專利名稱：磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及軌道結(jié)構(gòu)，特別是涉及低速磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在常導(dǎo)線性異步電機(jī)驅(qū)動磁浮系統(tǒng)中，軌道梁的兩側(cè)為懸空的倒“U”形鋼質(zhì)鐵磁性導(dǎo)軌。固定在磁浮列車上的懸浮兼導(dǎo)向用的電磁鐵正好置于導(dǎo)軌下方，且鐵心呈“U”形，與倒“U”的導(dǎo)軌相對。列車運(yùn)行時，電磁鐵從下方產(chǎn)生吸引導(dǎo)軌的吸力，列車?yán)么宋Χ鴳腋　．?dāng)車體電磁鐵與導(dǎo)軌發(fā)生橫向錯位時，它們之間產(chǎn)生斜向引力，該引力的水平分力將起到糾正錯位的作用，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向功能。
上述系統(tǒng)采用短定子直線感應(yīng)電機(jī)的驅(qū)動方式。即，在倒“U”形導(dǎo)軌的上表面敷設(shè)反應(yīng)板(一般為鋁質(zhì))作為直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子，在正對其上方的車體上安裝有該直線電機(jī)的定子。當(dāng)對定子通入三相交流電后，產(chǎn)生一個移動磁場，由于該磁場的作用而產(chǎn)生牽引力。
由前述低速磁浮系統(tǒng)的原理可以看出，其中的倒“U”形導(dǎo)軌(因其橫截面像躺倒的“F”，常稱為F鋼板)是該系統(tǒng)軌道結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件。F鋼板除了起到懸浮導(dǎo)向和驅(qū)動的作用外，還有支承列車滑撬走行輪并為列車液壓制動鉗的制動提供摩擦面的作用。因此，在工程應(yīng)用中，將導(dǎo)軌與其支承結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起從而為列車提供運(yùn)行軌道就成為磁浮交通系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題。
就上述的磁浮系統(tǒng)而言，如日本HSST常導(dǎo)低速磁浮線，以及國內(nèi)低速磁浮試驗(yàn)線，其采用的軌道結(jié)構(gòu)一般都是將作為軌道的F鋼板通過軌枕支承在軌道梁上。日本專利JP3257201和中國專利CN2584643Y就揭示了這樣的軌枕式磁浮交通軌道結(jié)構(gòu)，其中的軌枕一般由工字鋼或混凝土制成，軌枕通過螺栓連接于預(yù)埋在軌道梁頂面的墊板或預(yù)制混凝土墊塊上。這種連接采用了傳統(tǒng)鐵路常用的軌枕形式，雖然能夠解決低速磁浮軌道的安裝問題，但其造價高，防腐處理等維護(hù)工作量大。此外，由于軌道梁面上設(shè)置許多根軌枕，給線路的日常維護(hù)以及緊急情況下旅客的疏散都帶來了困難。在車輛高速行進(jìn)時所產(chǎn)生的氣流還會提高噪聲水平。
日本專利JP3333301揭示了一種“吸引式磁懸浮車輛用的導(dǎo)軌、以及用于該導(dǎo)軌的行進(jìn)系統(tǒng)”，其提出了一種直接將導(dǎo)軌連接于軌道梁側(cè)面的導(dǎo)軌形式，從而解決了上述軌枕形式低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)存在的問題。然而，對于曲線線路上的軌道梁，采用該技術(shù)方案時，線路的橫坡及橫坡扭轉(zhuǎn)必須設(shè)在軌道梁的梁體上。這樣就需要采用不同的模板來制造具有不同曲線半徑或曲線變化率的軌道梁，從而使軌道梁制造的要求和復(fù)雜程度大大提高，因而是非常不經(jīng)濟(jì)的。因此，該技術(shù)方案的適用性也受到了很大的限制。
