車道和車道託架的定位連接方法
2023-04-26 13:58:01
專利名稱：車道和車道託架的定位連接方法
技術領域：
本發明涉及一種有軌車輛、尤其是磁懸浮列車的車道，帶有將支承梁與至少一個固定在支承梁上的裝配件(功能組件)以引導車輛的託架，以及託架的製備方法。
這種鐵路一般都是「百年大計」工程，使用時間較長，因地基加上建築物本身的位移、變形，故在製作車道以及全部鐵路附屬構件過程中，以及整個長時間運行期間，很難保證滿足這一相對小的公差要求。
歐洲專利申請文本EP0410153A1公開了一種軌道車車道的支承梁構造，所需的支承梁根據不同實施例分別由鋼材或混凝土製成。裝配件則定位固定到支承梁上。該申請文本中建議，在支承梁上設置帶第一止擋面的連接體，這個第一止擋面和設置在與裝配件相連的橫梁上的第二止擋面相配合。將這些接頭用第一止擋面固定到支承梁後，對第一止擋面進行切削加工，從而獲得裝配件所需的公差。止擋面最好是在一帶空調的生產車間按監控要求進行加工。這種加工方法的缺點是，儘管止擋面可根據支承梁尺寸進行正確加工，但是，公差精確的固定裝置的製備費用很大。
本發明的公開因此本發明的任務是提供一種可能性，使建築車道時所要求的公差不僅相對支承梁，而且相對整個鐵道得以滿足。同時，本發明還設有加工託架和/或裝配件，它可以便宜地生產並保證功能件的公差精確的安裝。
本發明的任務是通過按權利要求1、2、16和21的特徵之車道和方法加以實現。
根據本發明的車道具有帶至少一個、最好是兩個搭接壁的託架，託架一端與支承梁相連，而另一端具有一個基本垂直於搭接壁延伸方向而設置的，供裝配件固定用的接納裝置。根據本發明的託架特別適用於加工託架和裝配件之間或支承梁和裝配件之間的連接位。對已知的帶功能配件支承元件的車道支承梁為一體構成，支承梁的長度變化直接作用在功能配件的支承元件的位置上，因而不能再加以校正。而本發明的基本出發點是，將帶功能配件支承元件的車道支承梁加以分割，它含有之間設置的託架，可與功能配件支承梁和車道的支承梁相連。如果託架和/或裝配件由至少一個型材製成，則其製作成本低且很方便，過去很昂貴的、將託架作為單一鑄件製作的方法無需再採用。此外，本發明的優點是不用擔心澆鑄件因所含有的縮孔而損壞的危險，由此也無須進行耗費巨大的構件檢測。此外，型材在一個相應的構造中可在對車輛運行不緊要的區域內做得比澆鑄件更有彈性，這樣一來，在裝配件中出現的熱膨脹就可更好地得到補償。
為了使託架達到高穩定性，可將搭接壁與其第一和/或第二端部相連，此連接使搭接壁在機械性能方面獲得高穩定性，特別是與裝配件相連時。
裝配件和託架/或支承梁之間的連接位由構成裝配件止擋面的一接納面組成，此接納面尤其是一固定在搭接壁上的頂板。
特別有利的是在搭接壁上設一分開的頂板，其優點在於，長度受限的裝配件在相接頭處可獲得較好的平衡，不同頂板的這一分開的止擋面，此時也可不同地進行加工，此外，通過溫度影響在裝配件上的長度熱膨脹也可比單塊頂板式構造獲得更好的補償。
如果頂板具有作為止擋面的凸起，則頂板的加工可很簡單，止擋面是專門為機械加工而設置的。
特別有利的是，將頂板基本上以和搭接壁成直角的角度設置，這樣，可使力量傳遞更佳，加工也簡單。同時，裝配件也方便地裝配到頂板或託架上，因為這樣更易用機械操作加工。
對頂板和搭接壁最有利的連接形狀已證明是L-,T-,Z-或U-形，此時，裝配件與頂板較好配置，同時，長度熱膨脹的穩定性和均衡性也好。
裝配件特別穩定的固定是，搭接壁和/或頂板具有接納固定螺栓和/或剪力螺栓的鑽孔或螺紋。藉助此固定螺栓和剪力螺栓可獲得裝配件與託架的可靠連接。
為今後既可切削式加工、也可添加式加工，搭接壁和/或頂板的材料最好是可切削和/或可焊接的金屬材料，尤其是特種鋼。
