镂空式双线轨道梁体结构及具有其的分体式真空管道的制作方法
本发明涉及磁悬浮真空管道交通系统技术领域,尤其涉及一种镂空式双线轨道梁体结构及具有其的分体式真空管道。
背景技术:
对于高速运行的大众交通工具而言,无论飞机还是高铁,其运行的主要阻力都是空气阻力,空气阻力限制了速度的提升,也形成了巨大的能耗,为了提升运行速度人们早已提出了真空管道+磁悬浮的概念,为了降低车辆运行的空气阻力,将车辆封闭在真空管道内运行以消除空气阻力,同时采用磁悬浮技术代替车轮和钢轨以消除机械摩擦阻力。
所谓真空管道,实际上并不是绝对的真空状态,而是有一定的密度的空气存在于管道之内的,车辆在管道内运行仍然存在空气动力学作用,而且考虑到真空管道的建设成本,管道的断面积不可能比列车的断面积大的太多,这样列车在管道内高速运行时存在“阻塞”效应(业内将列车的断面积与管道的断面积之比称为阻塞比),阻塞效应的存在使得列车在真空管道内运行时受到较大的空气阻力,并且列车运行速度较高时在列车前方对空气进行压缩从而产生热量,这些热量会导致管道和列车表面温度升高,进而影响相关电器设备和机械结构的性能。
磁悬浮技术取消了车轮和钢轨,消除了机械摩擦,但是带来的一个问题是在轨道上安装的电器线圈在工作过程中会产生热量,在真空管道中由于空气密度极低,对流散热性能极差,导致这些电器线圈产生的热量难以散失,进而导致线圈温升,影响到其绝缘性能和使用寿命。
另外,为适应高速运行和“快起快停”的需求,磁悬浮列车采用轻量化设计,其对轨道的作用载荷(轨道工程业内称为“活载”)较小,但是由于真空管道内外存在一个大气压的空气压差,轨管结构设计的主要应对载荷是大气压载荷。
目前,真空管道交通在世界范围内均没有进入工程化实施运用阶段,从国内外有关资料所披露的技术方案来看,现有常见的双线管道结构具体如图9至图13所示,其中,图9和图10示出了垂向排布的双线真空管道的结构,图11和图12示出了水平排布的双线真空管道的结构。这两种类型的双线真空管道的断面形状都是两个完整的圆管结构,每个大圆管的基本结构特征是采用整体圆管结构形成密封密闭的空间,轨道建筑在圆管内的底部,具体如图13所示,这种圆管结构的真空管道不利于提高断面的垂向刚度,并且水平方向占地面积大,管道架设难度大,两条圆管结构呈现水平或者垂向排布,只是共用了桥墩,总的来看这种真空管道的建设投资成本高。
现有结构形式的双线真空管道存在以下几个技术缺点。
第一,构成两条管线的大圆管只能共用桥墩,桥梁部分无法共用,相比两条单线而言只能节省部分桥墩的建造费用。
第二,就每条管道而言,没有充分发挥混凝土材料和钢材的强度性能。车辆在真空管道内运行时对管道的作用载荷主要为垂向,这就要求管道断面在垂向上有很高的抗弯刚度,水平方向则不需要太高的刚度,而现有方案的整体圆钢管在垂向和水平方向的抗弯能力是相同的,很不合理。另外,混凝土部分的断面几何形状因为受到圆管的限制而不能设计太高,更多的材料分布在水平方向上,造成这种管道的垂向刚度不足,水平刚度有余,材料强度性能没有充分利用。
第三,在高架桥路段施工困难。真空管道在使用时是做成几十米长的一段,用架桥设备安装在高架桥上,整体圆管结构的管道上侧为圆弧状,并且只有一层钢板,无法承受架桥机自重,特别是针对垂向排布的双线管道形式,施工难度更大,工程施工难度大最终带来的结果是建造成本高。
第四,这种双线管道建造的线路占地面积大。特别是水平排布的双线管道形式,因为每个大圆管的横向和垂向尺寸相同,为了增加抗弯垂向刚度,必须增加圆管的直径,横向尺寸的增加加大了这种真空管道线路的占地面积,造成建线成本的增加。
第五,由于每条管道的断面积有限,所以列车运行时存在明显的“阻塞”效应,运行阻力大并且气动作用导致的管道内温升剧烈。若采用增大管道的断面积的方式来降低阻塞效应则必须增加管径,势必增大线路的建设成本。