日本專利JP4272301揭示了一種“軌道微調(diào)固定結(jié)構(gòu)”，其提出了一種將導(dǎo)軌直接安裝在軌道梁上表面兩側(cè)的形式。該技術(shù)方案也存在使軌道梁的制造變得復(fù)雜的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和安裝的磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)及其制造方法。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種特別適用于曲線路段的磁浮交通軌道結(jié)構(gòu)及其制造方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)，包括軌道梁、位于軌道梁的上表面兩側(cè)的導(dǎo)軌、以及將這兩部分連接起來的連接結(jié)構(gòu)，連接結(jié)構(gòu)包括緊固件，其中，連接結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在軌道梁與導(dǎo)軌之間作為結(jié)構(gòu)連接件的墊塊。
本發(fā)明還提供了一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟制備一軌道梁；制備一導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌將被設(shè)置到所述軌道梁的上表面的兩側(cè)；還包括通過作為結(jié)構(gòu)連接件的墊塊將所述軌道梁和所述導(dǎo)軌固定連接的步驟。
為獲得上述的軌道結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供了三種可實(shí)施的方案。
方案一為工廠預(yù)制和機(jī)加工的鋼構(gòu)件作為墊塊。鋼構(gòu)件主體為豎直放置的方鋼管，該方鋼管兩側(cè)通過螺栓連接或焊接角鋼，分別連接導(dǎo)軌和混凝土軌道梁，軌道梁上預(yù)留有凸起的鋼筋，插入方鋼管中，在方鋼管中澆筑混凝土，從而完成與軌道梁的連接。
方案二為預(yù)制混凝土墊塊。墊塊頂部預(yù)埋鋼板，導(dǎo)軌與預(yù)埋鋼板間通過螺栓進(jìn)行連接；導(dǎo)軌與預(yù)埋鋼板間除螺栓連接外，還可以附加設(shè)置扣件連接；將墊塊上預(yù)埋的剪力釘以及抗拉螺栓插入軌道梁面預(yù)留孔，再澆筑混凝土實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌與軌道梁的連接。
方案三的核心部件為工字鋼構(gòu)件，該鋼構(gòu)件上翼緣向外挑出，以螺栓固定連接導(dǎo)軌，該鋼構(gòu)件下翼緣向軌道梁中心線伸出，下翼緣通過螺栓及焊接的剪力釘插入軌道梁內(nèi)預(yù)留孔內(nèi)，再通過澆筑混凝土實(shí)現(xiàn)與軌道梁的連接。
在以上提及的三種方案中，導(dǎo)軌位置的確定可采用以下兩種方法方法一為在控制粗略精度的情況下，首先將墊塊與軌道梁澆筑成一體，然后在導(dǎo)軌與預(yù)埋鋼板間增加墊片精確調(diào)整位置，安裝導(dǎo)軌。
方法二為首先將墊塊與導(dǎo)軌固定在一起，利用工裝并通過精確測量、調(diào)整導(dǎo)軌的空間位置，再將墊塊與軌道梁通過灌漿連接起來。
在上述三種方案中，線路曲線橫坡設(shè)置在所述墊塊上，通過調(diào)整墊塊高度及頂面傾角，與工廠彎曲定型的導(dǎo)軌配合，形成線路曲線線形。墊塊在工廠內(nèi)加工以達(dá)到一定的精度要求，由于墊塊尺度較小，這是非常易于實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.軌道梁型式統(tǒng)一，節(jié)省模板，降低了制造復(fù)雜程度和難度；2.線路曲線縱橫坡設(shè)置在墊塊上，大大方便了調(diào)整線路線形，方法簡單，成本低。
