中低速磁浮雙線填方地段樁基托梁分幅式承軌梁結(jié)構(gòu)的制作方法

本實(shí)用新型屬于中低速磁懸浮交通工程低置線路技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及中低速磁浮雙線填方地段承軌梁結(jié)構(gòu)型式。

背景技術(shù)：

中低速磁懸浮軌道交通屬于一種新型交通方式，國內(nèi)外的研究成果較少，全世界開通運(yùn)營的線路更是少數(shù)。目前只有2005年3月日本建設(shè)開通的中低速磁懸浮鐵路商業(yè)運(yùn)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(wù)運(yùn)行線。而中國的中低速磁懸浮交通目前只有國防科技大學(xué)試驗(yàn)線、青城山試驗(yàn)線、唐山實(shí)驗(yàn)線，但沒有投入運(yùn)營的正式線路，且均以高架結(jié)構(gòu)為主，鮮見有關(guān)低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)方面的研究與應(yīng)用。

中低速磁懸浮懸交通土建部分主要包含橋梁、低置線路、車站及車輛段，低置線路由軌排、承軌梁與承軌梁下路基組成，支承軌道的承軌梁設(shè)置在由土工結(jié)構(gòu)物構(gòu)成的路基之上，中低速磁懸浮列車的運(yùn)行包括懸浮、導(dǎo)向、驅(qū)動和制動都需要在承軌梁上完成的。磁懸浮列車對線路結(jié)構(gòu)變形要求很高，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)很小的變形就可能影響乘車的舒適性甚至威脅行車安全，所以承軌梁的設(shè)計(jì)十分重要。

現(xiàn)有的承軌梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用在中低速磁懸浮交通低置線路上存在以下問題：

(1)現(xiàn)有的低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)設(shè)置于路堤土工結(jié)構(gòu)物之上，路堤土工結(jié)構(gòu)物由填料填筑壓實(shí)而成，壓實(shí)質(zhì)量不易控制，后期容易發(fā)生變形，影響結(jié)構(gòu)的整體剛度，且工后沉降難以控制。

(2)低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)對路基及地基的工后沉降要求高，而線路穿過區(qū)域的地質(zhì)條件一般都是復(fù)雜多變的，因此還需要同時(shí)對地基進(jìn)行加固處理，路基填筑放坡后地基加固面積增大，造價(jià)高，工期長；且地基處理屬于隱蔽性工程，采用常規(guī)的軟土地基加固措施進(jìn)行加固，施工質(zhì)量不易控制。

(3)由于填料填筑壓實(shí)而成的低置線路土工結(jié)構(gòu)物具有易損性，且施工質(zhì)量不易控制，相對容易產(chǎn)生不均勻沉降，引起承軌梁下基床縱向和橫向穩(wěn)定性變差，從而使承軌梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性受損。

磁懸浮低置線路承軌梁對路基工后沉降、基床長期穩(wěn)定性和耐久性要求更高，當(dāng)線路位于地基加固地段時(shí)，采取傳統(tǒng)的承軌梁結(jié)構(gòu)型式存在施工工期長，施工質(zhì)量不易控制、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性差及經(jīng)濟(jì)性差等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了中低速磁浮雙線填方地段樁基托梁分幅式承軌梁結(jié)構(gòu)，可避免傳統(tǒng)低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)的缺陷，施工質(zhì)量更容易控制，長期穩(wěn)定性更好，而且其既滿足中低速磁懸浮交通工程軌道結(jié)構(gòu)對承軌梁結(jié)構(gòu)變形和工后沉降的高要求，又滿足基床長期穩(wěn)定性、耐久性和施工質(zhì)量的可控性的要求，且經(jīng)濟(jì)性更佳。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型，提供了包括樁基承載結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土托梁、兩排鋼筋混凝土承軌梁底板、兩排鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)、承軌梁下路基填料和承軌梁兩側(cè)回填填料，其中，

所述樁基承載結(jié)構(gòu)設(shè)置有多根，每根所述樁基承載結(jié)構(gòu)均豎直設(shè)置，并且每根所述樁基承載結(jié)構(gòu)的頂端均承接所述鋼筋混凝土托梁；

所述鋼筋混凝土托梁承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板；

每排所述鋼筋混凝土承軌梁底板的頂部分別承接對應(yīng)的一排所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)；

所述樁基承載結(jié)構(gòu)的頂端嵌入所述鋼筋混凝土托梁與其剛接，所述鋼筋混凝土托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(jié)構(gòu)一體成型從而共同構(gòu)成鋼筋混凝土承軌梁；