第六,每条管道没有考虑如何混凝土部分的结构化设计,轨道侧壁厚度和轨底厚度都采用实体钢筋混凝土,从而增加了混凝土的用量,增加了成本。
第七,每条管道没有对混凝土轨道梁部分进行结构化设计,电气线圈安装的轨道侧壁厚度太大,而混凝土本身导热性能不良,长时间使用会导致线圈温度升高,进而影响到线圈的绝缘性能和使用寿命。
第八,每条管道若要减小阻塞比的话,只能通过增加钢制大圆管的直径,从而增加了自重和管道的占地面积,进一步增加建线成本。
技术实现要素:
本发明提供了一种镂空式双线轨道梁体结构及具有其的分体式真空管道,能够解决现有技术中双线管道线路电气线圈温升过高、建设成本高、占地面积大及施工难度大的技术问题。
根据本发明的一方面,提供了一种镂空式双线轨道梁体结构,镂空式双线轨道梁体结构与管道上部结构相连接以形成管道本体,管道本体具有气密性真空管道腔,镂空式双线轨道梁体结构包括:第一轨道,第一轨道包括第一侧壁和第二侧壁;第二轨道,第二轨道包括第三侧壁和第四侧壁,第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁相互平行设置,第一轨道和第二轨道用于供列车双向通行;其中,各个侧壁均包括外层侧壁和内层侧壁,在所述外层侧壁和内层侧壁之间形成沿各个侧壁长度方向的侧壁空腔,电气线圈设置在内层侧壁上,在所述外层侧壁上间隔设置有通风窗口,所述通风窗口与所述侧壁空腔连通。
进一步地,第一轨道与第二轨道间隔设置,镂空式双线轨道梁体结构还包括连接盖板,连接盖板沿镂空式双线轨道梁体结构的长度方向连续设置,连接盖板用于连接所述第二侧壁的上部以及所述第三侧壁的上部,第一轨道、连接盖板、第二轨道以及管道上部结构共同围成气密性真空管道腔。
进一步地,镂空式双线轨道梁体结构还包括多个轨底联系梁,多个轨底联系梁均位于镂空式双线轨道梁体结构的下部且沿镂空式双线轨道梁体结构的长度方向依次间隔设置,各个轨底联系梁均位于第一轨道和第二轨道之间以用于增强所述第一轨道和所述第二轨道的抗扭转刚度。
进一步地,各个侧壁包括多个通风窗口,多个通风窗口沿各个侧壁的长度方向间隔设置在外层侧壁上,多个通风窗口均与侧壁空腔连通。
进一步地,第一轨道还包括第一轨道底部结构,第一轨道底部结构设置在第一侧壁和第二侧壁之间;第二轨道还包括第二轨道底部结构,第二轨道底部结构设置在第三侧壁和第四侧壁之间;各个轨道底部结构均具有轨底空腔和通气孔,轨底空腔沿各个轨道底部结构的长度方向连续设置,通气孔分别与轨底空腔以及气密性真空管道腔连通。
第一轨道底部结构和第二轨道底部结构均具有多个通气孔,多个通气孔沿各个轨道底部结构的长度方向依次间隔设置以将轨底空腔与气密性真空管道腔进行气流联通。
进一步地,镂空式分体真空管道结构还包括第一防护盖板和第二防护盖板,第一防护盖板设置在第一轨道底部结构的通气孔上,第一防护盖板与第一轨道底部结构之间具有第一通气缝隙;第二防护盖板设置在第二轨道底部结构的通气孔上,第二防护盖板与第二轨道底部结构之间具有第二通气缝隙。
进一步地,镂空式分体真空管道结构还包括导热元件,导热元件设置在电气线圈与内层侧壁之间。
进一步地,管道上部结构的材质包括钢材,镂空式双线轨道梁体结构的材质包括混凝土,第一防护盖板和第二防护盖板均为涡流感应板。
根据本发明的另一方面,提供了一种分体式真空管道,分体式真空管道包括管道上部结构和镂空式双线轨道梁体结构,管道上部结构和镂空式双线轨道梁体结构相连接以形成管道本体,镂空式双线轨道梁体结构为如上所述的镂空式双线轨道梁体结构。