3.利用工裝形成軌排進(jìn)行導(dǎo)軌定位，便于導(dǎo)軌線形調(diào)整，提高施工效率。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的軌道結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2是上述軌道結(jié)構(gòu)的局部放大的剖視圖；圖3是上述軌道結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖4是將上述軌道結(jié)構(gòu)布置在曲線路段時的橫坡設(shè)置圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的軌道結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖6是將圖5所示的軌道結(jié)構(gòu)布置在曲線路段時的橫坡設(shè)置圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的軌道結(jié)構(gòu)的剖視圖；以及圖8是將圖7所示的軌道結(jié)構(gòu)布置在曲線路段時的橫坡設(shè)置圖；
具體實(shí)施例方式
請參閱圖1～8，圖中凡是相同的構(gòu)件都用相同的標(biāo)號來表示。從各圖中可以看出，本發(fā)明的軌道結(jié)構(gòu)主要包括軌道梁2、位于軌道梁2上表面兩側(cè)的導(dǎo)軌1、以及將這兩部分連接起來的連接結(jié)構(gòu)。連接結(jié)構(gòu)主要包括墊塊3和例如螺栓之類的緊固件，還可以根據(jù)調(diào)整的需要而設(shè)置墊片4。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，在軌道梁2與導(dǎo)軌1之間設(shè)置了墊塊3。這里所謂的“墊塊3”不同于以往采用的調(diào)整用襯墊構(gòu)件，而是將導(dǎo)軌1與軌道梁2連接起來的結(jié)構(gòu)連接件。
圖1～圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的軌道結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，墊塊3是工廠預(yù)制的鋼構(gòu)件，包括作為主體的鋼管34，以及與鋼管通過螺栓52連接或者焊接而向軌道梁外側(cè)伸出的角鋼(第一延伸件)31。鋼管34可以是如圖所示的方鋼管，也可以采用矩形的或其它適合的多邊形形狀。角鋼31兩端焊有加強(qiáng)肋32，導(dǎo)軌1通過螺栓51與角鋼31連接。鋼管34在靠近軌道梁中心線內(nèi)側(cè)底部焊有鋼板(第二延伸件)35和加強(qiáng)肋33。鋼板35上留有螺孔，以通過螺栓53與軌道梁連接。軌道梁上留有凸出的預(yù)埋鋼筋(抗剪構(gòu)件)61。在安裝導(dǎo)軌時，將預(yù)埋鋼筋61插入鋼管34中，在鋼管34和其下部軌道梁2的預(yù)留孔6中澆筑混凝土62，從而實(shí)現(xiàn)固定連接。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)用于曲線路段的情況。從圖中清楚可見，可按照線路要求，將工廠預(yù)制的墊塊3、3’制造成具有不同高度且頂面有一定傾斜角，該傾斜角可例如可通過對角鋼31進(jìn)行加工而實(shí)現(xiàn)。
圖5、圖6示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例。在該實(shí)施例中，墊塊3為混凝土預(yù)制構(gòu)件，其包含有預(yù)埋的頂面鋼板38，以及焊接在頂面鋼板38底面并從混凝土塊伸出一段的剪力釘或抗拔螺栓(抗剪構(gòu)件)37。墊塊3與軌道梁2的連接固定是通過將墊塊3底部的剪力釘或抗拔螺栓37伸入軌道梁上的預(yù)留孔6中后再澆筑混凝土而實(shí)現(xiàn)的。導(dǎo)軌1通過螺栓51與墊塊頂面鋼板38連接，兩者之間視需要可以設(shè)置墊片4，以精密調(diào)整導(dǎo)軌位置。為了增加導(dǎo)軌1與墊塊3之間連接的可靠性和安全性，還可設(shè)置扣件8以及連接扣件與墊塊3的螺栓53。
圖6示出了第二實(shí)施例的軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)用于曲線路段的情況。從圖中清楚可見，該曲線路段的橫坡是通過在軌道梁2的頂面兩側(cè)設(shè)置具有不同高度且頂面有一定傾斜角的墊塊3，3’來實(shí)現(xiàn)。