根據本發明的解決方案，兩託架沿車道方向的間距基本上是裝配件長度的整數部分。這種模塊式構成方式的進一步優點是，託架以及支承元件可選擇性地在安裝前或之後進行機械加工，且今後維修時易於更換。甚至高要求的公差也可因此而在各空間方向上相對容易地實現。模塊式構成除加工精確、成本低外，還可對諸如因事故受損的功能配件的支承元件進行更換。
最後要說的是，功能平面所要求的空間曲線通過託架位置相應地構成和/或加工而順利地得以實現。傾斜度可由多邊形替代，特別有利的是，如果模件的長度是基本場(Grundraster)或是定子組件長度的整數倍。例如定子組件長約1米時，模件長約3米。在模件中裝配件的不同功能平面相互靠近。
為了能夠均衡特別大的位置變化，可設置不同的託架，其搭接壁具有不同的長度。此時，當支承梁相對它的額定位置有一較大的位移時，可採用加大的託架，它將裝配件最終固定在所要求的位置上。為了能達到託架的高穩定性，搭接壁的第一端部和/或第二端部可相連。此連接使搭接壁在承受機械應力，譬如與裝配件連接時，有一高的穩定性。
裝配件和託架或支承梁間的連接位由一構成裝配件止擋面的接納面構成，此接納面尤其是固連在搭接壁上的頂板。
特別有利的是，每個搭接壁上設置一個分開的頂板。其優點是，長度受限的裝配件相接時在對接方向上可獲得較好的均衡。不同頂板的分開的止擋面可進行不同的加工。另外，如果每一搭接壁設有一頂板，其溫度影響對裝配件產生的熱膨脹也得到較好的均衡。
一般在生產支承梁時澆固好的託架已裝入其中，而在其它選擇性實施例中，託架可用設在支承梁上的拉杆螺旋固定在支承梁上。拉杆此時澆固在支承梁中或置於一空管中，兩個支承梁兩側的託架利用至少一根拉杆組成一個整體，由此而獲得一簡單的構造，裝配或可能時要進行的拆卸均可方便地進行。
拉杆在種情況下尤其是由螺紋杆構成，它橫貫支承梁從一個託架伸到對面的另一個託架。
如果搭接壁的第一端部至少有一個腳板，則託架穩定性更高。腳板此時可設在支承梁外而支靠在支承梁上，但也可以以其它的實施形式澆固在支承梁中而給託架和支承梁提供附加的連接。
如腳板有鑽孔，尤其是用於固定拉杆的定位鑽孔，則託架的安裝和更換就特別方便，通過定位鑽孔給託架以精確的定位。
如果兩託架沿車道縱向的間距基本為裝配件長度的整數部分時，託架則有利地設置在兩個裝配件之間的接合處，這一個託架將兩個裝配件可靠地連接到支承梁上。此外，通過託架搭接壁構造，裝配件的不可避免的長度熱膨脹可簡單地得以均衡。特別有利的是，第一個裝配件與第一個搭接壁或第一塊頂板、第二個裝配件與第二個搭接壁或第二塊頂板相連接。兩個搭接壁或頂板可通過一相對運動而均衡其熱膨脹。
裝配件的構成是一個橫截面基本呈盒形的、帶一體設置的置放面、側嚮導面、定子組件固定件的建築構件。此時，可保證將裝配件安裝到託架或支承梁時其良好的安裝性能。
根據本發明的方法製得若干託架，通過條形壓軋法構成一帶至少託架部分截面的型材條，接著，將型材條以所希望的託架寬度為間距分段。一般分段對型材條進行切割、或也可使用如切燒或雷射切割法。由此製備的託架塊還可再加工，去邊角並磨平切割面。
與澆鑄法生產託架相比，根據本發明方法獲得的託架不含包裹物如收縮孔(Lunker)且可保證託架的穩定的高質量。通過多次壓軋型材條還可再提高其質量。因為由數米長的型材條可製得若干託架，相對澆鑄法單一製備的託架而言，成本得以降低。
如果將兩個或多個不同截面的型材條相互焊連，則可製備一組合式型材條，它用傳統的壓軋法不能或相對成本很高才能製造。數米長的型材條通過一連續的焊縫相互焊連，保證了焊接穩定的質量，且焊接過程易於自動化。型材條分割構成一個個託架最好是在將部分截面型材接合成全截面型材以後進行。
對特別有利的構成而言，託架型材條由兩個對稱組成的軋壓型材條構成，這兩個軋壓型材條可用同一種工具加工生產，從而降低開發和生產成本。
兩軋壓型材的接合兩表面如果不平，其中一個表面呈角度，則焊接此兩表面時焊料可超出此要焊接的兩平面。由此可提高兩型材焊接縫的承載性能。
圖2是帶託架的支承梁示意圖。
