中低速磁浮雙線挖方地段樁基託梁式承軌梁過渡段結構的製作方法

2023-11-06 04:20:07 3

本實用新型屬於中低速磁懸浮交通工程低置線路技術領域，更具體地，涉及中低速磁浮雙線挖方地段承軌梁過渡段結構型式。

背景技術：

中低速磁懸浮軌道交通屬於一種新型交通方式，國內外的研究成果較少，全世界開通運營的線路更是少數。目前只有2005年3月日本建設開通的中低速磁懸浮鐵路商業運行線-東部丘陵線和2014年6月韓國開通的中低速磁懸浮鐵路商務運行線。而中國的中低速磁懸浮交通目前只有國防科技大學試驗線、青城山試驗線、唐山實驗線，但沒有投入運營的正式線路，且均以高架結構為主，鮮見有關高架結構與低置線路過渡段結構方面的研究與應用。

在輪軌高速鐵路中，存在大量的橋路過渡段路基，高速鐵路過渡段路基大多採用了梯形結構，梯形範圍內採用了水泥級配碎石填築，並採用了比非過渡段路基更高的壓實要求。在已建成的高速鐵路運營過程中，橋路過渡段範圍，常發生無砟軌道隆起、離縫、冒漿等病害。這種病害的原因，大多是由於過渡段路基仍然是由巖土構成的土工結構物，過渡段路基鋪軌後，仍然會發生一定沉降，與橋梁橋臺存在一定的工後沉降差(規範允許工後沉降差不大於5mm)，由於高速鐵路採用無縫線路鋼軌，在規範允許工後沉降差範圍內，並不影響正常運營，但會導致無砟軌道隆起、離縫、冒漿等病害，需要及時檢修維護。

中低速磁浮交通線的F軌是由一節節的短軌採用接板現場拼接而成，並留有軌間縫，滿足磁浮列車平穩運行要求的F軌的平順性，基本要靠軌下結構物保證。低置線路地段，承軌梁下基礎是由巖土構成的土工結構物，受地形、地質條件等因素影響，質量相對不易控制，在荷載及各種自然環境因素作用下易產生不均勻沉降，難免會發生與高架結構橋梁橋臺不一致的工後沉降，產生工後沉降差，低置線路與橋梁橋臺位置出現了沉降差，必然影響F軌的平順性，甚至可能導致F軌產生錯臺、變形等問題，嚴重時，將影響磁浮車輛的正常運營。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了中低速磁浮雙線挖方地段樁基託梁式承軌梁過渡段結構，既滿足高架結構與低置線路之間的剛度與沉降過渡，保證磁懸浮交通工程高架結構與低置線路過渡段F軌的平順性要求，又滿足磁浮交通工程低置線路過渡段軌下基礎的強度、長期穩定性要求，且施工質量可控性強。

為實現上述目的，按照本實用新型，提供了中低速磁浮雙線挖方地段樁基託梁式承軌梁過渡段結構，其特徵在於，包括樁基承載結構、鋼筋混凝土託梁、鋼筋混凝土承軌梁底板、兩排鋼筋混凝土梁式結構、承軌梁兩側回填填料、橋梁橋臺和端牆，其中，

所述樁基承載結構設置有多根，每根所述樁基承載結構均豎直設置，並且每根所述樁基承載結構的頂端均承接所述鋼筋混凝土託梁；

所述鋼筋混凝土託梁承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板；

所述鋼筋混凝土承軌梁底板的頂端承接所述鋼筋混凝土梁式結構；

所述樁基承載結構的頂端嵌入所述鋼筋混凝土託梁與其剛接，所述鋼筋混凝土託梁與所述鋼筋混凝土承軌梁底板剛接或搭接，所述鋼筋混凝土承軌梁底板與所述鋼筋混凝土梁式結構一體澆築成型從而共同構成鋼筋混凝土承軌梁；

所述鋼筋混凝土託梁兩側設置有用於限制所述鋼筋混凝土承軌梁底板橫向位移的凸型擋臺；

兩排所述鋼筋混凝土梁式結構之間設置有線間排水坡段，所述線間排水坡段具有橫向坡度和縱向坡度，以用於將水流引入相鄰兩節鋼筋混凝土承軌梁底板節間伸縮縫進而將水流排出；

所述承軌梁兩側回填填料設置在軟弱地層上，並且在所述承軌梁兩側回填填料旁設置有第一排水溝，所述第一排水溝遠離所述承軌梁兩側回填填料的一側設置有第一排水坡；

所述鋼筋混凝土承軌梁底板位於所述承軌梁兩側回填填料內；

每根所述樁基承載結構的下端穿過所述軟弱地層後伸入持力層內，以在軟弱地層產生沉降時，所述樁基承載結構可承受負摩阻力，從而向鋼筋鋼筋混凝土承軌梁提供穩定的承載力，以防承軌梁兩側回填填料的不均勻沉降降低鋼筋混凝土承軌梁的豎向、縱向和橫向剛度產生的不利影響；

