一种新型预制装配框架式轨道结构

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种新型预制装配框架式轨道结构。

背景技术

轨道是引导机车车辆运行直接承受来自列车的荷载，并将荷载传至路基、桥梁或者隧道的结构，是轨道交通中的重要组成部分。轨道结构形式主要分为有砟轨道和无砟轨道，其中无砟轨道道床分为现浇整体道床和预制式整体道床。预制式整体道床因其标准化设计、工厂化预制、机械化施工、维修更换方便、结构可靠性高的特点成为目前无砟轨道发展的重点和趋势。

目前我国的预制式轨道主要包括CRTSⅠ型、CRTSⅡ型、CRTSⅢ型板式无砟轨道以及在此基础上衍生的各类城轨板式无砟轨道，梯形轨枕式无砟轨道和其他板式预制减振轨道结构等。

板式无砟轨道多采用分层结构，一般包括：预制板、填充层、底座或支承层。梯形轨枕式无砟轨道一般包括：预制梯形轨枕、填充层或减振垫板、底座。

首先，底座或支承层、板式轨道填充层均采用现浇型式，现浇道床占道床的比例较大，一般均大于50%。

其次，填充层一般作为连接层，位于板下，待板调整完成后进行浇筑，对填充层的和易性要求较高，成本增加；填充层是道床结构的薄弱部分，易发生剥离；填充层位于板下不易被发现，造成安全隐患并给养护维修带来一定的困难。再次，预制板一般采用整体式或者框架式，板的体积较大，不便于适应复杂线型。

发明内容

本发明提供一种新型预制装配框架式轨道结构，采用预制轨道梁、现浇连接部、预制底座梁构成预制装配框架式轨道结构，且呈从上到下分布，所述预制轨道梁通过现浇连接部和所述预制底座梁连接，所述预制轨道梁和所述预制底座梁均为预制结构，即整个预制装配框架式轨道结构中，预制结构占轨道结构不低于75%，从而提高轨道结构的装配化率，减少现场浇筑的工作量，简化施工工序，解决了现有技术中存在的现浇型式比例比较大，施工程序复杂，施工工效慢等技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种新型预制装配框架式轨道结构，包括预制底座梁和若干预制轨道梁，若干所述预制轨道梁通过现浇连接部固定在所述预制底座梁上，所述现浇连接部包括设置在所述预制底座梁上的若干底座梁凹槽和设置在所述预制轨道梁上的若干轨道梁凸柱，所述轨道梁凸柱能够插入所述底座梁凹槽内，且在所述底座梁凹槽内设置有底座梁连接钢筋，在所述轨道梁凸柱上设置有轨道梁连接钢筋，当所述轨道梁凸柱与所述底座梁凹槽装配时所述轨道梁连接钢筋会插入所述底座梁连接钢筋之间的空隙中，所述预制轨道梁位于所述预制底座梁的上方，且所述预制轨道梁和所述预制底座梁均为预制装配结构。

可选地，所述预制轨道梁由轨道梁纵梁、轨道梁横梁和若干轨道梁承轨台组成，两个呈平行设置的轨道梁纵梁和轨道梁横梁组成所述预制轨道梁的框架结构，所述轨道梁承轨台设置在所述轨道梁纵梁上表面，所述轨道梁横梁安装在呈平行设置的两个轨道梁纵梁之间，所述轨道梁凸柱设置在所述轨道梁纵梁的下表面，所述轨道梁连接钢筋预埋在所述轨道梁凸柱的下表面。

可选地，若干所述轨道梁承轨台沿所述轨道梁纵梁延伸方向布置，且相邻所述轨道梁承轨台之间间距相等。

可选地，在所述轨道梁承轨台上固定设置有钢轨，所述钢轨通过扣件固定在所述轨道梁承轨台上。

可选地，所述预制底座梁包括底座梁纵梁和底座梁横梁，所述底座梁横梁设置在两个呈平行设置的所述底座梁纵梁之间，多个所述底座梁横梁之间呈平行分布，所述底座梁凹槽位于所述底座梁纵梁上，所述底座梁连接钢筋预埋在所述底座梁凹槽内部。

