一种可调节轨道梁竖向线形的轨道及其施工方法

技术领域

本发明属于土木工程桥梁技术领域，具体涉及一种可调节轨道梁竖向线形的轨道及其施工方法。

背景技术

云巴胶轮有轨电车，简称云巴，是随着新技术的发展，涌现出来的新的轨道交通方式，以高架敷设为主，是基于传统胶轮导轨系统进行小型化研发而产生的具有独立路权的新型的小运量轨道交通系统。

车辆采用橡胶轮胎实现行驶和导向，主要用于短距离的公共交通，设计最高速度为60～80km/h，列车最大长度为75m。云巴建设成本低，每公里造价不足2亿元，是地铁每公里造价的四分之一至三分之一，此外云巴还拥有建造周期短的优势，可广泛应用于大中城市主要交通线路、超大型城市交通加密线，为居民提供更智能、舒适、便捷的出行体验，有助于解决城市交通拥挤的难题，提升了城市交通出行效率。

云巴项目主要采用连续钢轨道梁，由于桥面即轨道面，钢梁的加工制造水平、现场钢梁架设方案，都会使成桥后的轨道梁线形与设计产生偏差，从而对车辆运行产生影响。目前国内的深圳坪山云巴、重庆璧山云巴、西安云巴、天津西青云巴等云巴项目，轨道梁架设完成后，均采用调整垫石厚度、增加支座垫片的措施对梁体线形进行了初调，但仍然存在梁体竖向线形与设计值偏差较大的问题。

铁路、公路等交通领域桥梁梁体线形控制，除了设置预拱度外，都有成熟的二次调整梁体线形的措施。铁路桥梁主要是通过调整道砟或者轨道板的的厚度实现轨面高程控制。公路桥梁梁体线形二次调整主要采用的方法有：直接加铺法、叠合梁法、整体顶升法、加铺与整体顶升结合法。跨座式单轨轨道梁则主要采用增减调整垫片、调整楔形块的位置，采用吊车横纵向移动梁片的方法。

目前国内的云巴项目中，主要采用走行面增设环氧薄层铺装进行轨道梁二次调整线形的调整。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种可调节轨道梁竖向线形的轨道及其施工方法。

本发明的技术方案是：一种可调节轨道梁竖向线形的轨道，包括两条平行的钢梁，所述钢梁顶部设置有可调矮梁，所述可调矮梁为竖向可调节梁，所述可调矮梁的相向侧壁为导向壁，所述导向壁与云巴胶轮有轨电车的导向轮相接触。

