《中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410750861122申请日20141209E01B1/00200601E01B25/3020060171申请人中铁第四勘察设计院集团有限公司地址430080湖北省武汉市武昌区杨园和平大道745号铁四院技术中心72发明人郭建湖王勇刚李小和谢瑞丰杨辉建黄国良74专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人黄行军李满54发明名称中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构57摘要本发明公开了一种中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，包括承轨梁梁体、固定在承轨梁梁体顶部的轨枕台座、固定在轨枕台座顶部的轨排、固定在水平路基面上的钢筋混凝土底。
2、板、设置在承轨梁梁体两侧的导流轨，钢筋混凝土底板的顶面相对于水平面倾斜布置，钢筋混凝土底板的顶面与水平面之间的夹角为1，所述承轨梁梁体的底面固定连接钢筋混凝土底板的顶面，承轨梁梁体、轨枕台座和轨排的轴线均与钢筋混凝土底板的顶面垂直，轨排的轨排中心线与线路中心线之间的夹角为，夹角1夹角。本发明既满足磁浮车辆接触轨的安装要求，又不增加承轨梁下土工基础的建筑难度，不降低其长期稳定性。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图1页10申请公布号CN104452483A43申请公布日20150325CN104452483A1/2页21一种中低速磁悬浮交通工。
3、程低置线路曲线承轨梁结构，它包括承轨梁梁体1、固定在承轨梁梁体1顶部的轨枕台座7、固定在轨枕台座7顶部的轨排9、固定在水平路基面8上的钢筋混凝土底板2、设置在承轨梁梁体1两侧的导流轨6，其特征在于所述钢筋混凝土底板2的顶面相对于水平面倾斜布置，钢筋混凝土底板2的顶面与水平面之间的夹角为1，所述承轨梁梁体1的底面固定连接钢筋混凝土底板2的顶面，所述承轨梁梁体1、轨枕台座7和轨排9的轴线均与钢筋混凝土底板2的顶面垂直，所述轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角为，所述夹角1夹角。2根据权利要求1所述的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，其特征在于所述钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢。
4、筋混凝土底板的超高值H由如下公式1确定HDVC2/1296GR1其中，D为轨排9的轨距，VC为列车通过速度，G为重力加速度，R为曲线线路半径。3根据权利要求2所述的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，其特征在于所述轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角由如下公式2确定ARCTANH/L2其中，L为钢筋混凝土底板2的底面宽度，H为钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值。4根据权利要求3所述的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，其特征在于所述钢筋混凝土底板2的底面中心线偏移线路中心线的E值由如下公式3确定EH05HSIN3其中，H为水平路基面8与轨面之间的距离。