所述鋼筋混凝土承軌梁底板的一端搭接在所述橋梁橋臺上，並且兩者通過銷釘連接釋放縱向約束，並限制橫向位移；

所述鋼筋混凝土承軌梁底板搭接在所述橋梁橋臺的一端的兩側分別設置所述端牆，並且所述每側的端牆分別與對應側的承軌梁兩側回填填料抵接，以用於擋護所述承軌梁兩側回填填料；

所述端牆旁設置有第二排水溝，所述第二排水溝遠離所述端牆的一側設置有第二排水坡。

優選地，所述樁基承載結構為鑽孔灌注樁，鋼筋混凝土託梁與承軌梁底板剛接或搭接，與樁基承載結構剛接。在承軌梁節間縫的位置採用銷釘搭接，其餘位置採用剛接。

優選地，所有的這些所述樁基承載結構呈行列排布。

優選地，所述線間排水坡段的橫向坡度為3％～5％，縱向坡度不小於2‰。

優選地，所述鋼筋混凝土承軌梁底板搭接在所述橋梁橋臺的一端與所述橋梁橋臺之間設置有耐磨滑動層。

優選地，所述銷釘包括預埋連接鋼筋、瀝青麻筋和不鏽鋼套管，所述預埋連接鋼筋位於所述不鏽鋼套管內並且兩者之間固定設置所述瀝青麻筋。

總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本實用新型的鋼筋混凝土承軌梁底板、鋼筋混凝土梁式結構均採用鋼筋混凝土現場整體澆築，二者組成整體鋼筋混凝土結構用以直接承擔軌道荷載及軌道傳遞的磁浮列車荷載，再將自重及上部荷載傳遞給與其剛性連接的樁基承載結構，結構可靠性高。

(2)本實用新型的樁基承載結構深入持力層內，路基產生一定沉降時，樁基承載結構依然可承受負摩阻力而提供較強的承載力，避免了因填料壓實質量不易控制造成的不均勻沉降對承軌梁縱向和橫向剛度的影響，結構縱橫向剛度更優。

(3)本實用新型的樁基承載結構控制沉降效果較好，因此可減小路塹基床換填厚度，只需滿足基本換填厚度的要求，可節約投資，縮短工期，具有明顯的技術和經濟優勢。

(4)同時將雙線的兩排鋼筋混凝土梁式結構通過鋼筋混凝土底板組合在一起，可以有效增加鋼筋混凝土梁式結構的橫向剛度，使左右兩節鋼筋混凝土梁式結構置於剛度相同的鋼筋混凝土底板上，可以有效增加鋼筋混凝土梁式結構的橫向穩定性，控制鋼筋混凝土梁式結構之間的差異沉降，減小軌距間的沉降差，也利於運營期間的檢修與維護，措施簡單、易施工、造價省、效果好。

(5)樁基承載結構和鋼筋混凝土底板設置的鋼筋混凝土託梁，可以大大減小樁基承載結構處鋼筋混凝土承軌梁底板的應力集中現象；另外，由於託梁的橫向連接作用，也增加了結構的橫向剛度和抵抗不均勻沉降變形的能力，可減少橫向樁基的數量，減少投資。

(6)將鋼筋混凝土承軌梁底板靠近高架橋梁的一端搭接在橋梁橋臺上，通過銷釘連接，避免了兩者之間因地基處理措施不同造成的沉降錯臺，確保了磁浮F軌在低置線路與橋梁橋臺相連位置不會產生錯臺，有效實現磁懸浮交通工程高架結構與低置線路過渡段F軌的平順過渡。

附圖說明

圖1是本實用新型的縱斷面示意圖；

圖2是圖1中沿Ⅰ-Ⅰ線的剖面示意圖；

圖3是圖1中沿Ⅱ-Ⅱ線的剖面示意圖；

圖4是本實用新型中鋼筋混凝土承軌梁底板搭接在橋梁橋臺上的平面示意圖；

圖5是本實用新型中樁基託梁與鋼筋混凝土承軌梁底板剛接連接示意圖。

圖6是本實用新型中樁基託梁與鋼筋混凝土承軌梁底板搭接連接示意圖。

圖7是本實用新型中銷釘的橫截面示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。

參照圖1～圖7，中低速磁浮雙線挖方地段樁基託梁式承軌梁過渡段結構，包括樁基承載結構3、鋼筋混凝土託梁90、鋼筋混凝土承軌梁底板2、兩排鋼筋混凝土梁式結構1、承軌梁兩側回填填料4、橋梁橋臺12和端牆13，其中，