圖7、圖8示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例。在該實(shí)施例中，墊塊3是工廠焊制的工字形鋼構(gòu)件，其包含有向外側(cè)伸出的上頂板31a、向內(nèi)側(cè)伸出的下底板35a、連接上頂板和下底板的腹板36、位于腹板兩側(cè)的加強(qiáng)肋板32、34、以及焊接在下底板35a底部的剪力釘或抗拔螺栓37。導(dǎo)軌1通過螺栓51及墊片4連接在墊塊3的上頂板31a上。墊塊3通過將剪力釘或抗拔螺栓37伸入軌道梁上的預(yù)留孔6中后再澆筑混凝土而與軌道梁2連接固定。為增加連接的可靠性，還可以在墊塊下底板35a的靠近軌道梁中心線的一側(cè)設(shè)置螺栓53。
圖8為第三實(shí)施例中導(dǎo)軌連接形式在曲線路段的實(shí)施形式。線路橫坡通過軌道梁2的頂面兩側(cè)設(shè)置不同高度墊塊3，3’和相應(yīng)的頂面傾斜角實(shí)現(xiàn)。工廠預(yù)制墊塊3、3’時，通過改變腹板36高度以及上頂板31a的傾斜角制造不同規(guī)格的墊塊。
采用上述三個實(shí)施例或其它類似形式的墊塊以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌1與軌道梁2之間的連接，例如可以使用以下所述兩種不同的方式。
導(dǎo)軌1與軌道梁2的連接可以采用的一種方式如下。在架設(shè)軌道梁2之前，先將按線路線形要求的基本尺寸制造的墊塊3以粗略的精度放置于軌道梁2上，并以如前所述的方式完成墊塊3與軌道梁2的連接固定。在將固定了墊塊3的軌道梁2架設(shè)到線路上之后，用特制工裝固定兩側(cè)導(dǎo)軌1的相對位置，形成軌排。精密調(diào)整確定軌排位置后，再在導(dǎo)軌1與墊塊3之間插入適當(dāng)?shù)膲|片4，最后插入螺栓51，使導(dǎo)軌1固定。
導(dǎo)軌1與軌道梁的連接可以采取的另一種方式如下。將墊塊3直接與臨時固定在軌排上的兩側(cè)導(dǎo)軌1、1’用螺栓51連接固定。為便于將來調(diào)整導(dǎo)軌，導(dǎo)軌1與墊塊4之間仍然可以設(shè)置墊片4。接著，將連同墊塊3的軌排放置到軌道梁2的相應(yīng)位置，將凸出的預(yù)埋鋼筋61伸入方鋼管34(第一實(shí)施例)，或者將剪力釘或抗拔螺栓37伸入軌道梁2上的預(yù)留孔6中(第二、第三實(shí)施例)。精確調(diào)整軌排位置(滿足導(dǎo)軌1的位置安裝精度要求)后，在方鋼管34或預(yù)留孔6中澆筑混凝土，使墊塊3與軌道梁2形成固定連接。
雖然以上結(jié)合較佳實(shí)施例對本發(fā)明的軌道結(jié)構(gòu)作了詳細(xì)的描述。但應(yīng)該理解，熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該可以在以上揭示內(nèi)容的基礎(chǔ)上作出各種等同的變換和改動。例如在承載不大的情況下，完全可以不采用預(yù)埋鋼筋61和剪力釘或抗拔螺栓37，直接用水泥澆筑即可；所述的預(yù)埋鋼筋61和剪力釘或抗拔螺栓37可以任意地設(shè)置在墊塊和軌道梁之一上；第二實(shí)施例中所述的扣件8也可以應(yīng)用于第一和第三實(shí)施例的軌道結(jié)構(gòu)；還有，墊片4也可以根據(jù)需要任意地選用。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)，包括軌道梁(2)、位于所述軌道梁(2)的上表面兩側(cè)的導(dǎo)軌(1)、以及將這兩部分連接起來的連接結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)包括緊固件，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述軌道梁(2)與所述導(dǎo)軌(1)之間作為結(jié)構(gòu)連接件的墊塊(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述墊塊(3)是鋼構(gòu)件，其包括作為主體的鋼管(34)，以及連接在所述鋼管兩側(cè)的第一延伸件(31)和第二延伸件(35)，所述導(dǎo)軌(1)通過螺栓(51)與所述第一延伸件(31)連接，所述軌道梁(2)通過螺栓(53)與所述第二延伸件(35)連接，所述鋼管(34)與所述軌道梁(2)通過澆筑混凝土固定連接。