兩排所述鋼筋混凝土承軌梁底板之間設(shè)置承軌梁間填料；

兩排所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)之間設(shè)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，以用于將水流引入相鄰兩節(jié)鋼筋混凝土承軌梁底板節(jié)間伸縮縫進(jìn)而將水流排出；

所述鋼筋混凝土托梁兩側(cè)設(shè)置有用于限制所述鋼筋混凝土承軌梁底板橫向位移的凸型擋臺；

所述承軌梁下路基填料設(shè)置在淺層加固區(qū)和所述鋼筋混凝土承軌梁底板之間，以用于為所述鋼筋混凝土承軌梁底板、鋼筋混凝土托梁和承軌梁兩側(cè)回填填料提供施工平臺，并為所述樁基承載結(jié)構(gòu)提供側(cè)向支撐；其中，所述淺層加固區(qū)設(shè)置在軟弱地層的淺表層，并且所述淺層加固區(qū)、所述承軌梁下路基填料及所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)的縱向一致；

所述承軌梁兩側(cè)回填填料通過所述承軌梁下路基填料承接，并且所述承軌梁兩側(cè)回填填料抵住所述鋼筋混凝土承軌梁底板的兩側(cè)，以對所述鋼筋混凝土承軌梁底板起保護(hù)作用及約束所述鋼筋混凝土承軌梁底板的橫向移動，并提供養(yǎng)護(hù)維修通道；

所述承軌梁下路基填料和所述承軌梁兩側(cè)回填填料共同構(gòu)成填料填筑體，所述填料填筑體兩側(cè)設(shè)置有排水坡；

每根所述樁基承載結(jié)構(gòu)的下端依次穿過所述承軌梁下路基填料、所述淺層加固區(qū)和所述軟弱地層后伸入持力層內(nèi)，以在軟弱地層產(chǎn)生沉降時(shí)，所述樁基承載結(jié)構(gòu)可承受負(fù)摩阻力，從而向鋼筋混凝土承軌梁底板和鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)定的承載力，以降低因填料填筑體的沉降對鋼筋混凝土承軌梁的豎向、縱向和橫向剛度產(chǎn)生的不利影響。

優(yōu)選地，所述樁基承載結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，鋼筋混凝土托梁與承軌梁底板剛接或搭接，與樁基承載結(jié)構(gòu)剛接。在承軌梁節(jié)間縫的位置鋼筋混凝土托梁與承軌梁底板采用銷釘搭接，其余位置采用剛接。

優(yōu)選地，所述承軌梁兩側(cè)回填填料的高度與所述鋼筋混凝土承軌梁底板的高度相等。

優(yōu)選地，所有的這些所述樁基承載結(jié)構(gòu)呈行列排布。

優(yōu)選地，所述線間排水坡段的橫向坡度為3％～5％，縱向坡度不小于2‰。

總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本實(shí)用新型的鋼筋混凝土承軌梁底板、鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)均采用鋼筋混凝土現(xiàn)場整體澆筑，二者組成整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用以直接承擔(dān)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(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可靠性高。

(2)本實(shí)用新型的樁基承載結(jié)構(gòu)深入持力層內(nèi)，路堤產(chǎn)生一定沉降時(shí)，樁基承載結(jié)構(gòu)依然可承受負(fù)摩阻力而提供較強(qiáng)的承載力，避免了因填料壓實(shí)質(zhì)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(jié)構(gòu)縱橫向剛度更優(yōu)。

(3)在低置線路軟土地段，根據(jù)路堤穩(wěn)定性的需要對軟弱地層的淺表層進(jìn)行必要的加固，其加固深度由路堤穩(wěn)定性控制，相比于由沉降和穩(wěn)定雙指標(biāo)控制時(shí)的傳統(tǒng)單一地基加固方式而言，淺層加固區(qū)加固深度小，結(jié)合樁基承載結(jié)構(gòu)可有效控制路堤穩(wěn)定和路基工后沉降。非軟土地段更可以避免路堤填筑放坡后產(chǎn)生的大面積范圍的地基加固處理，且樁基承載結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量更易控制，可有效控制施工質(zhì)量，節(jié)約投資，縮短工期，具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

(4)樁基承載結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土底板設(shè)置的鋼筋混凝土托梁，可以大大減小樁基承載結(jié)構(gòu)處鋼筋混凝土承軌梁底板的應(yīng)力集中現(xiàn)象；另外，由于托梁的橫向連接作用，也增加了結(jié)構(gòu)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(shù)量，減少投資。

