一种磁悬浮桥梁结构的制作方法

1.本实用新型属于轨道交通工程技术领域，具体涉及一种磁悬浮桥梁结构。


背景技术：

2.磁悬浮列车与传统的轮轨式列车的显著区别是借助于列车与轨道间的悬浮力使列车悬浮于轨道之上，通过直线电机驱动列车运行。目前发展的常导磁浮列车是通过列车悬浮架上的电磁铁和轨道上的长定子线圈的相互作用保持竖向悬浮，以及悬浮架上侧面电磁铁与轨道侧面导向面的吸引力保持水平向间隙；理论上最高时速可达每小时600公里，是轨道交通发展的重要方向之一。
3.现有的磁浮交通通常采用高架型式，桥梁采用整体式或复合式轨道梁，该轨道梁顶部与安装直线电机的定子和其他电气部件的功能件相连接。由于磁浮列车运行速度高且悬浮间隙小，一般仅为10mm左右，所以对轨道梁顶部与功能件的安装精度提出了很高的要求。传统轨道梁构造中，功能件直接安装在桥梁顶部，桥梁制造精度对功能件有很大影响，通常需要将整个轨道梁(一般为25米至30米长)放置在精密机床上的恒温条件下加工，对轨道梁安装、定位提出很大挑战。
4.部分常导高速磁浮交通采用在桥梁支撑结构上设置轨道板的构造，例如中国专利申请cn110241664a等，这些桥梁结构能实现轨面标高可调的功能；但是在曲线线形段中，桥梁支撑结构和轨道板都相应地按曲线制造，施工难度高、精度难以控制，尤其是由于高速磁浮交通较重，对线形精度提出了更高的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型涉及一种磁悬浮桥梁结构，至少可解决现有技术的部分缺陷。
6.本实用新型涉及一种磁悬浮桥梁结构，包括承载结构和布置于所述承载结构上的功能面板，在曲线线形段，所述承载结构为直线状布置，所述功能面板分为多个面板节段；
7.各面板节段的两个横向端面均为平面，各面板节段依次布置拟合形成曲线形轨道板；
8.或者，各面板节段的两个横向端面均为曲面，各面板节段依次布置拼接形成曲线形轨道板。
9.作为实施方式之一，各所述面板节段上均开设有多个螺纹调节孔并且分别螺接有调节螺杆，各所述调节螺杆的底端均搁置于承载结构上从而支承起所述功能面板。
10.作为实施方式之一，所述承载结构的支承所述功能面板的各支承点位于同一水平面内；在线路超高区，对应的各调节螺杆将所述面板节段的顶面定位至满足线路超高要求。
11.作为实施方式之一，各所述调节螺杆以多列形式分布，每列调节螺杆的排列方向平行于轨道纵向，各组调节螺杆列沿轨道横向间隔分布。
12.作为实施方式之一，所述面板节段为混凝土板并且于其板体上安设有悬浮功能件，所述面板节段被支承于所述承载结构上并且二者之间留有节点间隙，于该节点间隙内
填充有现浇料以构成湿节点。
13.作为实施方式之一，所述面板节段上开设有至少一个现浇槽，所述现浇槽贯通所述面板节段的上下两端，所述现浇槽内填充有现浇料。
14.作为实施方式之一，所述承载结构的顶部预留有装配钢筋，所述装配钢筋伸入至至少部分所述现浇槽内；和/或所述面板节段的结构配筋在至少部分所述现浇槽内保持连续。
15.作为实施方式之一，所述现浇槽内同时具有所述装配钢筋和所述结构配筋时，所述装配钢筋与所述结构配筋绑扎结合。
16.作为实施方式之一，所述湿节点具有凸起部分和/或凹陷部分。
17.本实用新型至少具有如下有益效果：
18.本实用新型提供的磁悬浮桥梁结构，承载结构在平面上为直线，可按直线制造，在施工及精度控制较曲线结构具有明显的优势，能极大地降低施工难度和施工成本；采用直线承载结构而以功能面板描述线路线形，较好地解决了曲线线形对轨道梁施工的影响，保证该磁悬浮桥梁结构的设计精度，从而保证磁浮列车运行的平顺性和安全性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的线路超高区的功能面板姿态示意图。
21.图2为本实用新型实施例提供的磁悬浮桥梁结构的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的功能面板上的调节螺杆与现浇槽的分布示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的现浇槽内的钢筋分布示意图。
具体实施方式
24.下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1
‑
图4，本实用新型实施例提供一种磁悬浮桥梁结构，包括承载结构1和布置于所述承载结构1上的功能面板。
26.上述功能面板作为列车承载构件，传递、承担磁浮列车由悬浮功能件传递而来的荷载，同时作为走行面，在列车慢速、停车及紧急情况下提供竖向支撑。该功能面板显然以采用预制结构为佳，线下预制后被提升至承载结构1上方并与承载结构1之间保留节点间隙；预制结构便于标准化、模块化，能保证生产质量。优选地，该功能面板采用轻质高强混凝土材料，既节省用钢量，经济性较佳，同时降低了养护维修成本和工作量。该功能面板的横向尺寸受车辆转向架构造及建筑限界影响，纵向尺寸优选为模数化，可采用3m左右、6m左右等较小的尺寸，便于工厂标准化制造，同时与其连接的轨道梁(轨道梁、隧道、低置结构)成