5、，H为钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值，为轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角。5根据权利要求4所述的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，其特征在于所述钢筋混凝土底板2外侧的基底应力PA由如下公式4确定其中，所述G为承轨梁结构自重，F为轨道结构及列车沿竖直方向分项集中荷载，Q为线路横断面方向分项集中荷载，M为轨道结构及列车沿线路纵断面方向的弯矩，为轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角即承轨梁向曲线内侧偏转角度，L为钢筋混凝土底板2的底面宽度，H为水平路基面8与轨面之间的距离，E1为承轨梁结构、台座及轨排组成体系的重心偏心距。6根据权利要求4所述的。
6、中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，其特征在于所述钢筋混凝土底板2内侧的基底应力PB由如下公式5确定权利要求书CN104452483A2/2页3其中，所述G为承轨梁结构自重，F为轨道结构及列车沿竖直方向分项集中荷载，Q为线路横断面方向分项集中荷载，M为轨道结构及列车沿线路纵断面方向的弯矩，为轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角即承轨梁向曲线内侧偏转角度，L为钢筋混凝土底板2的底面宽度，H为水平路基面8与轨面之间的距离，E1为承轨梁结构、台座及轨排组成体系的重心偏心距。7根据权利要求4所述的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，其特征在于所述钢筋混凝土底板2顶面的外侧设有。
7、高度为H的倒角，该H为钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值。8根据权利要求4所述的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，其特征在于所述钢筋混凝土底板2顶面的内侧设有高度为H/2的倒角，该H为钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值。9根据权利要求1所述的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，其特征在于所述承轨梁梁体1为两侧是完整腹板的等截面结构或者为纵向非等截面结构。10根据权利要求1所述的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，其特征在于钢筋混凝土底板2为底面水平、实心的钢筋混凝土结构。权利要求书CN104452483A1/5页4中低速磁悬浮交通工。
8、程低置线路曲线承轨梁结构技术领域0001本发明涉及中低速磁浮交通工程低置线路结构技术领域，具体地指一种中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构。背景技术0002中低速磁悬浮轨道交通属于一种新型交通方式，目前国内外的研究成果较少，全世界开通运营的线路更是少数。目前只有2005年3月日本建设开通的中低速磁悬浮铁路商业运行线东部丘陵线和2014年6月韩国开通的中低速磁悬浮铁路商务运行线。而中国的中低速磁悬浮交通目前只有国防科技大学试验线、青城山试验线、唐山实验线，尚无投入运营的正式线路。0003中低速磁浮交通工程低置线路由轨枕、承轨梁与承轨梁下路基组成，支承轨道的承轨梁设置在由土工结构物构成的路基。
9、之上。由于磁浮列车采用抱轨方式运行，需要在承轨梁两侧各安装一条导流轨，当线路为曲线时，往往要求承轨梁整体随轨道一起偏转，如何实现设置在土工地基上的承轨梁偏转，以及利用承轨梁实现轨道超高，目前尚无相关文献与研究成果。0004在磁浮桥梁工程中，由于轨道梁两端支承在桥墩上，梁体偏转后，只需在桥墩支点位置设置与墩台顶面水平的底座，由两端的支点控制超高，同时曲梁曲做，既可实现梁体的偏转与曲线超高，其误差可在轨道结构施工中通过精调解决。而低置线路承轨梁不同于两端由桥墩支承的桥梁，是整个梁放置在土工基础上的类似弹性地基梁，要解决曲线与超高问题，除曲梁曲做外，超高现有的解决办法有两种0005方法一是在轨枕支座。