更进一步的，所述可调矮梁的顶部设置有顶部钢板，所述顶部钢板为行走支撑，所述顶部钢板对云巴胶轮有轨电车的走行轮进行支撑。

更进一步的，所述两条钢梁之间的间距不小于两个导向轮之间的外轮廓线。

更进一步的，所述可调矮梁为钢筋混凝土矮梁，所述可调矮梁中设置有竖向的钢支撑结构。

更进一步的，所述钢支撑结构包括顶部钢板下端设置的螺纹钢栓钉，所述可调矮梁中设置有螺纹套筒，所述螺纹钢栓钉与螺纹套筒连接，从而调整顶部钢板在线路方向的线形。

更进一步的，所述钢梁顶端对应设置有下螺纹钢栓钉，所述下螺纹钢栓钉与螺纹套筒相连接，从而实现顶部钢板相较于钢梁顶部的线形调节。

更进一步的，所述可调矮梁中还设置有内部加固用的上双向钢筋网片。

更进一步的，所述双向钢筋网片布设在可调矮梁的混凝土中，所述双向钢筋网片在纵向、横向多层布设。

更进一步的，所述钢梁、顶部钢板之前还设置有对可调矮梁内外两侧面进行加固的加固结构。

一种可调节轨道梁竖向线形的轨道的施工方法，包括以下步骤：

A.加工钢梁

在钢厂预制加工钢梁节段，运到施工现场后，焊接成一体，将钢梁顶板打磨除锈，打磨完成后清理表面灰尘及杂物；

B.标记螺纹钢栓钉

在钢梁顶板处标记螺纹钢栓钉的位置；

C.焊接螺纹套筒

将螺纹套筒与上下螺纹钢栓钉连接在一起；

D.焊接顶部钢板、螺纹钢栓钉

在顶部钢板上焊接带有螺纹套筒的螺纹钢栓钉，可采用熔焊栓钉机焊接；

E.调节与钢梁的位置

将带有螺纹钢栓钉、螺纹套筒的顶部钢板与钢梁顶部钢板对齐；

F.焊接钢梁、螺纹钢栓钉

调整螺纹套筒，使下部螺纹钢栓钉与钢梁顶板全部接触后，进行底部螺纹栓钉焊接；

G.吊装

将轨道梁整体吊装；

H.线形调整

按照控制线对走形面板纵向和横向线形调整，调整完成后，采用精密仪器对平面线形及线路纵坡复测；

I.双向钢筋网片施工

双向钢筋网片安装施工，钢筋安装过程尽量避开螺纹钢栓钉，安装间距应按照要求控制；

J.外侧模板安装加固

利用外侧模板安装加固，加固时采用螺栓上紧调节；

K.内侧模板安装加固

利用内侧模板安装加固，加固时采用螺栓上紧调节，导向面线形调节同样采用上下控制螺栓进行调节；

L.内侧模板安装加固

外侧模板顶部预留超强混凝土浇注孔口，进行浇筑，浇注过程走形面钢板面采用橡胶锤敲击，确保钢板底部与胶凝材料密实，无空隙。

本发明的有益效果如下：

本发明能调整轨道梁梁体竖向线形，降低了运营前轨道梁梁体线形调整的难度，施工比较方便，造价较低，增加了轨道梁的整体刚度，列车行驶舒适性得到提高。

附图说明

图1 是本发明与云巴转向架的相对关系图；

图2 是本发明的整体结构示意图；

图3 是本发明中外侧模板加固组件的装配图；

图4 是本发明中内侧模板加固组件的装配图；

其中：

1走行轮 2 导向轮

3可调矮梁 4 钢梁

5顶部钢板 6 高性能混凝土

7螺纹钢栓钉 8 螺纹套筒

9双向钢筋网片 10 外侧加固U型框架

11 外侧模板 12 内侧加固U型框架

13 内侧模板。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：

如图1~4所示，一种可调节轨道梁竖向线形的轨道，包括两条平行的钢梁4，所述钢梁4顶部设置有可调矮梁3，所述可调矮梁3为竖向可调节梁，所述可调矮梁3的相向侧壁为导向壁，所述导向壁与云巴胶轮有轨电车的导向轮2相接触。

所述可调矮梁3的顶部设置有顶部钢板5，所述顶部钢板5为行走支撑，所述顶部钢板5对云巴胶轮有轨电车的走行轮1进行支撑。

所述两条钢梁4之间的间距不小于两个导向轮2之间的外轮廓线。

所述可调矮梁3为钢筋混凝土矮梁，所述可调矮梁3中设置有竖向的钢支撑结构。

所述钢支撑结构包括顶部钢板5下端设置的螺纹钢栓钉7，所述可调矮梁3中设置有螺纹套筒8，所述螺纹钢栓钉7与螺纹套筒8连接，从而调整顶部钢板5沿线路方向的竖向线形。

所述钢梁4顶端对应设置有下螺纹钢栓钉，所述下螺纹钢栓钉与螺纹套筒8相固定，从而实现顶部钢板5相较于钢梁4顶部的线形调节。

所述可调矮梁3中还设置有内部加固用的双向钢筋网片9。

所述双向钢筋网片9布设在可调矮梁3的混凝土中，所述双向钢筋网片9在纵向、横向多层布设。

所述钢梁4、顶部钢板5之前还设置有对可调矮梁3内外两侧面进行加固的加固结构。

所述加固结构包括对可调矮梁3外侧进行加固的外侧加固组件和对内侧进行加固的内侧加固组件。

所述外侧加固组件包括与钢梁4、顶部钢板5相固定的外侧加固U型框架10，所述外侧加固U型框架10中设置有能够伸缩顶住钢梁4顶板、顶部钢板5以及混凝土矮梁侧壁的外侧模板11。

