功能件完成機(jī)加工后通過高強(qiáng)螺栓及定位銷 連成整體。磁懸浮列車則是一種依靠電磁場特有的"同性相斥、異性相吸"的特性將車輛托起， 使整個列車懸浮在線路上，利用電磁力進(jìn)行導(dǎo)向，并利用直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成推進(jìn) 力來推動列車前進(jìn)的一種新型軌道交通運(yùn)輸工具。1922年德國工程師赫爾曼，肯佩爾首先 提出了磁浮列車的構(gòu)想。軌道梁橫跨在兩個支墩之間， 一段接一段地構(gòu)成整條線路。由于磁浮列車等現(xiàn)代高速 軌道交通系統(tǒng)在高速運(yùn)行時，系統(tǒng)對線路結(jié)構(gòu)有異常高的進(jìn)度要求，要求線路在溫差、活 動荷載等的作用下的變形和撓度應(yīng)控制在很小的范圍內(nèi)。由混凝土收縮和徐變、預(yù)應(yīng)力筋 松弛性能、溫差或活動荷載引起的軌道梁的撓曲或上拱在傳統(tǒng)的橋梁中是不成問題的，但 對于現(xiàn)代高速交通的行駛軌道而言，特別是磁浮軌道中，這些因素引起的微小變形會影響 乘車的舒適性和列車的高速運(yùn)行，甚至危及行車安全。綜上所述，為了滿足高精度的變形要求，研究一種能對由混凝土收縮和徐變以及預(yù)應(yīng) 力筋松弛等因素所引起的變形進(jìn)行精確控制的預(yù)應(yīng)力磁浮軌道梁成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員 的研究目標(biāo)。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種能對由混凝土收縮和徐變以及預(yù)應(yīng)力筋松弛等因素 所引起的變形進(jìn)行精確控制的新型磁浮軌道梁。本實(shí)用新型提出的新型磁浮軌道梁，由鋼筋混凝土軌道板l、鋼箱梁2、普通鋼筋3、 體外預(yù)應(yīng)力筋4、剪力連接件6組成，其中，鋼箱梁2為由上翼緣、下翼緣及兩側(cè)腹板兩兩相連組成的箱體結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土軌道板1位于鋼箱梁2上翼緣頂部，并配置有普通鋼 筋3;剪力連接件6焊接于鋼箱梁2上翼緣頂部，且埋置于鋼筋混凝土軌道板1內(nèi)，使得鋼筋混凝土軌道板1與鋼箱梁2共同作用；在鋼箱梁2兩塊腹板的內(nèi)側(cè)均設(shè)有鋼轉(zhuǎn)向塊5， 鋼箱梁2兩端均焊接固定有張拉端鋼墊板7，張拉端鋼墊板7上設(shè)有張拉端夾片式錨具12， 對體外預(yù)應(yīng)力筋4進(jìn)行兩端張拉，體外預(yù)應(yīng)力筋4的布置是其一側(cè)放置與距張拉端較近的 鋼轉(zhuǎn)向塊5的上方，且通過跨中附近的鋼轉(zhuǎn)向塊5的下方，另一側(cè)放置于鋼箱梁2另一側(cè) 距錨固端較近的鋼轉(zhuǎn)向塊5的上方，體外預(yù)應(yīng)力筋4的兩側(cè)分別固定于張拉端夾片式錨具 12上；鋼箱梁2兩塊腹板外側(cè)上沿著鋼箱梁2的橫向和縱向均設(shè)有鋼加勁肋11。本實(shí)用新型中，位于鋼箱梁2上翼緣頂部的剪力連接件6沿縱向和橫向均勻分布。 本實(shí)用新型中，鋼轉(zhuǎn)向塊5可以采用鋼管，每塊腹板內(nèi)側(cè)的鋼轉(zhuǎn)向塊5的塊數(shù)為4-10塊。本實(shí)用新型中，軌道板1兩側(cè)預(yù)埋有滑行板8、導(dǎo)向板9及定子固定件10，均沿軌道 板1縱向布置，滑行板8與導(dǎo)向板9通過定子固定件10固定。 