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4.2 梁跨布置

当线路空间曲线确定后,需进行孔跨布置。轨道梁根据线路中心线的空间曲线进行布置。线路中心线的空间曲线线路平、纵的合成曲线,且空间曲线的选线参数对每条中心线分别进行计算。由于孔跨结构的布置需要考虑磁浮系统要求、定子长度、定子缝隙、定子错位及地形地物等诸多因素,其布置较为复杂。

首先,沿选定线路的空间曲线确定选线的控制节点,包括设计分界点、道岔和车站等线路本身节点,以及沿线河流与现有及规划道路等。具体可以参照以下方式进行梁跨布置:

(1)确定标准跨度。在一般地段以24.768m梁为标准跨度,需要调跨时一般以12.384m、15.480m、18.576m、21.672m梁进行调跨。

(2)线路经过有通航或排灌要求的河流、跨越道路、桥梁及其他构筑物时,在满足净空与净宽要求的前提下尽量采用标准跨度轨道梁通过。当通航或净空要求超过标准轨道梁的跨越要求时,可采用特殊跨度轨道结构。当采用大跨度特殊结构时,桥梁的挠度、混凝土收缩徐变、结构温度变形等都必须保证轨道的几何精度严格控制在系统许可范围内。

(3)线路平面为曲线的双线时,应调整定子铁心的平均间距和轨道梁的长度,使墩顶近似排列在线路平面曲线的径向上。

(4)为了满足车辆维护要求,维修库内按3.096m跨距布置高精度轨道钢梁。

(5)桥上梁结构设计时应考虑设备安装、日常维护和人员疏散的要求。

以上海磁浮线为例,沿线梁跨布置主要有以下控制节点:

(1)道路,主要有罗山路、高科路、张衡路、华夏中路和迎宾大道等。

(2)河道,主要是等级河道,如白莲泾、川杨河、横沔港和浦东运河。

(3)立交,如环东二大道立交、华东路立交和上川路立交等。

在根据节点划分区段后,即可分区段地进行结构孔跨布置。磁浮系统齿/槽变化周期长度为86mm,定子线圈周期长度(移动磁场的波长)为516mm,考虑梁端处定子与定子之间缝隙要求,梁跨需按照一定的模数进行布置。

4.2.1 梁跨布置方法

在直线段,双线采用相同的布跨方式即可;在曲线段,情况相对复杂。在上海磁浮线的设计过程中,对曲线内外侧等跨布置和沿线路外侧径向布置两种布跨方法进行了比较。

(1)曲线内外侧等跨布置方案。在一个设计区段内,沿内外侧空间曲线按标准跨度24.768m平行布跨,当由内外侧梁跨端部连线与外侧曲线径向线夹角到一定限值时,内侧孔跨采用缩短的跨度21.672m,使梁跨端部连线基本呈现径向布置状态。布跨至约束点附近时,双线均按定子布置要求布设一跨或几跨短梁。

(2)沿线路外侧径向布置方案。在一个设计区段内沿外侧空间曲线按标准跨度24.768m依次布跨,当空间曲线同向弯曲时,布跨至约束点为止,然后径向推算内侧布跨,内侧梁长按定子铁心模数要求调整。上一曲线段剩余长度大于或等于一个标准梁跨度的一半时,上一个曲线段(外侧)中的最后一跨可以延伸下一曲线段。曲率同向或变换沿线路外侧布跨至约束点附近时,布设以定子铁心长度为缩短量模数的一跨或几跨短梁。

在上海磁浮线设计时,经过综合比较后采用了沿线路外侧径向布置方案。

4.2.2 上海磁浮线布跨情况

上海磁浮线正线(A、B轨)全长29.903km(双线);维修基地进出线(C轨)2.497km,检修线(D、E轨)长1.19km,线路总长折合31.83km(双线)。

上海磁浮线的梁跨布置,主要采用了系统长度为24.768m的轨道梁,还布设了部分系统长度为21.672m、18.576m和12.384m的轨道梁,以解决到约束点附近布墩的问题。为了跨越川杨河和浦东运河,在布跨时采用了三跨连续叠合式轨道梁。根据试验的要求,全线布设了一根2×24.768m钢复合式连续梁和一根2×24.768m预应力混凝土复合式连续梁。

图4-1 上海磁浮线维修库内轨道结构

上海磁浮线共有混凝土轨道梁2609根:6.192m板梁58根;12.384m梁54根;18.576m梁17根;21.672m梁187根;24.768m梁2291根;双跨连续混凝土梁和双跨连续钢梁各1根。其中曲线梁1483根,占总数的56.8%。

根据维护的需要,维修基地车库内采用了由轨道功能区和立柱组成的特殊轨道结构(图4-1)。 IffI7JLicTeX3ZZ2uYWf5pi8mHY5shNNwLbTMdAlcRH9WGpw7TqQNnOLYA3HKLO6

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