应用本发明的技术方案,提供了一种镂空式双线轨道梁体结构,该镂空式双线轨道梁体结构与管道上部结构相连接以用于提供气密性真空管道环境,此种方式使得管道结构的高度尺寸与宽度尺寸可以自由设计,互不影响,占地面积小;将双向通行的两条轨道建设在单条管道内,在增加桥梁垂向刚度的同时,大大降低了建线成本,增加了真空管道的断面积,降低了阻塞比;通过对镂空式双线轨道梁体结构进行结构化设计,各个侧壁均设计为内外两层的空腔结构,且在外层侧壁上间隔设置通风窗口,此种方式使得内外层侧壁的厚度大大减薄,减轻了结构自重,提升了建线经济性,同时又增加轨道梁体结构的散热性,降低电气线圈的温度。此外,在高架路段施工时,由于本发明所提供的分体真空管道结构为分体式管道,因此位于下部的镂空式双线轨道梁体结构在施工时其自身可形成架桥机的工作路线,当镂空式双线轨道梁体结构完成安装后再使用架桥机将管道上部结构逐一安装到位即可,工程施工非常方便,线路建设成本低。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本发明的实施例,并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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他的附图。
图1和图2示出了根据本发明的具体实施例提供的分体式真空管道的断面视图;
图3示出了图1中提供的分体式真空管道的侧视图;
图4示出了图1中提供的分体式真空管道的a-a处的俯视剖视图;
图5示出了图1中提供的分体式真空管道的b-b处的俯视剖视图;
图6示出了图1中提供的分体式真空管道的c-c处的俯视剖视图;
图7示出了根据本发明的具体实施例提供的第一轨道底部结构和第二轨道底部结构的局部断面图;
图8示出了根据本发明的具体实施例提供的第一轨道底部结构和第二轨道底部结构的侧视剖面图;
图9示出了现有技术中提供的垂向排布的双线真空管道的断面视图;
图10示出了图9中提供的垂向排布的双线真空管道的左视图;
图11示出了现有技术中提供的水平排布的双线真空管道的断面视图;
图12示出了图11中提供的水平排布的双线真空管道的左视图;
图13示出了现有技术中提供的双线真空管道中任一真空圆管的断面视图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、第一轨道;11、第一侧壁;12、第二侧壁;13、第一轨道底部结构;20、第二轨道;21、第三侧壁;22、第四侧壁;23、第二轨道底部结构;30、连接盖板;40、轨底联系梁;50、第一防护盖板;50a、第一通气缝隙;60、第二防护盖板;60a、第二通气缝隙;70、导热元件;80、盖板安装螺栓;100、镂空式双线轨道梁体结构;100a、侧壁空腔;100b、通风窗口;100c、轨底空腔;100d、通气孔;101、外层侧壁;102、内层侧壁;200、管道上部结构;300、加强筋板;400、电气线圈;500、气密涂层;600、连接螺栓;700、密封件;1000、管道本体;1000a、气密性真空管道腔。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1至图8所示,根据本发明的具体实施例提供了一种镂空式双线轨道梁体结构,该镂空式双线轨道梁体结构100与管道上部结构200相连接以形成管道本体1000,管道本体1000具有气密性真空管道腔1000a,镂空式双线轨道梁体结构100包括第一轨道10和第二轨道20,第一轨道10包括第一侧壁11和第二侧壁12;第二轨道20包括第三侧壁21和第四侧壁22,第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁21和第四侧壁22相互平行设置,第一轨道10和第二轨道20用于供列车双向通行;其中,各个侧壁均包括外层侧壁101和内层侧壁102,在外层侧壁101和内层侧壁102之间形成沿各个侧壁的长度方向的侧壁空腔100a,电气线圈设置在内层侧壁102上,在外层侧壁101上间隔设置有通风窗口100b,通风窗口100b与侧壁空腔100a连通。