圖3是型材第一實施例的截面剖視圖。
圖4是帶圖3所示型材截面的型材條立體圖。
圖5是型材第二實施例之截面剖視圖。
圖6是由圖5所示兩個型材焊成的型材截面剖視圖。
圖7是帶圖6所示型材截面的焊接好的型材條立體圖。
圖8是一託架的立體圖，由圖7所示型材條鋸下一塊而得。
圖9是藉助螺絲杆固定託架的示意圖。
圖10是託架固定位之立體分解示意圖。
圖11是根據圖10所示固定的託架示意圖。
圖12是帶固定好的託架之支承梁局部立體圖。
圖13和圖14是託架的選擇性實施例示意圖。
圖15是帶託架的裝配件的連接立體圖。
如圖1所示，示出一磁懸浮列車100車道的橫截面圖，磁懸浮列車100裹夾住側向固定於支承梁2上的安裝配件3，此固定藉助澆固在支承梁2的託架1來進行。支承梁2為一現場固定在橋墩上的混凝土預製件。為保證磁懸浮列車100的正常運行，很重要的一點是，裝配件3要設置在相對支承梁2的確定位置上，只有精確地安裝好裝配件3，才能保證磁懸浮列車在極高速度運行時的可靠性。裝配件具有放置平面、側向引導面、定子組件或它們的固定裝置，使磁懸浮列車100能夠運行。
圖2為支承梁2的局部立體圖，支承梁2上設有若干託架1，支承梁2為空腔式構造，以獲得高的穩定性，這樣一來，梁的跨距可做得很大而相應減少了車道的製造成本。支承梁2的上箍帶的區域上，靠端部設有託架1，託架1沿支承梁縱向間隔配置，間距長L最好是裝配件3長度的整數部分，這樣就可保證較支承梁2短得多的裝配件3始終在一個託架範圍內結合，從而不需其它輔助建築構件就能精確地連接和配置，這也就降低車道的建設成本，因為無需為裝配件3增設任何連接件。
支承梁2的上箍帶有一寬度X，小於託架外表面間的寬度Y。託架1的外表面(連接位)上設置裝配件3，因此Y的尺寸對配置裝配件所需的尺寸來說很重要。通過尺寸Y的變化會改變裝配件3的水平間距，這個間距對磁懸浮列車精確運行，至關重要。
製作託架1時，將尺寸偏大的頂板3安放到今後要安裝裝配件之側面上(圖1)，此過大尺寸將在託架安裝到支承梁2的端面後，為平衡支承梁2沿車道方向的加工公差而銑掉，以保證緊接著裝配件4固定到頂板3上時車道寬度的尺寸要求。
通常為將裝配件4安裝到支承梁2時，使用一個整體澆注成的託架，但這會有個問題，即澆鑄件可能包裹有雜物如縮孔，且澆鑄件必須進行X-射線檢測，以保證必要的質量。
為改善質量，本發明建議一種方法，即託架元件由一型材製備，先製得兩根一般長約8至16米的型材條，而後將之焊接，拼接的型材條以等長度分割成塊，而獲得一個個託架。這樣，製得的託架比澆鑄件成本低且質量好。
圖3上部帶陰影線部分示出一約呈「h」形截面的型材21，為製得這一託架1的最終截面，將兩個型材21、21′對稱設置，而後相焊連，託架1介於支承梁2搭接面和裝配件搭接面這兩平面之間的寬度「b」，在軋制型材時預留有一過大尺寸「ü」，使得託架1今後能按照所希望的尺寸藉助銑切而再加工。
圖4是一根型材條之立體圖，從圖中可見，型材21的長度為圖8中所示的託架1的高度h的若干倍。
兩型材21、21′的連接位上的平面接縫22、22′也可以如圖5所示的尖角式接縫23、23′替代，圖6繪出了X-形焊縫25，由兩個相對齊的約呈h-形的型材料21、21′在如圖5所示的尖角形接縫23、23′相互焊接而得。
如圖6塗黑處所示，焊接縫的深度大於型材料21、21′的板厚，從而獲得高穩定的焊接25。
如圖7所示，焊縫在型材條21、21′的全長上延伸，因而可在兩型材21、21′的全長上獲得相同的焊接質量。
在將型材條21、21′全長相焊接後，產生的組合型材條24按照託架1所需的高度裁截而後加工。接著，由兩個型材條21、21′或一個型材條24製備若干託架1，從而保證在較低生產成本的情況下獲得同樣的高質量的託架。