10、上实现超高，梁体曲线曲做，不偏转，水平设置；0006方法二是在承轨梁下的土工基础上实现超高，承轨梁倾斜设置实现梁体偏转，同时曲梁曲做。0007方法一，在承轨梁顶的轨枕支座上实现超高，承轨梁曲线曲做后水平设置，这样梁顶面线与轨面线不水平，由于两侧导流轨连线与轨面线必须是平行线，这样两侧导流轨在承轨梁上的相对位置是变化的，如果轨枕台座高度过大，可能造成超高侧的导流轨位置高于梁顶面，因此，必须根据导流轨与轨面的高差，合理控制轨枕台座的最小高度，必要时可能还要调整车辆接触轨与轨面的高度。另外，为保证接触轨的界限要求，两侧接触轨至承轨侧面的距离必须一致，这样承轨梁的结构轴线与轨面中心线线路中心线还应设置。
11、偏移量，而该偏移量除在圆曲线位置是固定值外，在缓和曲线位置是线性变化量，对施工精度的控制要求十分高。因此，方法一将增加承轨梁、轨道以及导流轨的施工、安装难度与控制精度，还有可能影响到车辆的接触轨制造参数调整。0008方法二，利用承轨梁下的土工基础中的级配碎石层实现超高承轨梁下的基础面呈折线型，承轨梁倾斜安放实现偏转，轨面线、车辆两侧的接触轨线与梁顶面线平行，梁的结构轴线与轨面线重叠，这样不会影响轨道的设计安装，也不会影响车辆制造参数。由于缓和曲线位置超高值是线性变化的，要在路基面上通过人工填筑来实现这个超高值，不仅要说明书CN104452483A2/5页5求较高的控制精度，而且施工难度更大；另。
12、外，承轨梁倾斜设置，增加了承轨梁的横向下滑力，降低了承轨梁的稳定性；同时由于承轨梁的偏转是通过梁底基础面倾斜来实现，该倾斜坡度是由岩土组成的土工构筑物形成的，其长期稳定性的保证难度十分大，运营后期易发变形、承轨梁陷槽、超高度不够等病害，严重时可能影响车辆运营的舒适性与安全。发明内容0009本发明的目的就是要提供一种中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，该结构既满足磁浮车辆接触轨的安装要求，又不增加承轨梁下土工基础的建筑难度，不降低其长期稳定性。0010为实现此目的，本发明所设计的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，它包括承轨梁梁体、固定在承轨梁梁体顶部的轨枕台座、固定在轨枕台座顶。
13、部的轨排、固定在水平路基面上的钢筋混凝土底板、设置在承轨梁梁体两侧的导流轨，其特征在于所述钢筋混凝土底板的顶面相对于水平面倾斜布置，钢筋混凝土底板的顶面与水平面之间的夹角为1，所述承轨梁梁体的底面固定连接钢筋混凝土底板的顶面，所述承轨梁梁体、轨枕台座和轨排的轴线均与钢筋混凝土底板的顶面垂直，所述轨排的轨排中心线与线路中心线之间的夹角为，所述夹角1夹角。0011本发明的有益效果00121、曲线承轨梁为钢筋混凝土结构，满足磁悬浮工程结构对稳定性、强度、变形的要求。00132、低置线路曲线承轨梁沿轨面线中心偏转，使梁顶面与轨面线、磁浮车辆接触轨连线保持平行，且轨面线与磁浮车辆接触轨连线间的间距保持不。
14、变。相比常规的梁体不偏转，在轨枕台座上实现超高方案，磁浮车辆接触轨支座安装方便，达到与直线路地段一样的安装效果。00143、承轨梁偏转后，钢筋混凝土底板底面做成水平，曲线的超高通过调整承轨梁的钢筋混凝土底板厚度实现，施工方便。更重要的是，该结构曲线超高在钢筋混凝土曲线承轨梁中实现，无需在梁下土工基础上实现超高，承轨梁下土工路基面与直线地段一样仍按水平面施工，避免了常规的在土工路基面上实现超高带来的稳定性问题，以及运营后期可能的变形、承轨梁陷槽、超高度不够等危害。00154、由于承轨梁梁体向曲线内侧偏转，钢筋混凝土底板的底面中心线相对线路中心线要向曲线外移E值按公式3计算，而上部梁体的重心E1相。
15、对钢筋混凝土底板底面中心线要向曲线内侧移动，重心内移后产生的弯矩可抵消曲线梁因偏转产生的扭矩以及曲线地段的离心力可按公式5计算结构尺寸调整E1值，使承轨梁底板受力均匀，使承轨梁底板底面的受力趋于均匀，达到直线梁的效果。00165、钢筋混凝土底板超高值H、钢筋混凝土底板底面中心线5偏移线路中心线4的E值，均可计算求得按公式1公式3计算，且H、E值在圆曲线位置为一定值，在缓和曲线位置为一线性变化值。方便了线路曲线承轨梁的施工。00176、本发明既满足磁浮车辆接触轨的安装要求，又不增加承轨梁下土工基础的建筑难度，不降低其长期稳定性。说明书CN104452483A3/5页6附图说明0018图1为本发明。