(5)將鋼筋混凝土承軌梁底板按分幅式設(shè)置即分兩排設(shè)置，可避免在列車荷載作用下承軌梁底板處于多向彎曲變形和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，相較于傳統(tǒng)受力更為復(fù)雜的承軌梁而言，分幅樁基托梁式承軌梁可減少翹曲變形對承軌梁底板和上部梁式結(jié)構(gòu)的影響。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的橫斷面示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的縱斷面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中樁基承載結(jié)構(gòu)的平面分布示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中樁基托梁與鋼筋混凝土承軌梁底板剛接連接示意圖。

圖5是本實(shí)用新型中樁基托梁與鋼筋混凝土承軌梁底板搭接連接示意圖。

圖6是本實(shí)用新型中銷釘?shù)臋M截面示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

參照圖1～圖6，中低速磁浮雙線填方地段樁基托梁分幅式承軌梁結(jié)構(gòu)，包括樁基承載結(jié)構(gòu)3、鋼筋混凝土托梁90、兩排鋼筋混凝土承軌梁底板2、兩排鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1、承軌梁下路基填料5和承軌梁兩側(cè)回填填料4，其中，

所述樁基承載結(jié)構(gòu)3設(shè)置有多根，每根所述樁基承載結(jié)構(gòu)3均豎直設(shè)置，并且每根所述樁基承載結(jié)構(gòu)3的頂端均承接所述鋼筋混凝土托梁90；

所述鋼筋混凝土托梁90承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板2；

每排所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的頂端分別承接對應(yīng)的一排所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1；

所述樁基承載結(jié)構(gòu)3的頂端嵌入所述鋼筋混凝土托梁90與其剛接，所述鋼筋混凝土托梁90與所述鋼筋混凝土承軌梁底板2剛接或搭接，所述鋼筋混凝土承軌梁底板2與所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1一體澆筑成型從而共同構(gòu)成鋼筋混凝土承軌梁9；

兩排所述鋼筋混凝土承軌梁底板2之間設(shè)置承軌梁間填料21；

兩排所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1之間設(shè)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，以用于將水流引入相鄰兩節(jié)鋼筋混凝土承軌梁底板2節(jié)間伸縮縫進(jìn)而將水流排出；所述線間排水坡段的橫向坡度為3％～5％，更優(yōu)選為4％，線間排水坡段的縱向坡度不小于2‰，以便于排水。

所述鋼筋混凝土托梁90兩側(cè)設(shè)置有用于限制所述鋼筋混凝土承軌梁底板2橫向位移的凸型擋臺91；

所述承軌梁下路基填料5設(shè)置在淺層加固區(qū)6和所述鋼筋混凝土承軌梁底板2之間，以用于為所述鋼筋混凝土承軌梁底板2、鋼筋混凝土托梁90和承軌梁兩側(cè)回填填料4提供施工平臺，并為所述樁基承載結(jié)構(gòu)3提供側(cè)向支撐；其中，所述淺層加固區(qū)6設(shè)置在軟弱地層7的淺表層，并且所述淺層加固區(qū)6、所述承軌梁下路基填料5及所述鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1的縱向一致；

所述承軌梁兩側(cè)回填填料4通過所述承軌梁下路基填料5承接，并且所述承軌梁兩側(cè)回填填料4抵住所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的兩側(cè)，以對所述鋼筋混凝土承軌梁底板2起保護(hù)作用及約束所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的橫向移動，并提供養(yǎng)護(hù)維修通道；

所述承軌梁下路基填料5和所述承軌梁兩側(cè)回填填料4共同構(gòu)成填料填筑體10，所述填料填筑體10兩側(cè)設(shè)置有排水坡11；

每根所述樁基承載結(jié)構(gòu)3的下端依次穿過所述承軌梁下路基填料5、所述淺層加固區(qū)6和所述軟弱地層7后伸入持力層8內(nèi)，以在軟弱地層7產(chǎn)生沉降時(shí)，所述樁基承載結(jié)構(gòu)3可承受負(fù)摩阻力，從而向鋼筋混凝土承軌梁底板2和鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1提供穩(wěn)定的承載力，以降低因填料填筑體10的沉降對鋼筋混凝土承軌梁9的豎向、縱向和橫向剛度產(chǎn)生的不利影響。

進(jìn)一步，所述樁基承載結(jié)構(gòu)3為鉆孔灌注樁，托梁90與承軌梁9底板2剛接或搭接，與樁基承載結(jié)構(gòu)3剛接。在承軌梁節(jié)間縫的鋼筋混凝土托梁90與鋼筋混凝土底板2位置采用銷釘12搭接，其余位置采用剛接。

