中低速磁浮交通工程單線填方地段樁基復合式承軌梁結構的制作方法

本實用新型屬于中低速磁懸浮交通工程低置線路技術領域，更具體地，涉及中低速磁浮交通工程單線填方地段承軌梁結構型式。

背景技術：

中低速磁懸浮軌道交通屬于一種新型交通方式，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，鮮見有關低置線路承軌梁結構方面的研究與應用。

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置在由土工結構物構成的路基之上，中低速磁懸浮列車的運行包括懸浮、導向、驅動和制動都需要在承軌梁上完成的。磁懸浮列車對線路結構變形要求很高，因為結構很小的變形就可能影響乘車的舒適性甚至威脅行車安全，所以承軌梁的設計十分重要。

現有的承軌梁結構應用在中低速磁懸浮交通低置線路上存在以下問題：

(1)現有的低置線路承軌梁結構設置于路堤土工結構物之上，路堤土工結構物由填料填筑壓實而成，壓實質量不易控制，后期容易發生變形，工后沉降難以控制。

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

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

磁懸浮低置線路承軌梁對路基工后沉降、基床長期穩定性和耐久性要求更高，當線路位于地基加固地段時，采取傳統的承軌梁結構型式存在施工工期長，施工質量不易控制、結構整體穩定性差及經濟性差等缺陷。

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交通工程單線填方地段樁基復合式承軌梁結構，可避免傳統低置線路承軌梁結構的缺陷，施工質量更容易控制，長期穩定性更好，而且其既滿足中低速磁懸浮交通工程軌道結構對承軌梁結構變形和工后沉降的高要求，又滿足基床長期穩定性、耐久性和施工質量的可控性的要求，且經濟性更佳。

為實現上述目的，按照本實用新型，提供了中低速磁浮交通工程單線填方地段樁基復合式承軌梁結構，其特征在于，包括第一樁基承載結構、樁基托梁復合承載結構、鋼筋混凝土承軌梁底板、鋼筋混凝土梁式結構、承軌梁下路基填料和承軌梁兩側回填填料，其中，

所述第一樁基承載結構和所述樁基托梁復合承載結構共同承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板；

所述第一樁基承載結構設置有多根，每根所述第一樁基承載結構均豎直設置，并且每根所述第一樁基承載結構的頂端均承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板，所述第一樁基承載結構頂端嵌入所述鋼筋混凝土承軌梁底板與其剛接；

所述鋼筋混凝土承軌梁底板的頂部承接所述鋼筋混凝土梁式結構，并且相鄰兩節所述鋼筋混凝土承軌梁底板之間設置伸縮縫；

所述樁基托梁復合承載結構設置有多個，并且相鄰的兩節所述鋼筋混凝土承軌梁底板的伸縮縫處均設置一所述樁基托梁復合承載結構，以用于支撐這相鄰的兩塊所述鋼筋混凝土承軌梁底板，每個所述樁基托梁復合承載結構均包括鋼筋混凝土托梁和第二樁基承載結構，并且每根所述第二樁基承載結構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；

所述第二樁基承載結構頂端嵌入所述鋼筋混凝土托梁與其剛接，除兩節鋼筋混凝土底板伸縮縫處外，其余位置第二樁基承載結構頂端尚應嵌入鋼筋混凝土底板與之剛接；

所述鋼筋混凝土托梁兩側設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，并且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筑成型，從而共同構成鋼筋混凝土承軌梁；

所述承軌梁下路基填料設置在淺層加固區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回填填料提供施工平臺，并為所述樁基承載結構提供側向支撐；其中，所述淺層加固區設置在軟弱地層的淺表層，并且所述淺層加固區、所述承軌梁下路基填料及所述鋼筋混凝土梁式結構的縱向一致；

所述承軌梁兩側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回填填料抵住所述鋼筋混凝土承軌梁底板的兩側，以對所述鋼筋混凝土承軌梁底板起保護作用及約束所述鋼筋混凝土承軌梁底板的橫向移動，并提供養護維修通道；

所述承軌梁下路基填料和所述承軌梁兩側回填填料共同構成填料填筑體，所述填料填筑體兩側設置有排水坡；

每根所述第一樁基承載結構的下端依次穿過所述承軌梁下路基填料、所述淺層加固區和所述軟弱地層后伸入持力層內，以在軟弱地層產生沉降時，所述第一樁基承載結構可承受負摩阻力，從而向鋼筋混凝土承軌梁底板和鋼筋混凝土梁式結構提供穩定的承載力，以降低因填料填筑體的沉降對鋼筋混凝土承軌梁的豎向、縱向和橫向剛度產生的不利影響。