16、的断面结构示意图；0019其中，1承轨梁梁体、2钢筋混凝土底板、3未做超高的承轨梁底板轮廓线、4线路中心线、5钢筋混凝土底板的底面中心线、6导流轨、7轨枕台座、8水平路基面、9轨排、10轨排中心线、轨排的轨排中心线与线路中心线之间的夹角、1钢筋混凝土底板的顶面与水平面之间的夹角、E1承轨梁结构、台座及轨排组成体系的重心偏心距、E钢筋混凝土底板的底面中心线偏移线路中心线距离、H钢筋混凝土底板外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值、H水平路基面与轨面之间的距离、L钢筋混凝土底板的底面宽度、F轨道结构及列车沿竖直方向分项集中荷载，Q轨道结构及列车沿线路横断面方向分项集中荷载，M轨道结构及列车沿线路纵断。
17、面方向的弯矩、X线路横断面方向、Y线路纵断面方向、Z竖直方向。具体实施方式0020以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明0021如图1所示的中低速磁悬浮交通工程低置线路曲线承轨梁结构，它包括承轨梁梁体1、固定在承轨梁梁体1顶部的轨枕台座7、固定在轨枕台座7顶部的轨排9、固定在水平路基面8上的钢筋混凝土底板2、设置在承轨梁梁体1两侧的导流轨6，所述钢筋混凝土底板2的顶面相对于水平面倾斜布置，钢筋混凝土底板2的顶面与水平面之间的夹角为1，所述承轨梁梁体1的底面固定连接钢筋混凝土底板2的顶面，所述承轨梁梁体1、轨枕台座7和轨排9的轴线均与钢筋混凝土底板2的顶面垂直，所述轨排9的轨排中心线。
18、10与线路中心线4之间的夹角为，所述夹角1夹角。0022上述技术方案中，所述钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值H由如下公式1确定0023HDVC2/1296GR10024其中，D为轨排9的轨距，VC为列车通过速度，G为重力加速度，R为曲线线路半径。0025上述技术方案中，所述轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角由如下公式2确定0026ARCTANH/L20027其中，L为钢筋混凝土底板2的底面宽度，H为钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值。0028上述技术方案中，所述钢筋混凝土底板2的底面中心线偏移线路中心线的E值由如下公式3确定0029EH05HS。
19、IN30030其中，H为水平路基面8与轨面之间的距离，H为钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值，为轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角。0031上述技术方案中，承轨梁偏转、曲梁曲做后，其重心将向曲线内侧移动，钢筋混凝土底板2的底面中心线5偏移线路中心线的E值在圆曲线位置为一定值，在缓和曲线位置为一线性变化值。整个曲线承轨梁结构的重心位于钢筋混凝土底板2的底面中心线5与线路中心线4之间，通过调整结构尺寸使其产生的弯矩能够抵抗因上部承轨梁梁体1偏转产说明书CN104452483A4/5页7生的扭矩效应，使钢筋混凝土底板2下水平路基面8受力趋于均匀。钢筋混凝土底板2受力最低。
20、条件应满足钢筋混凝土底板2外侧应力大于0，按公式4计算；受力均匀条件按公式6计算。0032上述技术方案中，所述钢筋混凝土底板2外侧的基底应力PA由如下公式4确定00330034其中，所述G为承轨梁结构自重，F为轨道结构及列车沿竖直方向分项集中荷载，Q为线路横断面方向分项集中荷载，M为轨道结构及列车沿线路纵断面方向的弯矩，为轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角即承轨梁向曲线内侧偏转角度，L为钢筋混凝土底板2的底面宽度，H为水平路基面8与轨面之间的距离，E1为承轨梁结构、台座及轨排组成体系的重心偏心距。0035上述技术方案中，所述钢筋混凝土底板2内侧的基底应力PB由如下公式5确定0036。