整倍关系，例如，6m长板梁结构可用于30m长的轨道梁、12m长的低置结构等，使其具有广泛适用性。
27.上述悬浮功能件为本领域常规设备，一般包括悬浮构件21(如定子线圈)、侧向限位构件22(如软磁钢)和滑行面板23，主要用于为磁浮列车提供悬浮力、牵引力、制动力以及竖向、横向限位等。其中，优选地，如图1、图2和图4，悬浮构件21安设于功能面板底部；侧向限位构件22安设在功能面板的两个横向端部，并且其板面与功能面板的对应侧端面贴合；滑行面板23预埋在功能面板的顶面，该滑行面板23的顶面优选为与功能面板的顶面平齐，该滑行面板23优选为预埋在功能面板的两个横向端部且与对应侧的侧向限位构件22焊连。该结构的功能面板避免了将悬浮功能件安装在桥梁的两个悬臂端以形成轨道梁的形式，降低了设备的生产制造精度要求，从而降低了生产成本、安装成本和维护成本。
28.由于地理条件等因素，轨道线形可能存在曲线段，由于高速磁浮交通重，该桥梁结构集承载结构1与轨道结构于一体，对线形精度提出了更高的要求；高速磁浮交通中，困难条件下正线平曲线最小曲线半径为650m，一般条件下最小曲线半径为1000m。本实施例中，优选地，在曲线线形段，所述承载结构1为直线状布置，所述功能面板分为多个面板节段2；各面板节段2的两个横向端面均为平面，各面板节段2依次布置拟合形成曲线形轨道板，也即单块面板节段按直线制造，一联梁上的各功能面板按曲线布置，通过功能面板描述线路线形，该方案较适用于曲线半径较大的线路；或者，各面板节段2的两个横向端面均为曲面，各面板节段2依次布置拼接形成曲线形轨道板，单块面板节段2的导向面为平行于线路中心的曲线，该方案较适用于曲线半径较小的线路。
29.在其中一个实施例中，当线路曲线半径不小于3000m时，采用“直线制造的各面板节段2依次布置拟合形成曲线形轨道板”的方式产生的导向面不平顺值约为0.25mm/m，满足规范要求，该半径对应设计时速为300km/h，因此，在速度较高的路段，采用该方法具有很好的适用性；当曲线半径较小(例如小于3000m)时，采用“曲线制造的各面板节段2依次布置拼接形成曲线形轨道板”的方式，由于其设计时速低于300km，在高速磁浮线路区间中占比不高，对线路整体施工难度影响较小。上述结构中，承载梁体1可采用平分中矢法确定位置，操作方便可靠。
30.基于上述结构，承载结构1在平面上为直线，可按直线制造，在施工及精度控制较曲线结构具有明显的优势，能极大地降低施工难度和施工成本；采用直线承载结构1而以功能面板描述线路线形，较好地解决了曲线线形对轨道梁施工的影响。
31.接续上述磁悬浮桥梁结构，各所述面板节段2上均开设有多个螺纹调节孔并且分别螺接有调节螺杆24，各所述调节螺杆24的底端均搁置于承载结构1上从而支承起所述功能面板。上述调节螺杆24的顶端显然不宜突出于面板节段2的顶面以上；各调节螺杆24显然宜保证所支承的面板节段2的稳定性，因此，调节螺杆24的数量以至少三个为佳，至少其中三个调节螺杆24呈三角形分布。可选地，如图2和图3，各所述调节螺杆24以多列形式分布，每列调节螺杆24的排列方向平行于轨道纵向，各组调节螺杆24列沿轨道横向间隔分布；本实施例中，设置两组调节螺杆24列，当面板节段2纵向长度相对较小时，可在面板节段2上螺接四个调节螺杆24，该四个调节螺杆24以矩形方式分布，当面板节段2纵向长度相对较大时，每组调节螺杆24列中的调节螺杆24数量可相应地增大，以便可靠地支撑面板节段2，避免功能面板在运营过程中产生较大变形。
32.采用调节螺杆24，一方面起到临时支承作用，在面板节段2与承载结构1未形成紧密连接之前，作为支点支承面板节段2；另一方面，可作为调节定位构件，通过旋转调节螺杆24来调整面板节段2的标高。具体地，如图1，对于线路超高问题，在线路超高区，承载结构1顶面不设超高或者说承载结构1不以超高设计进行工程施工，而是通过调整面板节段2的姿态等方式以满足线路超高的设计要求；在上述面板节段2通过调节螺杆24支承的方案中，通过调节螺杆24定位面板节段2的姿态，也即所述承载结构1的支承所述面板节段2的各支承点位于同一水平面内，在线路超高区，对应的各调节螺杆24将所述面板节段2的顶面定位至满足线路超高要求。基于上述结构，仅需在功能面板中考虑线路超高影响，而功能面板体量较小，有利于施工控制，保证加工精度，从而解决了曲线梁受超高影响形成的复杂空间曲面问题。
33.接续上述磁悬浮桥梁结构，如图1