可选地，所述底座梁凹槽与所述轨道梁凸柱上下位置对应，所述底座梁凹槽的上表面面积大于所述轨道梁凸柱的底面表面积。

可选地，所述轨道梁凸柱的下端区域和所述轨道梁连接钢筋浇筑于所述底座梁凹槽内。

可选地，当所述轨道梁凸柱与所述底座梁凹槽装配时，所述底座梁连接钢筋和所述轨道梁连接钢筋均位于底座梁凹槽内，且所述轨道梁连接钢筋与所述底座梁连接钢筋逐排交叉设置。

可选地，所述底座梁凹槽的深度大于所述轨道梁连接钢筋的高度和插入所述底座梁凹槽内所述轨道梁凸柱部分的高度之和。

优选的，所述预制轨道梁长度为3.5m，预制底座梁长度为10.7m；轨道梁凸柱的下端27%～44%的部分浇筑于所述底座梁凹槽内；轨道梁凸柱在底座梁凹槽内四周的位置调整量不小于40mm，轨道梁凸柱在底座梁凹槽内高低的调整量不小于30mm；轨道梁凸柱沿轨道梁纵梁方向至少在每个预制轨道梁下对称设置两组，两组间距为3/5的预制轨道梁长度。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1）本技术方案中预制轨道梁和预制底座梁均为工厂化预制，仅底座梁上的凹槽部分采用现场浇筑，实现整个装配框架式轨道结构中预制结构占轨道结构不低于75%，从而提高轨道结构的装配化率，减少现场浇筑的工作量，简化整个施工工序，提高施工工效，降低施工成本。

2）本申请中轨道梁预留轨道梁连接钢筋，以及在底座梁上预留底座梁连接钢筋，以现浇的方式实现预制轨道梁和预制底座梁的稳定连接，确保现场连接部的连接强度和耐久性要求，提高现浇连接部的结构可靠性，且现场连接部的面积小，结构可靠，对混凝土材料无特殊和易性要求，现浇连接部的具体结构可为细石混凝土满足要求，降低材料成本。

3）本申请中所述现浇连接部位于底座梁凹槽内，无需支模板，施工简单便捷，且现场连接部的设置可实现对轨道板高低调整不小于±30mm，左右调整不小于40mm，可适应复杂线路条件，线路铺设进度高，施工及养护维修方便。

4）本申请中轨道结构整体为装配框架式，可配套其他附属设施，例如公路路面，绿化层，盖板等，拓宽工程条件适用性，与环境适应性强，提升城市景观。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的横剖示意图；

图3是本发明的分解示意图；

图4是本发明中预制轨道梁的结构示意图；

图5是本发明中预制底座梁的结构示意图；

其中：1.钢轨，2.预制轨道梁，3.现浇连接部，4.预制底座梁，201.轨道梁纵梁，202.轨道梁横梁，203.轨道梁凸柱，204.轨道梁连接钢筋，205.轨道梁承轨台，401.底座梁纵梁，402.底座梁横梁，403.底座梁凹槽，404.底座梁连接钢筋。

具体实施方式

为使本发明的目的技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例：

如图1-图5所示，一种新型预制装配框架式轨道结构，包括预制底座梁4和若干预制轨道梁2，若干所述预制轨道梁2通过现浇连接部3固定在所述预制底座梁4上，所述现浇连接部3包括设置在所述预制底座梁4上的若干底座梁凹槽403和设置在所述预制轨道梁2上的若干轨道梁凸柱203，所述轨道梁凸柱203能够插入所述底座梁凹槽403内，且在所述底座梁凹槽403内设置有底座梁连接钢筋404，在所述轨道梁凸柱203上设置有轨道梁连接钢筋204，当所述轨道梁凸柱203与所述底座梁凹槽403装配时所述轨道梁连接钢筋204会插入所述底座梁连接钢筋404之间的空隙中，所述预制轨道梁2位于所述预制底座梁4的上方，且所述预制轨道梁2和所述预制底座梁4均为预制装配结构。通过现浇连接部3内绑扎钢筋和浇筑混凝土，轨道梁凸柱203和底座梁凹槽403连接为一个整体，不会出现相对位移和转动，预制轨道梁2和预制底座梁4连接稳定。

具体地，预制轨道梁2的个数可为多个，若干块预制轨道梁2和预制底座梁4匹配设置。在实际应用中，预制底座梁4的上部沿轨道方向设置三块预制轨道梁2，所述预制底座梁4上安装的预制轨道梁2的设置数量可根据预制底座梁4和预制轨道梁2的长度和相邻预制轨道梁2的间隔进行优选，如可设置一块，两块，三块，四块，五块等，在预制轨道梁2的个数上优选两到四块。

本实施例中预制轨道梁2和预制底座梁4的长度是在综合考虑吊装、运输、施工效率及线路条件的适应性确定的。本实施例中经比选计算推荐优选3.5m长预制轨道梁2和10.7m长预制底座梁4，可适用于最小曲线半径为200m的平面曲线和最小曲线半径为800m的竖曲线，更能适应不同复杂线型，提高了本发明的适应性。