3.如權(quán)利要求1所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述墊塊(3)為混凝土預(yù)制構(gòu)件，其包含混凝土主體以及預(yù)埋的頂面鋼板(38)，所述導(dǎo)軌(1)通過螺栓(51)與所述頂面鋼板(38)連接，所述混凝土主體與所述軌道梁(2)通過澆筑混凝土固定連接。
4.如權(quán)利要求1所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述墊塊(3)是工字形鋼構(gòu)件，其包含有向外側(cè)伸出的上頂板(31a)、向內(nèi)側(cè)伸出的下底板(35a)、連接上頂板和下底板的腹板(36)、以及連接于所述下底板的抗剪構(gòu)件(37)，所述導(dǎo)軌(1)通過螺栓連接于上頂板(31a)，所述墊塊(3)通過澆筑混凝土而與軌道梁(2)連接固定。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述軌道梁(2)和所述墊塊(3)之一上設(shè)置有凸出的抗剪構(gòu)件(37、61)，該抗剪構(gòu)件被插入所述軌道梁(2)和所述墊塊(3)中的另一個，以加強(qiáng)所述軌道梁(2)與所述墊塊(3)之間的連接。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，還設(shè)置有扣置于所述導(dǎo)軌(1)的扣件(8)，所述扣件通過螺栓(53)連接于所述墊塊(3)。
7.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述墊塊(3)具有不同高度且頂面有一傾斜角。
8.一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟制備一軌道梁(2)；制備一導(dǎo)軌(1)，該導(dǎo)軌將被設(shè)置到所述軌道梁(2)的上表面的兩側(cè)；其特征在于，還包括通過作為結(jié)構(gòu)連接件的墊塊(3)將所述軌道梁和所述導(dǎo)軌固定連接的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述通過作為結(jié)構(gòu)連接件的墊塊(3)將所述軌道梁和所述導(dǎo)軌固定連接的步驟包括先將所述墊塊(3)固定連接于所述軌道梁(2)，而后再將導(dǎo)軌(1)固定連接于所述墊塊。
10.如權(quán)利要求8所述的軌道結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述通過作為結(jié)構(gòu)連接件的墊塊(3)將所述軌道梁和所述導(dǎo)軌固定連接的步驟包括先將所述墊塊(3)固定連接于所述導(dǎo)軌(1)，而后再將所述墊塊(3)固定連接于所述軌道梁(2)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磁浮交通的軌道結(jié)構(gòu)，包括軌道梁、位于軌道梁的上表面兩側(cè)的導(dǎo)軌、以及將這兩部分連接起來的連接結(jié)構(gòu)，連接結(jié)構(gòu)包括緊固件，其中，連接結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在軌道梁與導(dǎo)軌之間作為結(jié)構(gòu)連接件的墊塊。本發(fā)明還提供了制造上述軌道結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下軌道梁型式統(tǒng)一，節(jié)省模板，降低了制造復(fù)雜程度和難度。線路曲線縱橫坡設(shè)置在墊塊上，大大方便了調(diào)整線路線形，方法簡單，成本低。利用工裝形成軌排進(jìn)行導(dǎo)軌定位，便于導(dǎo)軌線形調(diào)整，提高施工效率。
文檔編號E01B25/30GK101063287SQ200610026309
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者曾國鋒, 曹雪峰, 朱志偉, 李三珍, 袁亦竑 申請人:上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心