一种含纵横梁式轨排的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构的制作方法

本发明属于磁浮轨道交通技术领域，更具体地，涉及一种含纵横梁式轨排的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构。

背景技术：

磁浮交通系统是一种新型地面客运交通系统，与传统轮轨交通系统显著的区别是借助悬浮力使车体悬浮于轨道上方，其行走部与轨道不接触。通过直线感应电机产生的推进力在轨道上前行。常导高速磁浮列车的悬浮架上带电的悬浮电磁铁和轨道上的长定子线圈相互吸引，为列车提供悬浮力，将列车向上吸起，并通过控制悬浮励磁电流来保证稳定的悬浮间隙。电磁铁与轨道之间的悬浮间隙一般控制在8～12mm。

悬浮架上带电的导向电磁铁与轨道侧面的导向板相互作用，提供导向力，使车体与轨道之间保持一定的侧向距离，实现在水平方向的无接触导向。高速磁浮列车的驱动采用非车载动力装置--长定子直线同步电机(lsm)，车辆悬浮架下部设有悬浮电磁铁线圈，轨道上安设有长定子线圈，当沿线线路方向布置的长定子线圈提供三相调频调幅电力时，由于电磁感应作用列车被推动前进，从而实现了悬浮状态下列车完全非接触的牵引和制动。

目前，常导高速磁浮交通采用桥梁与轨道功能件合为一体的轨道梁结构形式，轨道功能件安装在桥梁的梁部结构顶板的两个悬臂端部(如图1)形成轨道梁。专利文献cn1715561a公开了一种高速磁浮叠合式轨道梁连接机构、轨道梁及其制造方法，包含支承钢梁、焊钉，该连接机构设有位于轨道板中间部分并加工轨道板与承重主梁连接成一体的钢筋水泥灌浆固接部分，该支承钢梁为h型，并将其分别以焊钉埋设位于轨道板两端，且该支承钢梁支承在轨道板与承重主梁之间。此外，也有将轨道功能件的滑行顶板、磁性导向板以及定子铁芯直接预埋在混凝土梁中形成轨道梁的结构形式，但归根结底都是轨道功能件与桥梁梁部结构合二为一的结构体系，其存在如下不足：

(1)轨道功能件安装在桥梁的梁部结构顶板的两个悬臂端部形成轨道梁的结构形式，对于轨道功能件和桥梁梁部结构的制造精度要求极高，不但轨道功能件需要精加工处理，而且对桥梁的预制模板、混凝土浇筑质量、预制梁的养护等都提出了即为苛刻的要求，造成了轨道梁施工工艺复杂，而且预制和架设的成本都大大增加。

(2)轨道功能件安装期间，为了达到设计轨面高程和线路线形，需要通过千斤顶整体调整整个轨道梁高程来调整轨面高程，施工过程中的轨面高程调整过程极为复杂。

(3)在高速磁浮交通运营期间，因沉降、混凝土收缩徐变等原因导致轨面发生变化后，除了仅能通过梁部结构的支座调整轨面高程之外，再无其他方法调整轨面高程。而通过支座调整轨面高程时，需要采用千斤顶将整个轨道梁顶起后再进行轨面高程调整，非常费时费力，轨道线形维护非常不便。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种含纵横梁式轨排的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，将轨道结构与桥梁结构完全分开，轨道结构采用纵横梁式轨排，其通过扣件系统安装固定在桥梁顶部的承轨台上，轨道各个方向的精度的定位可以通过后浇的承轨台实现精确定位，解决了传统高速磁浮轨道与桥梁结构复杂，制造精度要求高，施工工艺复杂等一些列问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种含纵横梁式轨排的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，包括混凝土梁及设于该混凝土梁顶部的承轨台，该结构还包括：

纵横梁式轨排，包括沿线路方向设置的两根纵梁和垂直于线路方向设置的若干根横梁，其通过扣件系统安装固定于所述承轨台上，并通过该扣件系统调整所述纵横式轨排的高程进而调整轨面高程；

所述横梁包括轨排横梁顶板、轨排横梁底板及轨排横梁腹板，三者构成工字形截面、h形截面、亚字形截面或箱型截面钢横梁；

所述纵梁包括轨道功能件的滑行顶板、轨道功能件的磁性导向板、轨排纵梁腹板及π型钢，所述轨道功能件的磁性导向板上端与该轨道功能件的滑行顶板的横向外侧端部连接，所述轨排纵梁腹板下端与π型钢的横向中心对齐固定，轨排纵梁腹板上端与轨道功能件的滑行顶板下缘连接。