预制轨道梁2和所述预制底座梁4为预制框架式结构，且预制轨道梁2和预制底座梁4均为预应力结构，所述现浇连接部3将预制轨道梁2固定在所述预制底座梁4上，实现整个结构中，预制结构占轨道结构不低于75%，提高整个框架式轨道结构的装配率，减少现场浇筑量，提供施工工效。

可选地，所述预制轨道梁2由轨道梁纵梁201、轨道梁横梁202和若干轨道梁承轨台205组成，两个呈平行设置的轨道梁纵梁201和轨道梁横梁202组成所述预制轨道梁2的框架结构。

所述轨道梁横梁202安装在呈平行设置的两个轨道梁纵梁201之间，轨道梁横梁202的设置不仅可满足预制轨道梁2框架结构受力要求，还可固定钢轨1下两根轨道梁纵梁201的间距，保证两根轨道梁纵梁201的施工误差，进而保证列车下两根钢轨1的轨道几何行为在毫米级，提高行车的平顺性。所述轨道梁凸柱203设置在所述轨道梁纵梁201的下表面，直接承受和传递来自钢轨1的列车作用荷载，结构受力更加清晰。所述轨道梁连接钢筋204预埋在所述轨道梁凸柱203的下表面。

具体地，所述轨道梁纵梁201、轨道梁横梁202和所述轨道梁凸柱203通过内部钢筋连接，所述轨道梁纵梁201、所述轨道梁横梁202和所述轨道梁凸柱203组成轨道梁的框架结构，直接承受列车的荷载，所述轨道梁框架结构在满足结构受力与耐久性要求下，尽量减小轨道梁横梁202和轨道梁纵梁201的各部位尺寸，中部掏空，以减小轨道梁体积，方便运输、施工及安装，节约材料，降低成本。

所述轨道梁凸柱203在所述轨道梁纵梁201的下表面呈点状分布，在每块预制轨道梁2下安装四个所述轨道梁凸柱203，当然，所述预制轨道梁2上轨道梁凸柱203的设置数量可根据预制轨道梁2的长度进行优选。其中，在所述轨道梁凸柱203的下端安装轨道梁连接钢筋204，轨道梁凸柱203和所述轨道梁连接钢筋204都具有一定高度，所述轨道梁凸柱203的27%～44%的高度和所述轨道梁连接钢筋204需现场浇筑于所述预制底座梁4上，通过现场浇筑的方式实现与所述预制底座梁4连接。所述轨道梁凸柱203的下端区域采用毛化处理，增加表面的粗糙度，与所述轨道梁连接钢筋204同时作用，进一步提升所述预制轨道梁2与所述现浇连接部3的连接可靠性。

可选地，若干所述轨道梁承轨台205沿所述轨道梁纵梁201延伸方向布置，且相邻所述轨道梁承轨台205之间间距相等。

可选地，在所述轨道梁承轨台205上固定设置有钢轨1，所述钢轨1通过扣件固定在所述轨道梁承轨台205上。

具体地，所述轨道梁纵梁201上设置所述轨道梁承轨台205，所述轨道梁承轨台205通过扣件固定所述钢轨1，直接承受和传递来自钢轨1的列车载荷。所述轨道梁承轨台205沿轨道方向间隔设置，所述轨道梁承轨台205的数量可根据所述预制轨道梁2的长度和所述轨道梁承轨台205的间隔进行优选。

可选地，预制底座梁4包括底座梁纵梁401和底座梁横梁402，所述底座梁横梁402设置在两个呈平行设置的所述底座梁纵梁401之间，多个所述底座梁横梁402之间呈平行分布，所述底座梁凹槽403位于所述底座梁纵梁401上，所述底座梁连接钢筋404预埋在所述底座梁凹槽403内部。

具体地，所述底座梁凹槽403呈点状布置在所述底座梁纵梁401上，所述底座梁凹槽403与所述轨道梁凸柱203上下位置对应，所述底座梁凹槽403的上表面面积大于所述轨道梁凸柱203的底面表面积。进而实现施工时进行预制轨道梁2粗调和精准定位，可实现对所述预制轨道梁2的前后左右调整均不小于40mm，所述底座梁凹槽403的深度大于所述轨道梁连接钢筋204的高度和部分所述轨道梁凸柱203的高度之和，进而可实现预制轨道梁2的高低调整不小于±30mm。