所述樁基承載結構3設置有多根，每根所述樁基承載結構3均豎直設置，並且每根所述樁基承載結構3的頂端均承接所述鋼筋混凝土託梁90；

所述鋼筋混凝土託梁90承接所述鋼筋混凝土底板2；

所述鋼筋混凝土底板2的頂端承接所述鋼筋混凝土梁式結構1；

所述樁基承載結構3的頂端嵌入所述鋼筋混凝土託梁90與其剛接，所述鋼筋混凝土託梁90與所述鋼筋混凝土底板2剛接或搭接，所述鋼筋混凝土底板2與所述鋼筋混凝土梁式結構1一體澆築成型從而共同構成鋼筋混凝土承軌梁9；

所述鋼筋混凝土託梁90上設置有用於限制所述鋼筋混凝土承軌梁9底板2橫向位移的凸型擋臺91；

兩排所述鋼筋混凝土梁式結構1之間設置有線間排水坡段，所述線間排水坡段具有橫向坡度和縱向坡度，以用於將水流引入相鄰兩節鋼筋混凝土承軌梁底板2節間伸縮縫進而將水流排出；所述線間排水坡段的橫向坡度為3％～5％，更優選為4％，線間排水坡段的縱向坡度不小於2‰，以便於排水。

所述承軌梁兩側回填填料4設置在軟弱地層5上，並且在所述承軌梁兩側回填填料4旁設置有第一排水溝7，所述第一排水溝7遠離所述承軌梁兩側回填填料4的一側設置有第一排水坡8；

所述鋼筋混凝土承軌梁底板2位於所述承軌梁兩側回填填料4內；

每根所述樁基承載結構3的下端穿過所述軟弱地層5後伸入持力層6內，以在軟弱地層5產生沉降時，所述樁基承載結構3可承受負摩阻力，從而向鋼筋鋼筋混凝土承軌梁9提供穩定的承載力，以防承軌梁兩側回填填料4的不均勻沉降降低鋼筋混凝土承軌梁9的豎向、縱向和橫向剛度產生的不利影響；

所述鋼筋混凝土底板2的一端搭接在所述橋梁橋臺12上，並且兩者通過銷釘15連接釋放縱向約束，並限制橫向位移；

所述鋼筋混凝土承軌梁底板2搭接在所述橋梁橋臺12的一端的兩側分別設置所述端牆13，並且所述每側的端牆13分別與對應側的承軌梁兩側回填填料4抵接，以用於擋護所述承軌梁兩側回填填料4；

所述端牆13旁設置有第二排水溝17，所述第二排水溝17遠離所述端牆13的一側設置有第二排水坡18。

進一步，所述樁基承載結構3為鑽孔灌注樁，鋼筋混凝土託梁90與鋼筋混凝土底板2剛接或搭接，與樁基承載結構3剛接。在承軌梁節間縫的位置採用銷釘15搭接，其餘位置採用剛接。

進一步，所述樁基承載結構3呈行列排布。

進一步，所述鋼筋混凝土底板2搭接在所述橋梁橋臺12的一端與所述橋梁橋臺12之間設置有耐磨滑動層16，所述銷釘15包括預埋連接鋼筋15.1、瀝青麻筋15.2和不鏽鋼套管15.3，所述預埋連接鋼筋15.1位於所述不鏽鋼套管15.3內並且兩者之間設置所述瀝青麻筋15.2。

該結構型式可有效解決中低速磁懸浮交通工程低置線路對路基工後沉降要求嚴格、採取傳統的路塹挖除換填厚度大導致的工程龐大、投資大、工期長，以及回填填料施工質量不易控制、基床長期穩定性和耐久性差的問題，從而提高低置線路承軌梁結構的可靠度，降低工程風險。

本實用新型鋼筋混凝土承軌梁9主體結構均採用鋼筋混凝土現場整體澆築，鋼筋混凝土承軌梁9梁式結構用以直接承擔軌道荷載及軌道傳遞的磁浮列車荷載，再將自重及上部荷載傳遞給與其剛性連接的樁基承載結構3，結構可靠性高。樁基承載結構3採用鋼筋混凝土鑽孔灌注樁製作，橫向及縱向由多排鋼筋混凝土鑽孔灌注樁組成，縱橫向剛度大；且樁基深入可靠持力層8，路堤發生一定沉降與鋼筋混凝土承軌梁9之間產生脫空時，樁基承載結構3依然可承受負摩阻力而提供較強的承載力，具有較強的縱向、豎向和橫向穩定性。兩線鋼筋混凝土梁式結構通過共用底板連接，進一步提高了結構的橫向剛度和穩定性。