应用此种配置方式,提供了一种镂空式双线轨道梁体结构,该镂空式双线轨道梁体结构与管道上部结构相连接以用于提供气密性真空管道环境,此种方式使得管道结构的高度尺寸与宽度尺寸可以自由设计,互不影响,占地面积小;将双向通行的两条轨道建设在单条管道内,在增加桥梁垂向刚度的同时,大大降低了建线成本,增加了真空管道的断面积,降低了阻塞比;通过对镂空式双线轨道梁体结构进行结构化设计,各个侧壁均设计为内外两层的空腔结构,且在外层侧壁上间隔设置通风窗口,此种方式使得内外层侧壁的厚度大大减薄,减轻了结构自重,提升了建线经济性,同时又增加轨道梁体结构的散热性,降低电气线圈的温度。此外,在高架路段施工时,由于本发明所提供的分体真空管道结构为分体式管道,因此位于下部的镂空式双线轨道梁体结构在施工时其自身可形成架桥机的工作路线,当镂空式双线轨道梁体结构完成安装后再使用架桥机将管道上部结构逐一安装到位即可,工程施工非常方便,线路建设成本低。
作为本发明的一个具体实施例,由于在每一个侧壁的内层侧壁102上均安装有电气线圈400,电气线圈在工作时会发热。另外,因为真空管道的四周都要承受一个大气压力,每延米长度的侧壁上要承受数十吨的侧向载荷。基于此,侧壁的设计既要考虑其强度又要考虑其散热性能,通过将侧壁设计为“镂空”式结构,内外层侧壁之间为侧壁空腔100a,此种方式能够在不增加侧壁材料用量的前提下,大幅增加侧壁的厚度,从而增加其承受侧向大气压载荷的能力。此外,内层和外层侧壁的厚度较薄,且在外层侧壁101上设置有通风窗口100b,通风窗口100b与侧壁空腔100a连通,此种方式可以有效增强侧壁上安装的电气线圈的散热性能。
进一步地,在本发明中,第一轨道10与第二轨道20间隔设置,为了保证真空管道的气密性能,镂空式双线轨道梁体结构还包括连接盖板30,连接盖板30沿镂空式双线轨道梁体结构的长度方向连续设置,连接盖板30用于连接第二侧壁12的上部以及第三侧壁21的上部,第一轨道10、连接盖板30、第二轨道20以及管道上部结构200共同围成气密性真空管道腔1000a。
此外,在本发明中,为了增强两条轨道的抗扭转刚度,可将镂空式双线轨道梁体结构配置为还包括多个轨底联系梁40,多个轨底联系梁40均位于镂空式双线轨道梁体结构的下部且沿镂空式双线轨道梁体结构的长度方向依次间隔设置,各个轨底联系梁40均位于第一轨道10和第二轨道20之间以用于增强第一轨道10和第二轨道20的抗扭转刚度。
在本发明中,如图3所示,为了提高整条真空管道中电气线圈的散热效率,可将各个侧壁配置为包括多个通风窗口100b,多个通风窗口100b沿各个侧壁的长度方向间隔设置在外层侧壁201上,多个通风窗口100b均与侧壁空腔100a连通。
作为本发明的一个具体实施例,安装在第一侧壁11和第四侧壁22的内层侧壁102上的电气线圈在工作过程中产生的热量传导至内层侧壁102,内层侧壁102与外层侧壁201之间设置有侧壁空腔100a,且侧壁空腔100a与通风窗口100b联通,通风窗口100b与外界大气相连通,外界的冷空气与内层侧壁102交换热量,从而能够提高真空管道的散热效率,降低电气线圈的温度。安装在第二侧壁12和第三侧壁21的内层侧壁102上的电气线圈在工作过程中产生的热量传导至内层侧壁102,内层侧壁102与外层侧壁201之间设置有侧壁空腔100a,且侧壁空腔100a与通风窗口100b联通,通风窗口100b与连接盖板30和轨底联系梁40之间的空腔联通,由于多个轨底联系梁40间隔设置,因此通风窗口100b能够通过连接盖板30和轨底联系梁40之间的空腔与外界冷空气联通,外界的冷空气与内层侧壁102交换热量,从而能够提高真空管道的散热效率,降低电气线圈的温度。