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图4，所述面板节段2为混凝土板并且于其板体上安设有悬浮功能件，所述面板节段2被支承于所述承载结构1上并且二者之间留有节点间隙，于该节点间隙内填充有现浇料以构成湿节点3。在上述面板节段2通过调节螺杆24支承的方案中，上述调节螺杆24显然伸入至上述节点间隙内，并由湿节点3中的现浇料固结，因此还能增加面板节段2与湿节点3之间的结构一体性以及协同受力性能。
34.采用预制功能面板支承在承载结构1上并且二者之间留有节点间隙，通过向该节点间隙内进行现浇操作以构成湿节点3，使功能面板与承载结构1紧密刚性连接，保证功能面板安装结构的稳定性和可靠性，同时能及时地、可靠地将荷载传递给下方的承载结构1，保证磁浮列车运行的平顺性和安全性以及提高功能面板的使用寿命，降低维护成本。
35.而且，功能面板预先支承在承载结构1上形成临时结构，再进行二者之间的湿节点3连接，便于功能面板的调节，保证功能面板的安装精度以及满足磁悬浮桥梁结构的设计要求。具体地，先施作目标施工线路中的承载结构1，将目标施工线路的各面板节段2安设就位，调节各面板节段2的位置及姿态以达到设计轨道线性要求，再完成湿节点3的施工。将一段线路中的面板节段2全部铺设就位形成临时结构，再进行定位调节以便调整至设计线路线性，能有效地提高功能面板的调节精度和线路描述效率；所形成的临时结构的恒载与成桥恒载基本一致，恒载作用下产生的变形也基本一致，上述方法能避免桥梁中轨道结构施工前后(即二期恒载施工前后)桥梁产生较大变形而影响成桥线形，保证磁悬浮桥梁结构的施工质量。
36.进一步优化上述方案，如图3和图4，所述面板节段2上开设有至少一个现浇槽25，所述现浇槽25贯通所述面板节段2的上下两端，所述现浇槽25内填充有现浇料。该现浇槽25显然是与下方的节点间隙连通的，因此可由这些现浇槽25向节点间隙内浇注现浇料，便于操作。通过设置现浇槽25，能使面板节段2与下方的承载体相互咬合，可增强该面板节段2的水平抗剪切等能力。
37.现浇间隙内的现浇料与现浇槽25内的现浇料可以相同也可以不同，可根据具体的结构设计计算及相关规范要求进行确定；本实施例中，优选为二者材料相同，现浇料同时填充现浇间隙和现浇槽25，具有结构一体性，水平抗剪切能力等受力性能更好，并且提高面板节段2与湿节点3之间的结构一体性以及协同受力性能，面板节段2能更快速、充分地将荷载传递给承载结构1，从而显著地提高功能面板的安装结构可靠性和运行安全性。
38.可选地，上述节点间隙内的现浇料采用流动性好、强度发展快、力学性能优异的混
凝土材料，如早强uhpc超高性能混凝土或环氧砂浆等。
39.进一步优选地，如图4，所述承载结构1的顶部预留有装配钢筋11，所述装配钢筋11伸入至至少部分所述现浇槽25内；和/或所述面板节段2的结构配筋26在至少部分所述现浇槽25内保持连续。通过预留装配钢筋11，能提高承载结构1
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湿节点3
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面板节段2之间的结构一体性和协同受力性能。优选为所述现浇槽25内同时具有所述装配钢筋11和所述结构配筋26，此种方案中，将所述装配钢筋11与所述结构配筋26绑扎结合，连接可靠性和协同受力性更佳。
40.进一步优化上述磁悬浮桥梁结构，如图1和图2，面板节段2底部和/或承载结构1顶部具有咬合部，该咬合部可以是凸起部分和/或凹陷部分；也即所述湿节点3具有凸起部分和/或凹陷部分，可以是该湿节点3的顶部具有上述咬合部，也可以是该湿节点3的底部具有上述咬合部，或者该湿节点3的顶部和底部均具有上述咬合部。该结构可以提高面板节段2
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湿节点3
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承载结构1的连接结构可靠性和受力性能(例如水平抗剪性能等)。在其中一个实施例中，湿节点3的顶部和底部均具有咬合部并且二者相对设置，其中一个咬合部为凸起部分，另一个咬合部为凹陷部分，使得面板节段2与承载结构1之间形成企口式连接结构，稳定性和可靠性更高。
41.进一步优化上述磁悬浮桥梁结构，相邻两组面板节段2之间可通过连接层进行可靠连接，以增强面板节段2的结构整体性；相应地，可在面板节段2上设置适量的注浆孔，以便于施工连接层，保证连接层施工质量。在另外的实施例中，相邻两组面板节段2之间也可以为断开状态，单个面板节段2独立受力。承载结构1可连续施作，或者也通过连接层连接，或者相邻两组承载结构1之间也保持为断开状态。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。