樁基承載結構和鋼筋混凝土底板2設置的鋼筋混凝土託梁90，可以大大減小樁基承載結構處鋼筋混凝土承軌梁底板2的應力集中現象；另外，由於託梁90的橫向連接作用，也增加了結構的橫向剛度和抵抗不均勻沉降變形的能力，可減少橫向樁基的數量，減少投資。

鋼筋混凝土承軌梁9的鋼筋混凝土承軌梁底板2一端搭接在橋梁橋臺12上，二者通過銷釘15連接，銷釘15縱向可釋放溫度應力，實現承軌梁在縱向的伸縮，橫向限制承軌梁的位移，提高結構的橫向穩定性。承軌梁的一端與橋梁橋臺12搭接，使低置線路承軌梁與橋梁橋臺12搭接位置沉降一致，避免了橋梁橋臺12與低置線路承軌梁結構間產生錯臺沉降；低置線路鋼筋混凝土承軌梁底板2另一端埋置於穩定的低置線路結構中，其沉降與低置線路結構一致，由於低置線路結構經地基處理及填築壓實後沉降值處於可控範圍內，因此，承軌梁兩端之間的沉降位於橋梁橋臺12與低置線路結構之間，接近線性變化，從而實現了高架橋梁結構與低置線路結構間的沉降過渡，也避免了錯臺，有效保證了過渡段範圍F軌的平順性。

耐磨滑動層16設置在鋼筋混凝土承軌梁底板2與橋梁橋臺12之間，通過耐磨滑動層16的作用，可一定程度上釋放了承軌梁在差異沉降、溫度等荷載作用下可能出現的轉動約束，並對磁浮列車傳遞至橋梁橋臺12的動應力起緩衝作用，也避免了承軌梁與橋梁橋臺12間的磨損以及應力集中造成結構的局部承壓破壞。

本實用新型具體的製作步驟如下：

(1)施工高架橋梁結構橋臺，澆築橋梁臺身混凝土，施工橋臺，回填橋臺基礎基坑；橋臺混凝土澆筑前應作好銷釘的定位及埋設工作；

(2)開挖路塹邊坡至設計路基面標高處，根據設計要求進行必要的淺層地基加固處理，地基處理完成後，按過渡段設計要求填築臺後低置線路承軌梁下土工基礎，臺後承軌梁下土工基礎與橋臺錐體同步填築施工。填築時根據各部位填料類型及壓實度要求，過渡段範圍與非過渡段區同步分層填築，下一層填築檢測符合要求後再填築上一層，直至鋼筋混凝土承軌梁底板底面標高處；

(3)在鋼筋混凝土底板底面標高處於路堤路基橫斷面、縱斷面方向施工鑽孔灌注樁，即樁基承載結構3，鑽孔樁施工應採用對已填築路堤擾動小的施工工藝，必要時在路堤填築高度範圍內設置鋼護筒或引孔；在鑽孔灌注樁達到要求強度後，按規範要求截除樁頭，綁紮混凝土底板及與樁的連接鋼筋；

(4)根據設計位置對鋼筋混凝土託梁90、凸型擋臺91立模，一次澆築成型，澆筑前做好各類預埋件如銷釘10及與樁基的連接鋼筋的定位與安裝，混凝土達到設計強度後拆除模板；

(5)在鋼筋混凝土承軌梁與橋臺搭接處於橋臺上鋪設高強耐磨滑動層，根據設計節長對鋼筋混凝土承軌梁底板2和鋼筋混凝土梁式結構1分節立模，各部件混凝土達到設計強度後分別拆除模板，鋼筋混凝土梁式結構間回填面做成向內傾斜的排水坡並按設計要求做好表層防水，一次澆築成型，澆筑前做好各類預埋件如銷釘、軌枕臺座連接鋼筋、導流軌支座預埋件等的定位與安裝；

(6)施工低置線路橋梁橋臺12相接處兩側端牆13，端牆13採用混凝土整體澆築施工，等端牆13混凝土達到設計強度後拆除模板，然後按設計要求施工低置線路級配碎石頂面的回填層、封閉層、相關附屬構築物，按設計施工橋梁橋臺12錐體頂面封閉層等，施工邊坡防護、排水工程等。

(7)進行低置線路及高架結構軌排鋪設及相關附屬工程的安裝與施工，施工完畢後即可。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。