所述外侧模板11背部设置有调节长螺杆，所述外侧加固U型框架10中形成通过孔，所述调节长螺杆上设置有锁母，所述锁母能够实现外侧加固U型框架10、长螺杆的固定，从而实现外侧模板11的固定。

具体的，外侧加固U型框架10的两个自由端中形成通孔，所述钢梁4、顶部钢板5中形成与通孔对应的螺孔，螺栓穿过上述通孔拧入到螺孔中，从而实现外侧加固U型框架10的锁紧固定。

在外侧加固U型框架10中通孔孔位确定以及自由端长度已知的情况下，通过调节长螺杆的深入长度，能够确定出外侧模板11的位置，从而进行外侧线形的调节。

所述内侧加固组件包括与钢梁4顶板、顶部钢板5相固定的内侧加固U型框架12，所述内侧加固U型框架12中设置有300×50×5mm钢板作为背楞，背楞与混凝土矮梁间为模板13。

所述内侧模板13背部设置有调节长螺杆，所述内侧加固U型框架12中形成通过孔，所述调节长螺杆上设置有锁母，所述锁母能够实现内侧加固U型框架12、长螺杆的固定，从而实现内侧模板13的固定。

具体的，内侧加固U型框架12的两个自由端中形成通孔，所述钢梁4、顶部钢板5中形成与通孔对应的螺孔，螺栓穿过上述通孔拧入到螺孔中，从而实现内侧加固U型框架12的锁紧固定。

在内侧加固U型框架12中通孔孔位确定以及自由端长度已知的情况下，通过调节长螺杆的深入长度，能够确定出内侧模板13的位置，从而进行内侧线形的调节。

与外侧有所区别的是，内侧模板13在钢梁4、顶部钢板5之间进行调节，而非在内侧加固U型框架12中调节。

所述可调矮梁3还包括浇筑的高性能混凝土6，所述可调矮梁3在对顶部以及两侧进行线形调节后，对云巴胶轮有轨电车的运行提供了有效的轨道支撑。

一种可调节轨道梁竖向线形的轨道的施工方法，包括以下步骤：

A.在钢厂预制加工钢梁4节段，运到施工现场后，焊接成一体，将钢梁4顶板打磨除锈，打磨完成后清理表面灰尘及杂物。

B.在钢梁4顶板处标记螺纹钢栓钉7的位置，布置间距为：纵向间距12.5cm，横向间距为5cm；

C.将螺纹套筒8与上下螺纹钢栓钉7连接在一起；

D.在顶部钢板5上焊接带有螺纹套筒8的螺纹钢栓钉7，可采用熔焊栓钉机焊接；

E.将带有螺纹钢栓钉7、螺纹套筒8的顶部钢板5与钢梁4顶部钢板对齐；

F.调整螺纹套筒8，使下部螺纹钢栓钉7与钢梁4顶板全部接触后，进行底部螺纹栓钉焊接；

G.轨道梁整体吊装；

H.按照控制线对走形面板纵向和横向线形调整，调整完成后，采用精密仪器对平面线形及线路纵坡复测；

I.双向钢筋网片9安装施工，钢筋安装过程尽量避开螺纹钢栓钉7，安装间距应按照要求控制；

J.外侧模板安装加固：外侧模板采用3mm厚钢板11，模板加固采用U型框架10，U型框架采用25×25×3mm方钢制作，U型框架10纵向间距200mm，上下部位采用螺栓卡扣在上下钢板上，模板背面采用300×50×5mm钢板作为背楞，背楞间距200mm，背楞背面与螺栓焊接连接，螺栓U型方钢穿入，加固时采用螺栓上紧调节；