进一步地,在本发明中,为了降低列车高速运行时产生的气动热以及降低列车受到的气动阻力,可将第一轨道10配置为还包括第一轨道底部结构13,第一轨道底部结构13设置在第一侧壁11和第二侧壁12之间;第二轨道20还包括第二轨道底部结构23,第二轨道底部结构23设置在第三侧壁21和第四侧壁22之间;各个轨道底部结构均具有轨底空腔100c和通气孔100d,轨底空腔100c沿各个轨道底部结构的长度方向连续设置,通气孔100d分别与轨底空腔100c以及气密性真空管道腔连通。
应用此种配置方式,通过在第一轨道底部结构13和第二轨道底部结构23中均设置轨底空腔100c和通气孔100d,轨底空腔100c通过通气孔100d与气密性真空管道腔100a相互连通,此种方式相当于提高了真空管道的断面积,降低了阻塞效应,从而降低了列车高速运行时产生的气动热以及降低了列车受到的气动阻力。
在本发明中,为了进一步地降低列车在整条真空管道内高速运行时产生的气动热以及降低列车受到的气动阻力,可将第一轨道底部结构13和第二轨道底部结构23均配置为具有多个通气孔100d,多个通气孔100d沿第一轨道底部结构13或第二轨道底部结构23的长度方向依次间隔设置。
此外,在本发明中,由于轨底是作为检修人员及逃生乘客的行走的通道,为了安全考虑,可将镂空式分体真空管道结构配置为还包括第一防护盖板50和第二防护盖板60,第一防护盖板50设置在第一轨道底部结构13的通气孔100d上,第一防护盖板50与第一轨道底部结构13之间具有第一通气缝隙50a;第二防护盖板60设置在第二轨道底部结构23的通气孔100d上,第二防护盖板60与第二轨道底部结构23之间具有第二通气缝隙60a。
作为本发明的一个具体实施例,如图7和图8所示,为了简化真空管道结构,提高管道结构的紧凑性,可将列车紧急制动用的涡流感应板兼作第一防护盖板50和第二防护盖板60,在此种方式下,真空管道内的空气和轨底空腔100c内的空气可以通过通气孔100d以及任一盖板与所对应的轨道底部结构之间的通气缝隙自由流动。
进一步地,在本发明中,为了加强电气线圈的散热,可将镂空式分体真空管道结构配置为还包括导热元件70,导热元件70设置在电气线圈与内层侧壁102之间。作为本发明的一个具体实施例,可采用导热硅胶或导热硅脂作为导热元件70,导热元件70设置在电气线圈与内层侧壁102的安装层之间,以便线圈的发热能够很快传导到钢筋混凝土侧壁上。
在本发明中,为了适于工业应用以及提高真空管道的工作寿命,可将管道上部结构的材质配置为包括钢材,镂空式双线轨道梁体结构的材质包括混凝土。进一步地,在本发明中,管道上部结构200与镂空式双线轨道梁体结构100可使用连接螺栓600进行连接。具体地,如图1至图3所示,管道上部结构200与镂空式双线轨道梁体结构100采用若干连接螺栓600连接,装配前,连接螺栓600预埋在镂空式双线轨道梁体结构100内,根据实际需求测试连接螺栓600之间的间距尺寸,并根据连接螺栓600之间的间距尺寸在管道上部结构200中钻孔,控制连接螺栓600与螺栓孔的间隙,增强真空管道上下部的连接强度,从而能够提高真空管道的承载一体性。
此外,在本发明中,为了加强钢筋混凝土的散热性能,可以在钢筋混凝土制的内层侧壁层102中加入导热性能较好的骨料例如铁矿石骨料以提高钢筋混凝土的散热性能。
根据本发明的另一方面,提供了一种分体式真空管道,该分体式真空管道包括管道上部结构200和镂空式双线轨道梁体结构100,管道上部结构200和镂空式双线轨道梁体结构100相连接以形成管道本体,镂空式双线轨道梁体结构100为如上的镂空式双线轨道梁体结构100。由于本发明的镂空式双线轨道梁体结构100节省钢筋混凝土用量、强度高、导热性好,占地面积小且易于施工,因此,将本发明的双线轨道梁体结构100应用于真空管道中,能够极大地降低真空管道的建设成本,提高使用性能。