在將裝配件3裝配到託架1的頂板4後，磁懸浮列車在運行於託架區域時，其產生的荷載通過帶有定子組件的裝配件3，沿垂直方向施加到頂板4上，通過頂板4的這一垂直荷載，頂板4上被施於一轉距，通過將腳板18止擋面與支承梁2側面壓緊的張杆10′，可以將轉距分成以垂直於支承梁2的一分力和平行於支承梁2沿垂直方向的另一分力，由此可進一步防止腳板18在將腳板18和頂板4相連的搭接壁之間範圍內的扭轉，從而在水平分布延伸於搭接壁的焊縫25上沒有荷載。因此，對固定裝置的整體荷載性能而言，焊縫25是個危險性不大的因素。
圖9中的實施例，託架1藉助貫穿過支承梁2的上箍帶的拉杆10、11固定。拉杆10、11為螺旋鋼杆，它們將託架1與另一與之對應的，位於支承梁對面的託架1相連。支承梁2中為此可澆固有一空管(圖中未示出)，螺旋杆10和11穿過此空管而將託架螺旋連接。止擋板19也可澆固在支承梁2的側壁9上，以使託架1能靠緊支承梁。為調節長度，可在止擋板19和託架1之間設置一間距塊。
圖10為一支承梁2的局部示意圖，拉杆10′伸出側壁，其上插上帶腳板18的託架1。腳板18中設有與對中螺母28對應的對中鑽孔27。在安裝狀態下，如圖11所示，託架1螺旋固定在側壁9上，通過螺母28在鑽孔27中的定位，而獲得託架1與支承梁之間的固連。
腳板18的厚度在焊縫位減小，從而可迅速、可靠地由型材焊接製備託架1。
在圖12的實施例中，支承梁2上箍帶兩側各設置一個託架1，拉杆10′將兩個託架1加以連接，託架1通過將螺母旋到作為螺杆構成的拉杆10′上而與拉杆10′固定。從而託架1與支承梁2的上箍帶貼近並壓緊。託架1具有一腳板18，它將搭接壁5、6相連，同時含有鑽孔，以容納拉杆10′和相應的用於旋緊託架1的螺母。
拉杆10′最好在敷設鋼筋40的平面之間延伸，以達到一較高的強度。此時，也可選擇性地使用纖維混凝土，以便在支承梁2的邊緣區也有一高的強度。
圖13示出託架1的另一實施例，該構成大致與圖12所示的託架1相同，但搭接壁5、6設置得更靠近。頂板4相互異向展開，這種構成的優點是可以方便地與裝配件的固定元件接觸。穿過鑽孔15引入的螺栓可以由外部方便地接觸，從而很方便地用工具加以操作。頂板4在此實施例中不對稱構成。
腳板18中設有定位鑽孔，通過與螺母共同作用將拉杆10′，如圖12所示加以固定，從而完成託架1在支承梁2上的精確定位，另外，螺旋連接也獲得一個很高的強度。
圖14是託架1的又一實施例，此時僅有一唯一的搭接壁5」固定在腳板18上，搭接壁5」的另一端設有唯一的一塊頂板4」，它帶有供安裝裝配件3的鑽孔15和17。在某些實施例中，這種構成的託架1已足以滿足要求，當然，一般說來，目前帶兩個搭接壁和兩塊頂板的託架構成是最好的。
圖15是帶若干託架1的支承梁2局部立體圖。裝配件3已固定在託架1上，從圖中可見，裝配件3的端部終止於託架1的頂板上，還未安裝的後續裝配件將被螺旋連接到託架1的第二頂板上。通過頂板4帶槽縫的建造構成，裝配件在縱向上可允許有一定的熱膨脹。裝配件3下設有一定子組件50。根據本發明的一個實施例，定子組件50的長度是裝配件3的整數部分。
本發明的範圍不局限於所述的實施例，尤其是各發明的特徵可相互組合而並不超出本發明的框架。各構件截面相互連接時，其不同的接口形式對本發明而言，也是可行的。
權利要求
1．有軌車輛、尤其是磁懸浮列車的車道，帶一託架(1)以將支承梁(2)與至少一個支承梁(2)上藉助託架(1)固定而引導車輛的裝配件(3)(功能組件)相連，其特徵在於託架(1)具有至少一個、最好兩個搭接壁(5、6)，搭接壁第一端部與支承梁(2)相連，而第二端部具有一與一基本垂直於搭接壁(5、6)延伸方向設置的、供裝配件(3)固定的接納面。
2．有軌車輛、尤其是磁懸浮列車的車道，帶一託架(1)以將支承梁(2)與至少一個支承梁(2)上藉助託架(1)固定而支撐、引導車輛的裝配件(3)(功能組件)相連，其特徵在於託架(1)和/或裝配件(3)由至少一個壓軋型材製備。