K.内侧模板安装加固：内侧模板采用3mm厚钢板13，模板加固U型框架12，U型框架采用25×25×3mm方钢制作，U型框架纵向间距200mm，上下部位采用螺栓卡扣在上下钢板上，模板背面采用300×50×5mm钢板作为背楞，背楞间距200mm，背楞背面与螺栓焊接连接，螺栓U型方钢穿入，加固时采用螺栓上紧调节，导向面线形调节同样采用上下控制螺栓进行调节；

L.外侧模板顶部预留超强混凝土浇注孔口，孔口做成斜槽，孔口顶面高出走形面100mm，斜口斜角45°，便于混凝土卸料，卸料口纵向布置间距1m，并且35mm插入式振捣棒可以插入振捣。浇注过程走形面钢板面采用橡胶锤敲击，确保钢板底部与胶凝材料密实，无空隙。

实施例一

本发明在钢梁顶部增加可调整轨道梁竖向线形的钢筋混凝土结构的可调矮梁3，可调矮梁3高为0.3m，宽度为0.25m，采用高性能混凝土、 HRB400钢筋。增加钢筋混凝土矮梁后，形成钢混组合梁，在混凝土面上设20mm厚花纹钢板，重新提供走行面和导向面，即将20mm厚花纹钢板的顶部钢板5作为走行面，可调矮梁3内侧壁作为导向面。

在顶部钢板5上焊接M20螺栓，下螺纹钢栓钉采用螺纹套筒8连接，调节轨道梁走行面即顶部钢板5的纵横向线形。

栓钉采用Φ20栓钉及螺纹栓钉，长度为20cm，采用熔焊栓钉机焊接。

优选的，其布置间距为：纵向间距12.5cm，横向间距为5cm，并且单排上下栓钉错开与上下钢板焊接。

每间隔40cm左右侧螺纹栓钉采用螺纹套筒连接，调节走行面纵向、横向标高线形。

调节完成后安装模板，从模板预留孔口处浇筑高性能混凝土。

所述外侧模板11采用3mm厚钢板，外侧加固U型框架10采用25×25×3mm方钢制作，外侧加固U型框架10纵向间距200mm，上下部位采用螺栓卡扣在钢梁4、顶部钢板5之间。

优选的，外侧模板11背面采用300×50×5mm钢板作为背楞，背楞间距200mm，背楞背面与长螺杆焊接连接，长螺杆从外侧加固U型框架10穿入，加固时采用螺母上紧调节。

优选的，内侧模板13采用3mm厚钢板，内侧加固U型框架12采用25×25×3mm方钢制作，内侧加固U型框架12纵向间距200mm，内侧加固U型框架12上下部位采用螺栓卡扣在钢梁4顶板、顶部钢板5之间。

内侧模板13背面采用300×50×5mm钢板作为背楞，背楞间距200mm，背楞背面与长螺杆焊接连接，长螺杆从内侧加固U型框架12穿入，加固时采用螺母上紧调节，导向面线形调节同样采用上下控制螺栓进行调节。

施工后完成工艺性试验验证，具体验证数据如下：

（1）试验段实测走形面平整度误差为1mm、2mm，符合规范要求3mm范围内，满足要求；

（2）试验段实测导向面平整度误差为2mm、1mm，符合规范要求3mm范围内，满足要求；

（3）混凝土拆模后混凝土表面无蜂窝麻面，无振捣不密实现象。

相较于现有技术的方案，即走行面增加防腐防滑铺装，可以看出现有方案的缺点较为突出，具体如下：

（1）竖向线形调整值小于7mm时，在承受列车碾压作用下，铺装层容易翘曲，因此铺装层厚度最小值不应小于7mm；

（2）缺少环氧涂装材料在钢轨道梁走行面大规模应用的实例，材料性能尚未得到验证；

（3）环氧涂装材料使用寿命期10～15年，后期养护维修比较困难。

本发明相较于现有技术，从施工难易程度，施工经济性，质量的保证以及后续维护均具有突出的技术优势。

本发明能调整轨道梁梁体竖向线形，降低了运营前轨道梁梁体线形调整的难度，施工比较方便，造价较低，增加了轨道梁的整体刚度，列车行驶舒适性得到提高。