本實(shí)用新型的制作過程如下-鋼箱梁2由四塊鋼板焊接而成，即構(gòu)成由上翼緣、下翼緣及兩側(cè)腹板兩兩相連組成的 箱體結(jié)構(gòu)。在鋼箱梁2上的頂面沿縱向和橫向分別均勻焊接布置剪力連接件6。在鋼箱梁 2的兩塊側(cè)向鋼板的內(nèi)側(cè)按照體外預(yù)應(yīng)力筋4的線型要求焊接布置鋼轉(zhuǎn)向塊5，鋼轉(zhuǎn)向塊5 可以為鋼管。同時，按照設(shè)計要求及相關(guān)構(gòu)造規(guī)定在鋼箱梁2的兩塊側(cè)向鋼板的外側(cè)分別 焊接縱向和橫向鋼加勁肋11，以保證整體穩(wěn)定。預(yù)埋有功能區(qū)鋼構(gòu)件的鋼筋混凝土軌道板 1為后澆層，在澆筑混凝土前，布置好普通鋼筋3，并在鋼筋混凝土板的橫向兩側(cè)預(yù)埋滑 行板8、側(cè)面導(dǎo)向板9及定子固定件10等鋼構(gòu)件。澆筑混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在混凝土達(dá)到 設(shè)計強(qiáng)度后，將體外預(yù)應(yīng)力筋4按照線型設(shè)計要求布置在鋼箱梁2兩側(cè)的鋼轉(zhuǎn)向塊5上， 根據(jù)設(shè)計方案對一部分體外預(yù)應(yīng)力筋4進(jìn)行張拉，并采用夾片式錨具12錨固在張拉端鋼 墊板7上。張拉端和錨固端的鋼墊板已事先焊接在鋼箱梁2的兩塊側(cè)向鋼板上。本實(shí)用新型可對需要進(jìn)行張拉的體外預(yù)應(yīng)力筋4的數(shù)量和張拉力進(jìn)行控制，以方便施 工人員操作并滿足設(shè)計要求。在軌道梁投入使用之后，根據(jù)軌道梁豎向變形的實(shí)測數(shù)據(jù)和 設(shè)計方案，對部分在施工階段尚未張拉的或者后布置的體外預(yù)應(yīng)力筋4進(jìn)行張拉，抵消由 于混凝土收縮和徐變以及預(yù)應(yīng)力筋松弛等因素引起的豎向增量撓曲，從而達(dá)到通過對體外 預(yù)應(yīng)力筋4的張拉來控制和調(diào)整磁浮軌道梁變形的目的，也即可得到本實(shí)用新型。本實(shí)用新型增加結(jié)構(gòu)彈性工作范圍；提高結(jié)構(gòu)極限承載力；充分利用材料性能；減少 結(jié)構(gòu)高度，減輕自重并減小地震作用；改善疲勞性能，增加強(qiáng)度儲備；提高梁的可靠度，延長其使用壽命等。本實(shí)用新型利用預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土組合梁的上述優(yōu)點(diǎn)以及體外預(yù)應(yīng)力 筋張拉方便的特點(diǎn)，在磁浮軌道梁投入使用數(shù)年后，按照實(shí)測數(shù)據(jù)和設(shè)計方案，對部分尚 未張拉的或后布置的體外預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，從而抵消由于混凝土收縮和徐變以及預(yù)應(yīng)力 筋松弛等因素引起的豎向增量撓曲，從而達(dá)到通過對體外預(yù)應(yīng)力筋的張拉來精確控制磁浮 軌道梁變形的目的。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型解決了由于混凝土收縮和徐變以及預(yù)應(yīng)力筋松弛 等因素引起的磁浮軌道梁豎向增量撓曲變形問題；同時在保證正常使用的基礎(chǔ)上，采用預(yù) 應(yīng)力鋼一混凝土組合梁，可以充分利用材料性能，減少磁浮軌道梁的高度，減輕軌道梁的 自重，并減小地震作用。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，不僅適用于磁浮軌道交通，而 且對于城市輕軌交通，城際高速鐵路等軌道交通領(lǐng)域有更廣闊的應(yīng)用前景。