所述銷釘12包括預(yù)埋連接鋼筋12.1、瀝青麻筋12.2和不銹鋼套管12.3，所述預(yù)埋連接鋼筋12.1位于所述不銹鋼套管12.3內(nèi)并且兩者之間設(shè)置所述瀝青麻筋12.2。

所述承軌梁兩側(cè)回填填料4的高度與所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的高度相等，所有的這些所述樁基承載結(jié)構(gòu)3呈行列排布。

該結(jié)構(gòu)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后沉降要求嚴(yán)格、采取傳統(tǒng)的地基加固措施導(dǎo)致的工程龐大、投資大、工期長，以及地基處理及路堤填筑施工質(zhì)量不易控制、基床長期穩(wěn)定性和耐久性差的問題，從而提高低置線路承軌梁結(jié)構(gòu)的可靠度，降低傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式的工程風(fēng)險(xiǎn)。

本實(shí)用新型的鋼筋混凝土承軌梁90采用鋼筋混凝土現(xiàn)場整體澆筑，以直接承擔(dān)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托梁再傳遞到樁基承載結(jié)構(gòu)3，結(jié)構(gòu)可靠性高，可省掉傳統(tǒng)的路堤填筑放坡后產(chǎn)生的大面積地基加固處理。

樁基承載結(jié)構(gòu)3采用鉆孔灌注樁，橫向及縱向具有排列有多根鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，縱向和橫向剛度大；且樁基承載結(jié)構(gòu)3深入持力層8，軟弱地層7產(chǎn)生沉降時(shí)，樁基承載結(jié)構(gòu)3依然可承受負(fù)摩阻力而向鋼筋混凝土承軌梁底板2提供較強(qiáng)的承載力。

將鋼筋混凝土承軌梁底板按分幅式設(shè)置即分兩排設(shè)置，可避免在列車荷載作用下承軌梁底板處于多向彎曲變形和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，相較于傳統(tǒng)受力更為復(fù)雜的承軌梁而言，分幅樁基托梁式承軌梁可減少翹曲變形對承軌梁底板和上部梁式結(jié)構(gòu)的影響。

低置線路通過軟土地段時(shí)，應(yīng)根據(jù)路堤穩(wěn)定性的需要對地基淺表層進(jìn)行必要的加固，形成淺層加固區(qū)6。淺層加固區(qū)6的加固深度由路堤穩(wěn)定性控制，其加固深度應(yīng)根據(jù)路堤填高、地基條件通過穩(wěn)定性檢算確定。相比于由沉降和穩(wěn)定雙指標(biāo)控制時(shí)的傳統(tǒng)單一地基加固方式而言，淺層加固區(qū)6加固深度小，結(jié)合樁基承載結(jié)構(gòu)3可有效控制路堤穩(wěn)定和路基工后沉降。相比之下，該新型結(jié)構(gòu)地基加固數(shù)量小，投資小，且更利于施工質(zhì)量和工后沉降的控制，并且節(jié)省造價(jià)和縮短工期。

本實(shí)用新型具體的制作步驟如下：

(1)平整施工場地，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行必要的淺層地基加固處理，形成淺層加固區(qū)6，然后根據(jù)路堤填筑要求分層填筑并壓實(shí)至鋼筋混凝土底板底面標(biāo)高；

(2)在鋼筋混凝土底板底面標(biāo)高處于路堤路基橫斷面、縱斷面方向施工鉆孔灌注樁，即樁基承載結(jié)構(gòu)3，鉆孔樁施工應(yīng)采用對已填筑路堤擾動小的施工工藝，必要時(shí)在路堤填筑高度范圍內(nèi)設(shè)置鋼護(hù)筒或引孔；在鉆孔灌注樁達(dá)到要求強(qiáng)度后，按規(guī)范要求截除樁頭，綁扎混凝土底板及與樁的連接鋼筋；

(3)根據(jù)設(shè)計(jì)位置對鋼筋混凝土托梁90、凸型擋臺91立模，一次澆筑成型，澆筑前做好各類預(yù)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(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除模板；

(4)根據(jù)設(shè)計(jì)節(jié)長對鋼筋混凝土承軌梁底板2和鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)1分節(jié)立模，一次澆筑成型，澆筑前做好各類預(yù)埋件如銷釘、軌枕臺座連接鋼筋、導(dǎo)流軌支座預(yù)埋件等的定位與安裝；

(5)各部件混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后分別拆除模板，鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)線間回填面做成向內(nèi)傾斜的橫向排水坡和縱向排水坡，然后將鋼筋混凝土承軌梁底板2厚度范圍內(nèi)基床填料回填，回填面做成向外傾斜的排水坡并按設(shè)計(jì)要求做好表層防水即可。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。