进一步地,在本发明中,为了提高真空管道结构的强度以及增加分体真空管道结构的散热面积,可将分体真空管道结构配置为还包括加强筋板300,加强筋板300焊接在管道本体的外部,加强筋板300用于提高管道本体的强度以及增加分体真空管道结构的散热面积。作为本发明的一个具体实施例,可采用钢板作为加强筋板300,加强筋板焊接设置在管道本体上。
此外,在本发明中,为了进一步地提高真空管道结构的强度以及增加分体真空管道结构的散热面积,可将分体真空管道结构配置为包括多个加强筋板300,多个加强筋板300沿管道本体的长度方向间隔套设在管道本体上。作为本发明的一个具体实施例,可采用钢板作为加强筋板300,如图3所示,分体真空管道结构配置包括多个钢板,多个钢板沿管道本体的长度方向均匀间隔地焊接设置在管道本体上。此种方式既能够节省钢材用量,同时也能够增加分体真空管道结构的刚度和强度,此外,加强筋板结构还能够增加管道的散热面积,起到散热格栅的作用。
进一步地,在本发明中,为了保证分体真空管道结构的工作性能,防止真空管道结构在工作过程中空气渗漏,可将分体真空管道结构配置为还包括密封件700,密封件700设置在管道上部结构和镂空式双线轨道梁体结构的连接位置,密封件700用于实现管道上部结构和镂空式双线轨道梁体结构之间的密封连接。
应用此种配置方式,通过在第一结构和第二结构的连接位置处设置密封件,在对真空管道抽真空及后续车辆在真空管道内运行时,能够有效地防止空气渗漏,提高真空管道的工作性能。作为本发明的一个具体实施例,可采用橡胶条作为密封件700,在此种方式下,当真空管道内抽真空后,上部的钢制第一结构200在数千吨空气压力的作用下,通过密封橡胶条结构紧紧压在下部的钢筋混凝土材质的双线轨道梁体结构100上,能够起到非常良好的密封效果。作为本发明的其他实施例,也可采用其他低刚度、密封性的材料作为密封件700。
进一步地,在本发明中,为了进一步地提高真空管道的密封性能,可将分体真空管道结构配置为还包括气密涂层500,气密涂层500涂覆在双线轨道梁体结构100外部;双线轨道梁体结构100的材质还包括气密剂。作为本发明的一个具体实施例,气密涂层500的材质包括沥青、铁皮或薄钢板,双线轨道梁体结构100的材质主要由混凝土组成,混凝土中增加有一定量的气密剂以增强气密性。作为本发明的其他实施例,也可采用其他具有气密作用的材料作为气密涂层500。
为了对本发明有进一步地了解,下面结合图1至图8对本发明的镂空式双线轨道梁体结构及分体式真空管道进行详细说明。
如图1至图8所示,根据本发明的具体实施例提供了一种分体式真空管道,该分体式真空管道总体上分为上下两大部分,如图1和图2所示,管道上部结构200和镂空式双线轨道梁体结构100,两部分之间使用密封条进行密封,使用连接螺栓600进行连接。
上下两大部分共同形成一条真空管道,真空管道内设计第一轨道10和第二轨道20以供双向通行的磁悬浮列车通行。每条轨道都由左右侧壁和轨道底部结构共三大部分构成,在各个侧壁上均安装有电气线圈400,电气线圈400在工作时会发热。另外,因为真空管道的四周都要承受一个大气压力,每延米长度的侧壁上要承受数十吨的侧向载荷。基于此,侧壁的设计既要考虑其强度又要考虑其散热性能,通过将侧壁设计为“镂空”式结构,内外侧壁层之间为侧壁空腔100a,此种方式能够在不增加侧壁材料用量的前提下,大幅增加侧壁的厚度,从而增加其承受侧向大气压载荷的能力,并且内部和外层侧壁的厚度较薄,同时在外层侧壁上间隔设置有若干通风窗口100b,可以有效增强侧壁上安装的电气线圈的散热性能。
此外,为了加强电气线圈400的散热,在电气线圈400与任一侧壁的安装面之间均可设置导热硅胶或导热硅脂,以便电气线圈400的发热能够很快传导到钢筋混凝土侧壁上。再者,可以在内层侧壁102中加入有导热性能较好的骨料,例如铁矿石骨料以加强钢筋混凝土的散热性能。