優選地，所述第一樁基承載結構為鉆孔灌注樁，鋼筋混凝土托梁與承軌梁底板剛接或搭接，與樁基承載結構剛接。在承軌梁節間縫的位置采用銷釘搭接，其余位置采用剛接。

優選地，所述承軌梁兩側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。

優選地，所有的這些所述第一樁基承載結構呈行列排布。

優選地，每根所述第二樁基承載結構的下端依次穿過所述承軌梁下路基填料、所述淺層加固區和所述軟弱地層后伸入持力層內。

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采用鋼筋混凝土現場整體澆筑，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第一樁基承載結構，結構可靠性高。

(2)本實用新型的第一樁基承載結構深入持力層內，路堤產生一定沉降時，第一樁基承載結構依然可承受負摩阻力而提供較強的承載力，避免了因填料壓實和地基加固質量不易控制造成的不均勻沉降對承軌梁豎向、縱向和橫向剛度的影響，結構縱橫向剛度和結構可靠性更優。

(3)在低置線路軟土地段，根據路堤穩定性的需要對軟弱地層的淺表層進行必要的加固，其加固深度由路堤穩定性控制，相比于由沉降和穩定雙指標控制時的傳統單一地基加固方式而言，淺層加固區加固深度小，結合第一樁基承載結構可有效控制路堤穩定和路基工后沉降。非軟土地段更可以避免路堤填筑放坡后產生的大面積范圍的地基加固工程，且第一樁基承載結構施工質量更易控制，可有效控制施工質量，節約投資，縮短工期，具有明顯的技術和經濟優勢。

(4)樁基承載結構和鋼筋混凝土底板設置的鋼筋混凝土托梁，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，由于鋼筋混凝土托梁的橫向連接作用，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。

(5)相鄰節鋼筋混凝土承軌梁底板節間共用樁基托梁復合承載結構，并且在相鄰的鋼筋混凝土承軌梁底板之間預留伸縮縫，可避免懸挑段受列車荷載的沖擊破壞，并減小溫度應力和收縮徐變的影響。

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線的剖面圖；

圖3是圖1中沿Ⅱ-Ⅱ線的剖面圖；

圖4是本實用新型中第一樁基承載結構和樁基托梁復合承載結構的平面分布示意圖；

圖5是本實用新型中鋼筋混凝土承軌梁底板與第一樁基承載結構的連接示意圖。

圖6是本實用新型中鋼筋混凝土托梁與樁基承載結構剛接連接示意圖。

圖7是本實用新型中鋼筋混凝土托梁與樁基承載結構搭接連接示意圖。

圖8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，并不用于限定本實用新型。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征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

參照圖1～圖8，中低速磁浮交通工程單線填方地段樁基復合式承軌梁結構，包括第一樁基承載結構3、鋼筋混凝土承軌梁底板2、鋼筋混凝土梁式結構1、承軌梁下路基填料5和承軌梁兩側回填填料4，其中，

所述第一樁基承載結構3和所述樁基托梁復合承載結構90共同承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板2；

所述第一樁基承載結構3設置有多根，每根所述第一樁基承載結構3均豎直設置，并且每根所述第一樁基承載結構3的頂端均承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板2，所述第一樁基承載結構3的頂端嵌入所述鋼筋混凝土承軌梁底板2與其剛接；

所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的頂部承接所述鋼筋混凝土梁式結構1，并且相鄰兩節所述鋼筋混凝土承軌梁底板2之間設置伸縮縫；

所述樁基托梁復合承載結構90設置有多個，并且相鄰的兩節所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的伸縮縫處均設置一所述樁基托梁復合承載結構90，以用于支撐這相鄰的兩塊所述鋼筋混凝土承軌梁底板2，每個所述樁基托梁復合承載結構90均包括鋼筋混凝土托梁901和第二樁基承載結構902，并且每根所述第二樁基承載結構902的頂端均承接所述鋼筋混凝土托梁901，所述鋼筋混凝土托梁901承接所述鋼筋混凝土承軌梁底板2；

所述第二樁基承載結構902的頂端嵌入所述鋼筋混凝土托梁901與其剛接，除兩節鋼筋混凝土底板2伸縮縫處外，其余位置第二樁基承載結構902的頂端尚應嵌入鋼筋混凝土底板2與之剛接；

所述鋼筋混凝土托梁901兩側設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；

所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的頂部承接所述鋼筋混凝土梁式結構1，并且所述鋼筋混凝土承軌梁底板2與所述鋼筋混凝土梁式結構1一體澆筑成型，從而共同構成鋼筋混凝土承軌梁9；