进一步地，所述轨排横梁顶板的横向两端与轨道功能件的滑行顶板的内侧焊接，所述轨排横梁底板的横向两端与π型钢的内侧面焊接，且所述轨排横梁腹板的横向两端与轨排纵梁腹板的内侧焊接。

进一步地，所述轨道功能件的磁性导向板与轨排纵梁腹板之间加劲板，该加劲板四周分别与轨道功能件的滑行顶板、轨道功能件的磁性导向板、轨排纵梁腹板及π型钢焊接。

进一步地，所述轨道功能件的磁性导向板与π型钢之间设有水平撑板。

进一步地，所述水平撑板沿纵梁方向间隔一定距离设置一块，且相邻两个水平撑板之间的空洞与铁芯的锚固螺栓对齐。

进一步地，该结构还包括定子铁芯，其通过所述通过定子铁芯的锚固螺栓固定于π型钢下方。

进一步地，该结构还包括长定子线圈，其设于所述定子铁芯的卡槽中。

进一步地，所述扣件系统包括扣件系统的锚固螺杆、双层螺母、减震垫板、调高垫板及预埋钢板；其中，

所述调高垫板设于轨排横梁底板与预埋钢板之间，以替换采用不同厚度的板调整所述纵横梁式轨排的高程；

减震垫板设于双层螺母和轨排横梁底板之间，以减小所述纵横梁式轨排结构的振动。

进一步地，所述双层螺母包括一层紧固螺母和一层防松动螺母。

进一步地，所述轨排横梁底板上开设长圆孔，该长圆孔的长轴方向与桥梁或线路方向一致，其短轴方向长度比扣件系统锚固螺杆的直径稍大，长轴方向长度根据所述纵横梁式轨排在桥梁上的最大移动量确定。

进一步地，所述承轨台沿纵向每隔一定距离设置一对，且该承轨台的中心位置与所述扣件系统锚固螺杆的中心位置重合，并一一对应。

进一步地，所述承轨台的顶板倾斜一定角度，该角度根据线路曲线超高确定。

进一步地，所述混凝土梁的顶部根据曲线超高设置为倾斜一定角度的平面。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，将轨道结构与桥梁结构完全分开，轨道结构采用纵横梁式轨排，其通过扣件系统安装固定在桥梁顶部的承轨台上，轨道各个方向的精度的定位可以通过后浇的承轨台实现精确定位，解决了传统高速磁浮轨道与桥梁结构复杂，制造精度要求高，施工工艺复杂等一系列问题。

2.本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，纵横梁式轨排在桥梁结构施工完成后再行铺设，可以在满足轨道结构制造和安装精度的前提下，降低桥梁结构的制造精度，轨道结构进行精加工时的重量和体积也大大减小，从而可以降低工程造价。

3.本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，桥梁发生不均匀沉降、混凝土收缩徐变变形时，可通过扣件系统的调高垫板的更换很方便地进行轨面高程调整，同时扣件系统也使得轨道功能件可以很好地适应桥梁的伸缩变形。

4.本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，定子铁芯通过定子铁芯的锚固螺栓固定在π型钢下方，长定子线圈安装于定子铁芯的卡槽中，便于高速磁浮列车的悬浮架上带电的悬浮电磁铁和轨道上的长定子线圈相互吸引，为列车提供悬浮力，将列车向上吸起，并通过控制悬浮励磁电流来保证稳定的悬浮间隙。

5.本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构,纵梁包括轨道功能件的磁性导向板，该轨道功能件的磁性导向板与轨道侧面的导向板相互作用，提供导向力，使车体与轨道之间保持一定的侧向距离，实现在水平方向的无接触导向。

6.本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，一段纵横梁式轨排的长度根据定子铁芯模数、桥梁长度、运输与架设的便利性等因素综合考虑确定，降低了高速磁浮轨道与桥梁结构制造及施工困难，提高了制造精度和施工效率。

7.本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，横梁包括轨排横梁顶板、轨排横梁底板、轨排横梁腹板，三者焊接成工字形截面、h形截面、亚字形截面或箱型截面，可根据高速磁浮线路的需求灵活选择不同结构形式的纵横梁式轨排，大大提高了高速磁浮轨道与桥梁结构制造精度及灵活性。

8.本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，当桥梁平面位于曲线上设置曲线超高时，可采用将承轨台的顶板倾斜一定角度或采用轨道梁整体旋转一定角度的形式，适应不同线路的曲线超高。