3．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的託架(1)和/或裝配件(3)由多個壓軋型材(21、21′)製備，它們之間被相互焊接。
4．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的搭接壁(5、6)在其第一和/或第二端部相連。
5．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的型材(21、21′)在之後的焊接位範圍內的壁厚小於其它地方的壁厚。
6．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的接納面是供裝配件(3)安裝的支承面，特別是一頂板(4)。
7．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於每一搭接壁(5、6)設有一頂板(4)。
8．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的頂板(4)具有作為支承面的凸起(14)。
9．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的頂板(4)基本上與搭接壁(5、6)呈直角狀設置。
10．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的頂板(4)呈「L-」,「T-」,「Z-」或「U-」形設置在一搭接壁(5、6)或兩搭接壁(5、6)上。
11．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的搭接壁(5、6)和/或頂板(4)具有鑽孔或螺紋的接納裝配件(3)的固定螺栓和/或剪力螺栓。
12．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的搭接壁(5、6)和/或頂板(4)的材料是可切削加工的和/或可焊接的金屬，尤其是鋼材料。
13．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的託架(1)固定在支承梁(2)，尤其是一設在支承梁(2)中的拉緊裝置(10、11)上，尤其是通過旋緊或張緊而固定。
14．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的搭接壁(5、6)的第一端部設有至少一腳板(18)。
15．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的腳板(18)具有鑽孔，尤其是用於與所述的拉緊裝置(10、11)固定的定位鑽孔。
16．有軌車輛、尤其是磁懸浮列車的車道，帶一託架(1)以將支承梁(2)與至少一個支承梁(2)上藉助託架(1)固定而支撐、引導車輛的裝配件(3)(功能組件)相連，其特徵在於兩託架(1)沿車道縱向的間距基本上是裝配件(3)長度的整數部分。
17．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的託架(1)、尤其是託架(1)的一腳板(18)，用混凝土澆固於支承梁(2)中。
18．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於在兩個所述的裝配件(3)的接合處，單個託架(1)將此兩個裝配件(3)與支承梁(2)相連，其中，第一裝配件(3)與第一搭接壁(5、6)或第一頂板(4)相連，第二裝配件(3)與第二搭接壁(5、6)或第二頂板(4)相連。
19．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的裝配件(3)為一橫截面基本呈盒形、帶一體構成的置放面(24)、側嚮導面(25)和定子固定件的建築構件。