可选地，所述轨道梁凸柱203的下端区域和所述轨道梁连接钢筋204浇筑于所述底座梁凹槽403内。

可选地，所述底座梁凹槽403内所述底座梁连接钢筋404，当所述轨道梁凸柱203与所述底座梁凹槽403装配时，所述底座梁连接钢筋404和所述轨道梁连接钢筋204均位于底座梁凹槽403内，且所述轨道梁连接钢筋204与所述底座梁连接钢筋404逐排交叉设置，同时结合图2可知，底座梁凹槽403的纵截面形状为等腰梯形，轨道梁凸柱203的纵截面为长方形，并且轨道梁凸柱203的底面积小于底座梁凹槽403的顶表面积，所以在底座梁凹槽403内壁与轨道梁凸柱203的侧壁之间存在间隙，施工人员可以通过这个间隙对底座梁连接钢筋404和轨道梁连接钢筋204进行绑扎。将底座梁连接钢筋404和轨道梁连接钢筋204绑扎后再浇筑混凝土形成现浇连接部3，其中，这里现场绑扎的钢筋可为普通钢筋。

在本实施例中所述的预制装配框架式轨道结构中现浇连接部3内浇筑的混凝土，可采用普通的混凝土，也可以采用自密实混凝土，即对混凝土的材料无特殊性和易性要求，采用细石混凝土也能满足要求。

相对于现有技术中的预制装配轨道轨道结构的填充层只能浇筑自密实混凝土，而采用的自密实混凝土价格贵、成本高、材料配置要求高；同时，将自密实混凝土浇筑在板下属于隐蔽工程，质量不容易保证；还存在容易在实际使用过程中产生开裂等缺陷。

而本实施例中采用的预制装配框架式轨道结构中，现浇连接部的浇筑中普通混凝土即可满足要求，即打破了原有自密实混凝土技术的壁垒，不受混凝土材料的限制，扩大了预制框架式轨道结构的应用范围。

且应用本实施例所述预制装配框架式轨道结构中，现场混凝土浇筑工作相对于现有的需要浇筑15cm～30cm的底座，然后浇筑约8cm自密实混凝土，创新型改进为仅在所述底座梁凹槽403内浇筑混凝土连接，非隐蔽型施工，有效确保了施工质量。

可选地，所述底座梁凹槽403的深度大于所述轨道梁连接钢筋204的高度和位于现浇连接部3中所述轨道梁凸柱203部分的高度之和。

本实施例中，所述轨道梁凸柱203、所述底座梁凹槽403的规格、数量、位置是根据结构受力、材料性能，并结合轨道交通线型适应性计算确定。所述底座梁凹槽403的尺寸可满足现浇连接部3现场浇筑时振捣棒的施工，且保证现浇部分无需支模板，保证施工简单便捷。相对于传统的预制板式道床现浇部分填充层采用板下关注自密实混凝土，减少隐蔽施工流程，浇筑质量易控制，减少质量安全隐患。

综合本例内容，可以看出本发明分别通过一体化预制的预制轨道梁2和预制底座梁4及其对应配合连接的轨道梁凸柱203及其轨道梁连接钢筋204和底座梁凹槽403实现了对轨道直接承力转换、轨道支承和精度、复杂线形适应能力几方面的共同优化统一。一方面，一体化预制的预制轨道梁2和预制底座梁4首先保证了结构的整体精度，使得预制轨道梁2对钢轨1进行承载时，每个支撑点即轨道梁承轨台205均能够精准承力，避免因施工误差造成的不平整导致的钢轨不平顺，进而保证列车下两根钢轨1的轨道几何行为在毫米级；另一方面，钢轨1与轨道梁凸柱203和底座梁凹槽403的直接承力位置对应，满足了直接受力转换的高承载和稳定性要求，提高了承力的安全和稳定性；第三方面，点状分布的方式还小范围限制了轨道梁凸柱203和底座梁凹槽403之间的可调范围，避免因可调量过大导致高承载下结构错位的不合理增加；第四方面，轨道梁连接钢筋204作为轨道梁凸柱203和底座梁凹槽403之间连接的进一步优化，提高了与现浇连接部3之间的连接强度，进一步提高了结构在高承载下的结构抗错位能力，并能够通过钢筋的弹性应变能力对内应力进行适当的释放，优化结构安全能力；第五方面，与轨道梁连接钢筋204逐排交叉设置底座梁连接钢筋404，不仅提高了现浇连接部3在底座梁凹槽403内的浇筑结构强度，还通过钢筋交错更进一步提高了结构抗错位能力。

本实施例所述的预制装配框架式轨道结构在施工中，预制轨道梁和预制底座梁均为工厂化预制，仅底座梁上的凹槽内部分采用现场浇筑，整个施工过程工序少，与传统的预制板轨道结构施工相比，取消了基底钢筋绑扎、支模板、混凝土养护、拆模板、限位凹槽橡胶垫层安装、隔离层施工、自密实混凝土模板安装等环节，减少施工流程约40%，极大的简化了施工工序。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。