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技术文章

电机牵引体系的选型与构造

时间:2012/3/13 12:54:30  作者:中国电机网  来源:www.jinandianjin.cn  查看:175  评论:0
内容摘要:   1预制板是在具备有环境控制的预制工厂实行精确浇筑,并使用高效组装生产线提高预制板的成品质量。在预制板浇筑过程中,预埋基础螺栓,并在出厂前预装扣件的弹性垫板和铁垫板。待预制板铺装完成后,就可直接安装钢轨扣件。板式道床轨道系统的特点是,结构整体强、稳定性好,轨道预埋件精度高,...

  1预制板是在具备有环境控制的预制工厂实行精确浇筑,并使用高效组装生产线提高预制板的成品质量。在预制板浇筑过程中,预埋基础螺栓,并在出厂前预装扣件的弹性垫板和铁垫板。待预制板铺装完成后,就可直接安装钢轨扣件。板式道床轨道系统的特点是,结构整体强、稳定性好,轨道预埋件精度高,铺板进度快(可达到200 m /d);但工程造价偏高。在马来西亚直线电机牵引系统的PUTRA线的高架区段、地面区段和地下线部分,均采用道床板式轨道,线路长共29 km,其中地下线5 km,高架线22 km,地面线2 km.

  采用轮轨式直线电机牵引系统,对起支撑作用的轨道结构提出了一些特殊要求,如:在轨道中间需加装直线电机感应板,要求车载的直线电机与感应板之间有一定不变的空隙,直线电机所采用接触轨供电需在轨道的一侧安装接触轨。

  2高架桥板式轨道道床板的设计根据直线电机牵引系统的特点和国外成功运营工程实例,在轨道结构方面进行了高架桥板式道床结构形式的研究。

  考虑到在运输、施工的可操作性,道床板的长度不宜过长,综合分析钢轨扣件结点间距的合理布置等问题,选取道床板的标准长度为3 525 mm.为了适应不同的基础形式连接过渡及其他情况,设计若干非标准长度的道床板。

  道床板宽度方面,首先要满足结构要求及制造工艺的要求。其次考虑到传递列车荷载有效范围,要尽量使其在满足结构要求的前提下,尽可能减少传递到板下垫层的荷载应力及作用在板上的弯矩。综合以上考虑,并根据日本轨道板的经验,取轨道板的宽度为2 100 mm.

  轨道板的厚度主要由结构强度及配筋要求决定。轨道板结构受力分析表明:轨道板的纵横向弯矩都随板厚加大而加大。还需结合轨道板在曲线地段的变化、有坡度板的最小厚度,综合方案比选结果取轨道板的厚度为200mm.

  扣件结点布置原则是等间距布置。同时还要考虑扣件扣压力及防爬阻力要求、电气绝缘性能要求、轨道板受力合理性等。综合方案比选结果,取每块板上布置6个结点,扣件结点间距为625mm.

  轨道板之间要留有填充调整材料的缝隙,为曲线地段预留轨道板内外两侧长度差和温度变化引起的轨道板伸缩量,为使扣件结点等间距布置,取两轨道板间的接缝量为225 mm.为了满足板式轨道施工要求,轨道板上设定位螺母、起吊螺母、砂浆灌注孔等。

  道床板外形尺寸设计主要依据直线电机对轨道的要求,参考国外成功经验(国外道床板设计尺寸为2 8 m 2 1 m )。道床板的外形尺寸优选,既要考虑轨道受力均匀,又要兼顾道床板在制造、装卸运输及施工时的可操作性,还要考虑与桥梁跨度(如与高架桥30、40 m简支梁, 100、125、170 m连续梁)配合等问题。因此,道床板的外形尺寸确定为3种。

  第1种, A型道床板用在直线地段,外形尺寸为3 525 mm 2 100 mm;第2种, B型道床板是为了适应桥梁跨度而与A型道床板配合使用的,也用在直线地段,外形尺寸为2 275mm 2 100mm;第3种, C型道床板用在曲线地段,为了在曲线上施工和调整,外形尺寸为1 650mm 2 100 mm.为了使道床板板底与基础保持平行,曲线地段的超高在道床板上实现,超高12 mm为一个型号,超高不足12 mm的用扣件来调整。A型标准道床板。

  3道床板受力分析(1)使用时内力的计算板式道床受力分析采用弹性地基梁与初参数法的单层梁理论结合。考虑到轮轨力、感应板力、接触轨力为共同作用。以A型标准道床板为例,计算结果见。

  (2)制造、运输及施工情况下内力的计算与以上计算结果分析,轨道横向方面各对应值均较前面小,可以不作为设计控制条件。对于轨道纵向来讲,需要以制造、运输、施工中的弯矩为设计依据。取M下= 7 457 kN m /m;M上= - 4 818 kN m /m.

  4道床板的配筋及预埋件( 1)结构特点采用普通钢筋混凝土结构;配筋按截面中心对称布置;道床板采用与本图配套设计的60 kg/m高架桥小阻力扣件;道床板上设置预埋套管、起吊螺母、砂浆灌注孔;扣件结点布置原则是等间距布置。

  ( 2)材料和规格道床板板体的混凝土(混凝土整平梁的使用范围和特点)强度等级为C50;钢筋主筋采用12 mm的级钢筋,其他构造筋采用10mm的级钢筋,其技术标准应符合( GB1499) 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋的有关规定;螺旋筋采用3 mm的低碳冷拔钢丝,其技术标准应符合( GB343) 一般用途低碳钢丝;起吊螺母采用铁制;排流端子采用铜板,并与板内钢筋连通;预埋套管为玻璃纤维增强聚酰胺66.

  ( 3)结构配筋及计算对其进行正截面受弯承载力验算,轨道纵向弯矩需要以制造、运输、施工中的弯矩为设计依据:M下= 7 457 kN m /m;M上= - 4 818 kN m /m.对轨道横向来讲,弯矩以运行时的弯矩为设计依据:M下= 5 684 kN m /m;M上= - 4 109 kN m /m.计算表明只要对其进行构造配筋即可满足要求。

  5道床板应用广州市轨道交通4号线是国内第一条直线电机运载系统,其中高架桥50 km,全部采用本道床板(),并于2006年年底通车运营。从设计、施工及运营的情况来看,采用本道床板的轨道结构高度低,减少了桥梁恒载;施工质量高,进度快,最快时可达150 m /d;结构整体强、稳定性好,养护维修工作量少,得到了施工单位及业主的好评。

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