21、0037其中，所述G为承轨梁结构自重，F为轨道结构及列车沿竖直方向向下为正，向上为负分项集中荷载，Q为线路横断面方向向右侧为正，向左侧为负分项集中荷载，M为轨道结构及列车沿线路纵断面方向向大里程为正，向小里程为负的弯矩，为轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角即承轨梁向曲线内侧偏转角度，L为钢筋混凝土底板2的底面宽度，H为水平路基面8与轨面之间的距离，E1为承轨梁结构、台座及轨排组成体系的重心偏心距。0038GE1MFSINQCOSH05LSINCOS060039其中，所述G为承轨梁结构自重，F为轨道结构及列车沿竖直方向分项集中荷载，Q为线路横断面方向分项集中荷载，M为轨道结构及列车沿。
22、线路纵断面方向的弯矩，为轨排9的轨排中心线10与线路中心线4之间的夹角即承轨梁向曲线内侧偏转角度，L为钢筋混凝土底板2的底面宽度，H为水平路基面8与轨面之间的距离，E1为承轨梁结构、台座及轨排组成体系的重心偏心距。0040上述技术方案中，承轨梁梁体1随轨面线中心偏转，曲线超高在承轨梁结构中实现，钢筋混凝土底板2底面水平，钢筋混凝土底板2下水平路基面8受力均匀，钢筋混凝土底板2下的土工基础施工与直线段路基施工一样方便，结构合理、简洁。具体来说，曲线钢说明书CN104452483A5/5页8筋混凝土承轨梁结构由上部偏转梁体与下部底板两部分组成，通过钢筋与整体浇筑连成一体。上部偏转梁体承轨梁梁体1可。
23、以是箱型、工字型等两侧为完整腹板的等截面结构，也可以是支墩型、连续拱形、连续框型等纵向非等截面结构；下部底板钢筋混凝土底板2为底面水平、实心的钢筋混凝土结构。0041上述技术方案使得低置线路曲线承轨梁沿轨面线中心偏转，使承轨梁梁体1与轨面线、磁浮车辆接触轨连线保持平行，且轨面线与磁浮车辆接触轨连线间的间距保持不变。0042上述技术方案中，所述钢筋混凝土底板2顶面的外侧设有高度为H的倒角，该H为钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值。所述钢筋混凝土底板2顶面的内侧设有高度为H/2的倒角，该H为钢筋混凝土底板2外侧相对于原始钢筋混凝土底板的超高值。上述倒角的设计能使上部的承轨梁梁体1。
24、的高度满足磁浮车辆界限要求，同时也满足钢筋混凝土底板2的厚度要求。0043本发明的施工过程为00441、低置线路曲线承轨梁梁体1沿轨面线中心偏转，使梁顶面与轨面线、磁浮车辆接触轨连线保持平行，且轨面线与磁浮车辆导流轨连线间的间距保持不变，车辆接触轨支座安装在承轨梁两侧，纵向与梁顶线平行，施工工艺与控制精度与直线承轨效果一样。轨枕台座7通过预埋钢筋，按正交安装在承轨梁顶面。00452、承轨梁偏转后，承轨梁的钢筋混凝土底板底面做成水平，曲线超高在通过调整承轨梁的底板厚度实施。如附图1，承轨梁向曲线内侧偏转A角度后，将传统底板的底面做成水平，形成钢筋混凝土底板2，钢筋混凝土底板2的底面于外侧增厚H值。
25、，H即为承轨梁的底板超高值按公式1计算，H值在圆曲线位置为一定值，在缓和曲线位置为一线性变化值。钢筋混凝土底板2顶面于曲线外侧增高H高度做成倒角，曲线内侧做成H/2高度的倒角，使上部梁体1的高度满足磁浮车辆界限要求，同时也满足下部底板2的厚度要求。00463、承轨梁偏转、曲梁曲做后，其重心将向曲线内侧移动，钢筋混凝土底板2的底面中心线5偏移线路中心线的E值按公式3计算，整个曲线承轨梁结构的重心位于钢筋混凝土底板2的底面中心线5与线路中心线4之间，按公式6计算结构尺寸调整E1值，使其产生的弯矩能够抵抗因上部梁体1偏转产生的扭矩效应，使钢筋混凝土底板2下水平路基面8受力趋于均匀。0047本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。说明书CN104452483A1/1页9图1说明书附图CN104452483A。