附图说明

图1为现有技术中高速磁浮轨道交通的桥梁与轨道功能件合而为一的轨道梁结构形式，其中，图1(a)为无横坡结构，图1(b)为有横坡结构；

图2为本发明实施例含纵横梁式轨排的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构桥梁平面位于直线上时的横截面图；

图3为本发明实施例含纵横梁式轨排的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构采用承轨台顶板倾斜设置轨面超高时的横截面图；

图4为本发明实施例含纵横梁式轨排的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构采用轨道梁整体旋转一定角度设置超高时的横截面图；

图5为本发明实施例含纵横梁式轨排的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构纵横梁式轨排空间立体构造示意图(仅示意直线状态、线路平面位于曲线时，轨道功能件区依照曲线线形进行制造)；

图6为图5中沿1-1断面处的俯视图；

图7为图5中沿2-2断面处的剖面示意图；

图8为图5中沿3-3断面处的剖面示意图；

图9为图4中沿4-4断面处的剖面示意图；

图10为图4中沿5-5断面处的剖面示意图；

图11为零件4、5、6组成的工字型截面钢构件采用热轧型钢时图7中沿5-5断面处的剖面示意图；

图12为轨排横梁做成亚字形截面时的横梁横截面图；

图13为轨排横梁做成箱形截面时的横梁横截面图；

图14为轨排横梁做成亚字形截面时横梁与承轨台锚固位置的构造；

图15为轨排横梁做成箱形截面时的横梁与承轨台锚固位置的构造。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-混凝土梁、2-承轨台、3-扣件系统(包含零件301～305)、4-轨排横梁顶板、5-轨排横梁底板、6-轨排横梁腹板、7-轨道功能件的滑行顶板(兼作轨排纵梁顶板)、8-轨道功能件的磁性导向板、9-轨排纵梁腹板、10-π型钢(兼作轨排纵梁底板)、11-定子铁芯、12-加劲板、13-水平撑板、14-定子铁芯的锚固螺栓、15-长定子线圈；

301-扣件系统的锚固螺杆、302-双层螺母(一层紧固、一层防松动)、303-减震垫板、304-调高垫板、305-预埋钢板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图2～图4所示，本发明实施例提供一种纵横梁式轨排，该纵横梁式轨排包括沿线路方向设置的两根纵梁和垂直于线路方向的若干根横梁。其中，纵梁包括轨道功能件的滑行顶板7(兼作轨排纵梁顶板)、轨道功能件的磁性导向板8、轨排纵梁腹板9、π型钢10(兼作轨排纵梁底板)、零件8与零件9之间的加劲板12、零件8与零件10之间的水平撑板13等钢构件；横梁包括轨排横梁顶板4、轨排横梁底板5、轨排横梁腹板6，三者焊接成工字形截面钢横梁。轨道功能件的磁性导向板8与轨道侧面的导向板相互作用，提供导向力，使车体与轨道之间保持一定的侧向距离，实现在水平方向的无接触导向。

进一步地，该工字形截面横梁沿桥梁纵向每间隔一定间距布置一个，相邻两个横梁的纵向间距根据定子铁芯模数及纵梁结构受力需要确定。纵梁的线形与线路线形一致，根据线路线形做成直线或曲线，两个纵梁的横向距离根据高速磁浮列车的要求确定。轨排横梁顶板4的横向两端与轨道功能件的滑行顶板7的内侧焊接连接在一起，轨排横梁底板5的横向两端与π型钢10的内侧面焊接连接在一起，轨排横梁腹板6的横向两端与轨排纵梁腹板9的内侧焊接连接在一起。

如图2～图4所示，轨道功能件的滑行顶板7的横向外侧端部与轨道功能件的磁性导向板8的上端焊接连接在一起，形成90°折角，轨排纵梁腹板9的下端与π型钢10的横向中心对齐并焊接连接在一起，轨排纵梁腹板9的上端与轨道功能件的滑行顶板7下缘焊接连接在一起，轨道功能件的磁性导向板8与轨排纵梁腹板9之间的加劲板12的四周分别与轨道功能件的滑行顶板7、轨道功能件的磁性导向板8、轨排纵梁腹板9及π型钢10焊接连接在一起，轨道功能件的磁性导向板8与π型钢10之间的水平撑板13为小块钢板，为了方便定子铁芯的锚固螺栓14的施工操作，轨道功能件的磁性导向板8与π型钢10之间的水平撑板13沿桥梁纵梁方向没间隔一定距离设置一块，相邻两个水平撑板13之间的空洞与铁芯的锚固螺栓14对齐，用于定子铁芯的锚固螺栓14的施工操作。