所述承軌梁下路基填料5設置在淺層加固區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901和承軌梁兩側回填填料4提供施工平臺，并為所述樁基承載結構3提供側向支撐；其中，所述淺層加固區6設置在軟弱地層7的淺表層，并且所述淺層加固區6、所述承軌梁下路基填料5及所述鋼筋混凝土梁式結構1的縱向一致；

所述承軌梁兩側回填填料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回填填料4抵住所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的兩側，以對所述鋼筋混凝土承軌梁底板2起保護作用及約束所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的橫向移動，并提供養護維修通道；

所述承軌梁下路基填料5和所述承軌梁兩側回填填料4共同構成填料填筑體10，所述填料填筑體10兩側設置有排水坡11；

每根所述第一樁基承載結構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6和所述軟弱地層7后伸入持力層8內，以在軟弱地層7產生沉降時，所述第一樁基承載結構3可承受負摩阻力，從而向鋼筋混凝土承軌梁底板2和鋼筋混凝土梁式結構1提供穩定的承載力，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、縱向和橫向剛度產生的不利影響。

進一步，所述第一樁基承載結構3為鉆孔灌注樁，鋼筋混凝土托梁與承軌梁底板剛接或搭接，與樁基承載結構剛接。在承軌梁節間縫的位置采用銷釘搭接，其余位置采用剛接。

所述銷釘12包括預埋連接鋼筋12.1、瀝青麻筋12.2和不銹鋼套管12.3，所述預埋連接鋼筋12.1位于所述不銹鋼套管12.3內并且兩者之間固定設置所述瀝青麻筋12.2。

所述承軌梁兩側回填填料4的高度與所述鋼筋混凝土承軌梁底板2的高度相等，所有的這些所述第一樁基承載結構3呈行列排布。每根所述第二樁基承載結構902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6和所述軟弱地層7后伸入持力層8內。

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后沉降要求嚴格、采取傳統的地基加固措施導致的工程龐大、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，降低傳統結構型式的工程風險。

本實用新型的鋼筋混凝土承軌梁9采用鋼筋混凝土現場整體澆筑，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第一樁基承載結構3，結構可靠性高，可省掉傳統的路堤填筑放坡后產生的大面積地基加固處理。

第一樁基承載結構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；且第一樁基承載結構3深入持力層8，軟弱地層7產生沉降時，第一樁基承載結構3依然可承受負摩阻力而向鋼筋混凝土承軌梁底板2提供較強的承載力。

樁基承載結構3和鋼筋混凝土底板2設置的鋼筋混凝土托梁90，可以大大減小樁基承載結構3處鋼筋混凝土承軌梁底板2的應力集中現象；另外，由于鋼筋混凝土托梁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。

相鄰節鋼筋混凝土承軌梁底板2節間共用樁基托梁復合承載結構，并且在相鄰的鋼筋混凝土承軌梁底板之間預留伸縮縫，可避免懸挑段受列車荷載的沖擊破壞，并減小溫度應力和收縮徐變的影響。

低置線路通過軟土地段時，應根據路堤穩定性的需要對地基淺表層進行必要的加固，形成淺層加固區6。淺層加固區6的加固深度由路堤穩定性控制，其加固深度應根據路堤填高、地基條件通過穩定性檢算確定。相比于由沉降和穩定雙指標控制時的傳統單一地基加固方式而言，淺層加固區6加固深度小，結合第一樁基承載結構3可有效控制路堤穩定和路基工后沉降。相比之下，該新型結構地基加固數量小，投資小，且更利于施工質量和工后沉降的控制，并且節省造價和縮短工期。

本實用新型具體的制作步驟如下：

(1)平整施工場地，根據設計要求進行必要的淺層地基加固處理，形成淺層加固區6，然后根據路堤填筑要求分層填筑并壓實至鋼筋混凝土底板底面標高；

(2)在鋼筋混凝土底板底面標高處于路堤路基橫斷面、縱斷面方向施工鉆孔灌注樁，即第一樁基承載結構3，鉆孔樁施工應采用對已填筑路堤擾動小的施工工藝，必要時在路堤填筑高度范圍內設置鋼護筒或引孔；在鉆孔灌注樁達到要求強度后，按規范要求截除樁頭，綁扎混凝土底板及與樁的連接鋼筋；

(3)根據設計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后拆除模板；

(4)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，一次澆筑成型，澆筑前做好各類預埋件如軌枕臺座連接鋼筋、導流軌支座預埋件等的定位與安裝；

(5)各部件混凝土達到設計強度后分別拆除模板，然后將鋼筋混凝土承軌梁底板2厚度范圍內基床填料回填，回填面做成向外傾斜的排水坡并按設計要求做好表層防水即可。

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，并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范圍之內。