圖1為本實(shí)用新型側(cè)立面圖。圖2為本實(shí)用新型錨固端示意圖。圖3為圖1中A-A剖視示意圖。圖中標(biāo)號1為鋼筋混凝土軌道板，2為鋼箱梁，3為配置于軌道板中的普通鋼筋，4 為體外預(yù)應(yīng)力筋，5為鋼轉(zhuǎn)向塊，6為剪力連接件，7為張拉端鋼墊板，8為預(yù)埋在軌道板 l兩側(cè)的功能區(qū)的滑行板，9為側(cè)面導(dǎo)向板，IO為定子固定件，ll為鋼加勁肋，12為夾片 式錨具。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。將下列部件按圖l，圖2和圖3所示方式連接，該領(lǐng)域的技術(shù)人員均能順利實(shí)施。 本裝置包括鋼筋混凝土軌道板l、鋼箱梁2、配置于混凝土板中的普通鋼筋3、體外預(yù) 應(yīng)力筋4、鋼轉(zhuǎn)向塊5、剪力連接件6、張拉端鋼墊板7、滑行板8、側(cè)面導(dǎo)向板9，定子 固定件IO，鋼加勁肋11和夾片式錨具12。將四塊鋼板按圖2所示焊接，即可得到鋼箱梁 2。在鋼箱梁2上頂面沿縱向和橫向分別均勻焊接布置剪力連接件6。在鋼箱梁2的兩塊側(cè) 向鋼板的內(nèi)側(cè)按照體外預(yù)應(yīng)力筋4的線型要求焊接布置鋼轉(zhuǎn)向塊5，鋼轉(zhuǎn)向塊5可以為鋼 管。同時，按照設(shè)計要求及相關(guān)構(gòu)造規(guī)定在鋼箱梁2的兩塊側(cè)向鋼板的外側(cè)分別焊接縱向 和橫向鋼加勁肋11，以保證整體穩(wěn)定。預(yù)埋有功能區(qū)鋼構(gòu)件的鋼筋混凝土軌道板1為后澆 層，在澆筑混凝土前，布置好普通鋼筋3，并在鋼筋混凝土板的橫向兩側(cè)預(yù)埋滑行板8、 側(cè)面導(dǎo)向板9及定子固定件IO等鋼構(gòu)件。澆筑混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng) 度后，將體外預(yù)應(yīng)力筋4按照線型設(shè)計要求布置在鋼箱梁2兩端附近的鋼轉(zhuǎn)向塊5上方和跨中附近的鋼轉(zhuǎn)向塊5的下方，根據(jù)設(shè)計方案對一部分體外預(yù)應(yīng)力筋4進(jìn)行兩端張拉，并 采用夾片式錨具12錨固在張拉端鋼墊板7上。張拉端鋼墊板7已事先焊接在鋼箱梁2的 兩塊側(cè)向鋼板上。在軌道梁投入運(yùn)營1 3年后，可以根據(jù)軌道梁豎向變形的實(shí)測數(shù)據(jù)和設(shè) 計方案，對部分在施工階段尚未張拉的或者后加入布置的體外預(yù)應(yīng)力筋4進(jìn)行張拉，抵消 由于混凝土收縮和徐變等因素引起的豎向增量撓曲，從而達(dá)到通過對體外預(yù)應(yīng)力筋4的張 拉來控制和調(diào)整磁浮軌道梁變形的目的。對體外預(yù)應(yīng)力筋4進(jìn)行張拉時，可以對其數(shù)量和 張拉力進(jìn)行人為控制，以方便施工人員操作并滿足設(shè)計要求。