20．如前面任一權利要求所述的車道，其特徵在於所述的託架(1)設置於一由纖維混凝土製成的支承梁(2)上。
21．製備用以將裝配件(3)固定到有軌車道的支承梁(2)方法，包括下列步驟--製備、尤其是通過熱軋金屬原材料製備型材條(24)，其中型材條(24)的橫截面與託架(1)的至少一個局部橫截面大致相應，同時，--將型材條(24)分解成截段部分，其中，每一截段部分的長度等於託架(1)的高度。
22．如前面權利要求所述的方法，其特徵在於所述的型材條(24)被兩次壓軋。
23．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於相應的截段部分截出後，在託架(1)的一底板(14)上鑽出一個或多個將託架(1)與支承梁(2)固定的洞孔(15、16)。
24．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於所述的型材條(24)通過將至少兩壓軋型材條(21、21′)相互焊接組成，焊接尤其在將型材條(24)分解成截段之前進行。
25．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於組成的型材條(24)由兩個對稱的壓軋型材條(21、21′)相互連接組合而成。
26．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於所述的壓軋型材條(21、21′)大致呈「h-」形。
27．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於兩個通過一條焊縫(25)相連的平面(23)的至少一個平面，在焊接前在相對平面(23、23′)方向上呈角度，尤其呈鈍角構成，使焊接時至少產生一鍥形焊縫(25)。
28．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於所述的焊縫(25)沿託架(1)一個方向延伸，託架(1)與支承梁(2)固定，且裝配件(3)裝配到託架(1)後，該方向上僅出現一很小的荷載。
29．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於所述的託架(1)與支承梁(2)的接觸面和託架(1)與裝配件(3)的接觸面之間託架(1)的寬度在壓軋型材時，構成有一過大尺寸(ü)，使得託架(1)可後加工成所希望的尺寸。
30．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於所述的託架(1)的連接位在安裝到支承梁(2)和/或裝配件(3)之前和/或之後進行機械加工。
31．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於材料經切削式，尤其是通過鑽或銑進行剝離。
32．如前面任一權利要求所述的方法，其特徵在於所述的託架(1)的連接位在其安裝到支承梁(2)和/或裝配件(3)之前和/或之後添加材料或設置襯板。
全文摘要
有軌車輛、尤其是磁懸浮列車的車道,帶一託架(1)以將支承梁(2)與至少一個支承梁(2)上藉助託架(1)固定而引導車輛的裝配件(3)(功能組件)相連,託架(1)具有至少一個、最好兩個搭接壁(5、6),搭接壁第一端部與支承梁(2)相連,而第二端部具有一與一基本垂直於搭接壁(5、6)延伸方向設置的、供裝配件(3)固定的接納面。託架(1)和/或裝配件(3)由至少一型材製備。
文檔編號E01B25/30GK1313920SQ00801143
公開日2001年9月19日 申請日期2000年8月4日 優先權日1999年8月9日
發明者迪特爾·賴歇爾, 于爾根·費克斯 申請人:馬克斯博革建築有限公司