磁悬浮论文

毕

业

论

文

作者：张朋磊

磁悬浮列车的轨道施工工艺

第1章：磁悬浮铁路轨道梁初探 (3)

第2章：板式无碴轨道 (10)

第3章：上海磁悬浮铁路轨道梁预应力施工 (16)

附：参考文献 (16)

第一章：磁悬浮铁路轨道梁初探磁悬浮铁路轨道梁初探

轨道梁是磁悬浮铁路的重要组成部分，也是在磁悬浮铁路的一上木上程部分技术难度最大的。本文结合国内外磁悬浮铁路的现状及京沪高速铁路磁悬浮方案设计研究，对磁悬浮铁路轨道梁做了些初步探讨。

1概述

磁悬浮铁路系统是一种新型的有导向轴的交通系统。

磁悬浮列车主要依靠电磁力实现传统锐路的支承、导向和牵引功能。由于运行的磁悬浮列车和线路之间无机械接触，从根本上突破了轮轨铁路中轮轨关系和弓轨关系的约束，而磁悬浮列车可以比轮轨铁路更经济地达到较高的速度( 400^-500km/h ), 对环境的影响较小。低速运行的磁悬浮列车，在环境保护方而也比其他公共交通具有明显优势。

目前达到或接近应用水平的磁悬浮铁路系统，集中在德国和日本。京沪高速铁路磁悬浮方案可行性研究设计参照的是德国的标准，以下就结合德国磁悬浮铁路和京沪高速铁路磁悬浮方案可行性研究设计对磁悬浮轨道梁做些初步探索。

磁悬浮列车主要依靠电磁力实现传统铁路的支承、导向和牵引功能，在支承磁悬浮列车运行的结构(一般称为轨道梁)_卜完成列车的导向、牵引等功能的构件一般称为功能件，主要包括长定子(卜而)、支承滑行轨([们)及侧向导轨，长定子用一于提供支承力(吸力)和牵引力，支承滑行轨用于列车降落时提供接触支承滑行轨面，侧向轨土要

用于控制列车运行方向。山于磁悬浮列车车体结构是固定不变的，所以轨道梁上功能件的位置是严格固定的，轨道梁设计时，其结构尺寸严格受到此条件的限制。

根据支承梁的结构形式和功能区与支承梁的连接方式，目前研究较成熟的轨道梁主要有以下几种结构形式;钢结构轨道梁(土要跨径24. 768m , 30. 960m )钢筋混凝土板轨道(土要跨径6. 192m);钢筋混凝上二型轨道梁(土要跨径12. 384m);钢和预应力混凝上复合型轨道梁(土要跨径24.768m.30. 960m ) ;预应力混凝上轨道梁(主要跨径为24. 768m )。受功能件模块化的影响，轨道梁的长度严格按功能件的长铁芯定子〔标准长度为1. 032m)的整数倍取值。京沪高速铁路磁悬浮方案可行性研究时轨道梁的长度模数采用了6个铁芯定子长度(即 6. 192m )轨道梁跨度(梁缝中心线的长度)般为6. i920m, 12. 3840m, 18. 5760m、24.7680m、30. 9600m、37.1520m。

2.德国磁悬浮线轨道梁概况

2.1德国磁悬浮试验线及轨道梁修建概况(见表1)

2. 2柏林一汉堡线选用的轨道梁情况（见表2）

德国在90年代末对柏林一汉堡的磁悬浮铁路进行了设计，现在还没有开始施设计中轨道梁采用现场制梁厂预制，汽车运输、自行式吊机架设。

3．轨道梁的结构形式比较和选用

3. 1钢结构轨道梁

钢梁的土要跨度为24. 768和30. 960m,山于其具有非常好的强度、刚度、抗饶度性，而月.可以在计算机测量和控制下完成从设计、切割、焊接、机加_上的全部制造过程并目_可以完全按照理想曲线的精度要求加一L,对磁悬浮列车线路是最理想的。但用于加上这种钢梁的机床是一座行走长度62m的6轴数控铣床，目前国内没有能力生产这样的铣床，如果引进价格较贵。另外钢结构在我国上程中运用时

价格比混凝上结构F}GIG贵，增加了L程造价。

图1为钢结构轨道梁的截而，被应用在埃姆斯兰磁悬浮铁路试验线大约5公里长的北环线_卜。

3. 2钢筋混凝土板轨道梁(见图2)

钢筋混凝上板轨道梁跨度一般为6. 192m，技术很成熟的。钢筋混凝土板轨道梁在梁体制作及功能件制作、安装等较钢结构轨道梁简单，但由于轨道梁的跨度小，使桥梁的桥墩数量成倍的增加，基础部分的投资增加很多，而目_影响城市景观。一般适用于低置线路及车站，桥而距地而高一般为1. 25一3. 5m。同时，也可用作现浇施工的大跨度桥。

3. 3钢筋混凝土二型轨道梁(见图3)

钢筋混凝土二型轨道梁般跨度为12. 384m，技术较成熟的。受跨度的限制，该类型的轨道梁一般适合于线路高度在3. 5}lOm左右的情况。

3. 4预应力混凝土复合梁

预应力混凝土复合梁是以跨度2X24. 768m或2 X 30. 960m两跨预应力混凝上连续梁作为支撑结构，然后在梁的两侧通过预埋件与3. 096m长的钢结构功能件相连，由多条铡架构功能件短平面构成一个连续的近似理想曲面。尽管精度要求逊于钢梁，但是可以把预应力混凝土梁和钢功能件分别按标准制作，使复杂问题简单化，便于组织多家厂商生产供货，缓和施工周期紧的矛盾，可以不再需要常用大型6轴铣床。对于2X24. 768m或2 X 30. 960m预应力混凝土连续梁而言，不管是设计还是施工，在国内都是成熟技术。在德国的埃母斯兰试验线上对预应力混凝上复合梁进行了运行试验，它也曾是德国准备建造的柏林一汉堡磁悬浮线路的主要结构形式，其工程可靠性是有基础的。

上海磁悬浮线.路_卜，采用的是混合型轨道梁，和我们设计的梁型相比较，安装功能们的悬臂端在前期和主梁体是分离的，架梁后，

通过螺栓与轨道梁连接，山于功能件钢梁不参与轨道梁的整体受力，造成轨道梁土翼缘有效宽度变小，刚度降低。为此，将轨道梁底板宽，并增加梁高，以保证结构的刚度和自振频率，其结果使梁体重量加大。采用混合型轨道梁的优点是施_L工艺简单，有利于保证功能件的尺寸精度。

3. 5京沪高速铁路磁悬浮方案轨道梁结构选型

结合我国国情，如果大量采用钢结构轨道梁势必增加很多L程投资，一般宜优先选择混凝土结构。在线路高度低于lOm时，选择钢筋混凝土板轨道梁、钢筋混凝上:型轨道梁是有足够优势的;在线路高度大于lOm左右时，轨道梁的跨度一般宜选择在24m}31m左右，而此种跨度的轨道梁目前结构形式较多。木项目通过初步研究后，提出了采用预应力混凝土轨道梁的结构形式，其结构尺寸见图40 预应力混凝土轨道梁悬臂在轨道梁梁体预制时就和主梁体连在一起，增加了轨道梁的整体刚度，简化了梁体的横截面，节省材料，可降低造价，后期养护费用降低，但轨道梁在预制过程中增加了功能件安装的难度。