權(quán)利要求1、一種新型磁浮軌道梁，由鋼筋混凝土軌道板(1)、鋼箱梁(2)、普通鋼筋(3)、體外預(yù)應(yīng)力筋(4)、剪力連接件(6)組成，鋼箱梁(2)為由上翼緣、下翼緣及兩側(cè)腹板兩兩相連組成的箱體結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土軌道板(1)位于鋼箱梁(2)上翼緣頂部，并配置有普通鋼筋(3)；其特征在于剪力連接件(6)焊接于鋼箱梁(2)上翼緣頂部，且埋置于鋼筋混凝土軌道板(1)內(nèi)；在鋼箱梁(2)兩塊腹板的內(nèi)側(cè)均設(shè)有鋼轉(zhuǎn)向塊(5)，鋼箱梁(2)兩端均焊接固定有張拉端鋼墊板(7)，張拉端鋼墊板(7)上設(shè)有張拉端夾片式錨具(12)，體外預(yù)應(yīng)力筋(4)的布置是其一側(cè)放置與距張拉端較近的鋼轉(zhuǎn)向塊(5)的上方，且通過跨中附近的鋼轉(zhuǎn)向塊(5)的下方，另一側(cè)放置于鋼箱梁(2)另一側(cè)距錨固端較近的鋼轉(zhuǎn)向塊(5)的上方，體外預(yù)應(yīng)力筋(4)的兩側(cè)分別固定于張拉端夾片式錨具(12)上；鋼箱梁(2)兩塊腹板外側(cè)上沿著鋼箱梁(2)的橫向和縱向均設(shè)有鋼加勁肋(11)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型磁浮軌道梁，其特征在于位于鋼箱梁(2)上翼緣頂部的 剪力連接件(6)沿縱向和橫向均勻分布。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型磁浮軌道梁，其特征在于鋼轉(zhuǎn)向塊(5)采用鋼管，每塊 腹板內(nèi)側(cè)的鋼轉(zhuǎn)向塊(5)的塊數(shù)為4-10塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型磁浮軌道梁，其特征在于軌道板(l)兩側(cè)預(yù)埋有滑行板 (8)、導(dǎo)向板(9)及定子固定件(10)，均沿軌道板(l)縱向布置，滑行板(8)與導(dǎo)向板(9)通過定 子固定件(10)固定。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型磁浮軌道梁，屬于建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件。包括鋼筋混凝土軌道板、鋼箱梁、體外預(yù)應(yīng)力筋、鋼轉(zhuǎn)向塊、剪力連接件、張拉端鋼墊板、鋼加勁肋和夾片式錨具。剪力連接件位于鋼箱梁頂部，且埋置于鋼筋混凝土軌道板內(nèi)，鋼轉(zhuǎn)向塊位于鋼箱梁腹板內(nèi)側(cè)，鋼箱梁兩塊腹板外側(cè)焊接固定有張拉端鋼墊板或錨固端鋼墊板，體外預(yù)應(yīng)力筋一側(cè)位于距張拉端較近的鋼轉(zhuǎn)向塊上方，另一側(cè)位于距錨固端較近的鋼轉(zhuǎn)向塊下方，體外預(yù)應(yīng)力筋的兩側(cè)分別固定于夾片式錨具上；鋼箱梁兩塊腹板外側(cè)上沿著鋼箱梁的橫向和縱向均設(shè)有鋼加勁肋。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，不僅適用于磁浮軌道交通，而且對于城市輕軌交通，城際高速鐵路等軌道交通領(lǐng)域有更廣闊應(yīng)用前景。
文檔編號E01B25/30GK201087316SQ200720073678
公開日2008年7月16日 申請日期2007年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月16日
發(fā)明者胡于明, 薛偉辰 申請人:同濟(jì)大學(xué)