如图2～图4所示，一段纵横梁式轨排的长度根据定子铁芯模数、桥梁长度、运输与架设的便利性等因素综合考虑确定，降低了高速磁浮轨道与桥梁结构制造及施工困难，提高了制造精度和施工效率。本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，纵横梁式轨排在桥梁结构施工完成后再行铺设，可以在满足轨道结构制造和安装精度的前提下，降低桥梁结构的制造精度，轨道结构进行精加工时的重量和体积也大大减小，从而可以降低工程造价。

如图5～图7所示，本发明实施例提供一种含纵横梁式轨排的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，用于高速磁浮交通工程中的桥梁和轨道结构中。该系统包括混凝土梁1，在混凝土梁1的顶部布置承轨台2，纵横梁式轨排通过扣件系统3安装在承轨台2之上。本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，将轨道结构与桥梁结构完全分开，轨道结构采用纵横梁式轨排，其通过扣件系统安装固定在桥梁顶部的承轨台上，轨道各个方向的精度的定位可以通过后浇的承轨台实现精确定位，解决了传统高速磁浮轨道与桥梁结构复杂，制造精度要求高，施工工艺复杂等一些列问题。

如图8所示，承轨台2沿纵向每隔一定距离设置一对，承轨台2的中心位置与扣件系统3的锚固螺杆中心位置重合并一一对应。

如图9、14、15所示，扣件系统3包括扣件系统的锚固螺杆301、双层螺母302(一层紧固、一层防松动)、减震垫板303、调高垫板304及预埋钢板305。其中，调高垫板304设置于轨排横梁底板5与预埋钢板305之间，可以替换采用不同厚度的板来调整轨排的高程进而调整轨面高程；减震垫板303设置于双层螺母和轨排横梁底板5之间，可以再细分为若干个减震板件，主要起到减小轨排结构振动的作用。本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，桥梁发生不均匀沉降、混凝土收缩徐变变形时，可通过扣件系统的调高垫板的更换很方便地进行轨面高程调整，同时扣件系统也使得轨道功能件可以很好地适应桥梁的伸缩变形。

此外，轨排横梁底板5上开设长圆孔，所有扣件系统3的锚固螺杆301穿过轨排横梁底板5上开设的长圆孔将纵横梁式轨排固定在承轨台2上。

如图5所示，定子铁芯11通过定子铁芯的锚固螺栓14固定在π型钢10的下方，长定子线圈15安装于定子铁芯11的卡槽中。本发明的高速磁浮轨道与桥梁梁部结构，定子铁芯通过定子铁芯的锚固螺栓固定在π型钢下方，长定子线圈安装于定子铁芯的卡槽中，便于高速磁浮列车的悬浮架上带电的悬浮电磁铁和轨道上的长定子线圈相互吸引，为列车提供悬浮力，将列车向上吸起，并通过控制悬浮励磁电流来保证稳定的悬浮间隙。

优选地，如图6所示，桥梁平面位于曲线上设置曲线超高时，可以采用将承轨台2的顶板倾斜一定角度，该角度根据线路曲线超高确定，从而适应不同线路的曲线超高。

优选地，如图7所示，桥梁平面位于曲线上设置曲线超高时，也可以采用轨道梁整体旋转一定角度的形式实现，具体而言，混凝土梁1的顶部根据曲线设置为倾斜一定角度的平面，从而适应不同线路的曲线超高。

如图4所示，轨排横梁底板5上开设长圆孔，长圆孔的长轴方向与桥梁或线路方向一致，长圆孔的短轴方向长度应比扣件系统锚固螺杆直径稍大，长圆孔的长轴方向长度根据轨排在桥梁上的最大移动量计算确定。

优选地，如图10所示，轨排横梁顶板4、轨排横梁底板5、轨排横梁腹板6焊接成工字形截面钢横梁。

优选地，如图11所示，工字形截面钢横梁除了采用轨排横梁顶板4、轨排横梁底板5、轨排横梁腹板6三块钢板焊接成之外，也可以采用成品的热轧h型钢。

优选地，如图12、图13所示，轨排的横梁不单可以做成工字形截面，当相邻横梁的纵向间距较大、单个横梁的受力较大时，轨排的横梁还可以做成亚字形截面(如图12)或者箱型截面(如图13)，对应的横梁与承轨台锚固位置的构造如图14和图15所示。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。