同样由于大气压强作用下部钢筋混凝土的双线轨道梁体结构也需要加强设计,同时为了减少混凝土用量,提升建线经济性能,把第一轨道底部结构13和第二轨道底部结构23均设计为箱型梁结构。在箱型梁的轨底空腔100c的上部设计通气孔100d,从而将轨底空腔100c与真空管道的气密性真空管道腔1000a相互连通,这种设计相当于增加了真空管道的断面积,从而降低了列车运行时的阻塞效应。
由于轨道底部结构是作为检修人员及逃生乘客的行走的通道,为安全考虑通气孔100d上必须有盖板,作为列车紧急制动使用的涡流感应板可以兼做盖板,这样管道内的空气和轨底空腔100c内的空气可以通过通气孔100d以及涡流感应板与轨道底部结构之间的通气缝隙自由流动。
第一轨道10的第二侧壁12与第二轨道20的第三侧壁21的上部使用钢筋混凝土制的连接盖板30相联系,从而使得两条轨道能够形成一个整体,保证真空管道的气密性能。另外,为了增强两条轨道的抗扭转刚度,在两条轨道的轨道底部结构之间间隔设置若干轨底联系梁40。
本实施例的镂空式双线轨道梁体结构所使用的混凝土增加了密封要求,所以混凝土中可以增加一定量的气密剂,并在钢筋混凝土结构的外侧敷设喷涂一层气密涂层500,气密涂层500采用沥青、铁皮、薄钢板等有气密作用的材料即可。
管道上部结构主要作用是为真空管道提供密闭密封,采用较薄的钢板钣金成拱形结构,然后沿管道纵向焊接多道加强筋板,这样节省了钢材用量同时增加了结构的刚度和强度,另外这些加强筋板结构还增加了管道的散热面积,起到散热格栅的作用。
管道上部结构和下部的镂空式双线轨道梁体结构之间采用若干连接螺栓600连接,连接螺栓600预埋在下部的镂空式双线轨道梁体结构中,根据实际测试连接螺栓600的间距尺寸,在管道上部结构中钻孔,控制连接螺栓600与螺栓孔的间隙,增强上下部的连接刚度,提高了管道的承载的一体性。
密封条采用橡胶等低刚度、密封性材料制成,管道内抽真空后,上部的钢结构在数千吨的空气压力作用下,通过密封条结构紧紧压在下部的双线轨道梁体结构上,能起到非常良好的密封效果。
综上所述,本发明提供了一种镂空式双线轨道梁体结构及具有其的分体式真空管道,该真空管道能够从多个方面降低建线成本,提高建线经济性,并且有效降低列车高速运行的能耗,提升散热性能,延长电气线圈的使用寿命,提升了运营经济性。本发明所提供的镂空式双线轨道梁体结构及分体式真空管道与现有技术相比,具有以下优点。
第一,本发明的真空管道由上部钢结构和下部钢筋混凝土结构两部分连接而成,下部钢筋混凝土采用结构化设计,侧壁设计为内外两层的空腔结构,内外层钢筋混凝土的厚度大大减薄,并且在外层侧壁上开通风窗口,在保证强度的同时既减少了钢筋混凝土的用量,减轻了结构自重,提升了建线经济性,同时又增加了下部混凝土结构的散热性,降低电气线圈的温度,延长电气线圈的使用寿命。
第二,本发明的分体式真空管道结构在高架路段施工时也非常方便,首先将使用架桥机将下部的混凝土结构顺序吊装到桥墩上,这些下部结构本身就形成了架桥机的工作线路,下部混凝土结构安装完成后再使用架桥机将上部结构逐一安装到位即可,工程施工非常方便,施工的便捷性也就相当于提升建线的经济性。
第三,本发明将两条轨道设置在同一真空管道内,真空管道的断面积大大增加,并且两条轨道的轨底空腔也分别通过若干通气孔与真空管道相联系,进步增大了空气的流通面积,降低了阻塞比,大大减弱甚至消除了磁悬浮列车高速运行时的气动阻力和气动热。
在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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