山东武夷山磁浮列车工程示范线总体设计

山东武夷山磁浮列车工程示范线总体设计

1无磁浮列车线路的设计开发青城磁浮列车示范线路位于四川省都江堰市青城市青景村，全长420米，采用综合交通方案。该示范线是我国首条常导低速磁浮列车线路,属国家重点科研项目。该线路建成后不仅具有极高的科研价值,同时将向国内外游客开放乘坐,具有一定的经济效益。本线的建成将结束我国无磁浮列车线路的历史,同时它也将成为青城山的主要建筑景观之一。磁浮列车线路的建设在我国尚属首次,目前我国还没有设计标准,为此,在设计中我们与科研人员共同研究,对线路及高架桥的设计参数、材料及构造要求等方面做了一些探讨,并结合本线路提出了具体要求,下面就对这些方面的内容做一简单介绍。2磁浮列车和青城桥的设计参数标准(1)线路形状高架,单线。(2)列车负荷标准20kN/m,冲击系数取1.6。(3)线路限制横向宽度限界6.0m,桥面轨上净空4.5m,桥面轨下限高6.2m。(4)平曲线最小半径250m。(5)曲线凸形最小半径1500m,凹形最小半径1500m。(6)纵斜倾斜最大6%。(7)地震准备7度设防。(8)列车结构速度100km/h。(9)计算行驶速度60km/h。(10)平均速度不小于20km/h。(11)磁浮列车的尺寸头车,长11.2m,宽2.6m,高3.3m;中车,长10.2m,宽2.6m,高3.3m。(12)运输组近期,1节头车;远期,2节头车加1节中车。(13)磁浮列车操作共有24个座位,定员装载60人,整车重量18t。(14)修复道长度24m。(15)梁体垂直刚性小于1/4000。(16)梁体横向刚度小于1/3000。(17)桥面轨道的外宽为1.92m,梁体顶面宽度1.22m。3预应力钢筋、预应力钢绞线梁体采用C40混凝土,桥墩和桩基采用C30混凝土。普通钢筋采用结构用Ⅰ、Ⅱ级钢筋,预应力钢筋采用抗拉标准强度为1860MPa的高强度低松弛钢绞线,采用OVM15-3型锚具,张拉控制应力1000MPa。4新统5类地面土的划分该工程地处地形平坦开阔,坡率1.5%,属山前青城山沟冲洪积扇地貌和岷江冲洪积扇复合地貌,建筑场地类别为Ⅱ类,场地内无不良地质现象,场地稳定;根据地勘报告,场地地层主要为第四系全新统(Q4),场地带状地形处土层大致可划分为5类土:(1)耕土、含粘土砾砂:厚度为1.7～7.1m,不能作为持力层。(2)砂粘土:厚度为0.5～7.4m,湿,可塑,强度低,不能作为持力层。(3)夹卵石砂砾石土:厚度为1.6～6.4m,湿,松散,强度低,不能作为持力层。(4)卵石层:上部为松散卵石层,厚度1.5～7.0m,强度低,不能作为持力层;下部为中密漂卵石层,厚度7～18.2m,均匀性好,强度高,宜作为基础的持力层,[σ0]=600kPa。(5)砾岩:块状,强度高,埋置较深,达37m以上。5直道上梁体及直代曲设计青城山磁浮列车的每节车体配有3个磁转向架共6个模块支撑,每个模块装有2个支撑滑块,列车就是靠磁悬浮模块进行运行的,列车车体与高架桥的空间配合关系见图1、图2。本高架桥梁体采用后张预应力混凝土简支箱形梁,由图1和图2可以看出,本高架桥梁体的外轮廓尺寸在设计上受到了磁浮车体构造和供电轨尺寸的限制,梁体顶面宽度最大只能取1.22m,在直道上梁体腹板外缘间距最大只能取0.96m;为了简化施工和节约成本,本线路在曲线区段采用以直代曲的原则进行设计,考虑到磁浮车对梁体的刚度要求以及梁体混凝土的徐变变形对线路标高的影响,梁体长度采用1194cm,在平曲线半径为250m区段上,梁体腹板外缘间距最大只能取0.8m,梁体高度取1m,梁体横截面尺寸见图3。磁浮列车高架桥梁体、钢枕和导轨之间的关系见图4,从图4中可以看出,梁体和钢枕之间没有道碴,钢枕与梁体顶面之间的高度差主要是由梁体顶面的钢枕支承垫石来调节的,因此对钢枕支承垫石的尺寸精度要求较高(+0,-2mm),通过钢枕支承垫石调整后的剩余高差由垫石和钢枕之间的薄橡胶垫板来消除。为了满足磁浮线路供电轨的安装要求,梁体设计时在腹板侧面预埋有供电轨绝缘子滑槽。由于磁浮线路对线路的尺寸精度要求较高,为了克服运营阶段中由于基础沉降、混凝土收缩徐变等因素造成梁体偏离设计标高,本高架桥的所有支座均采用可调高盆式橡胶支座。根据地质资料,结合本桥特点,下部结构采用钢筋混凝土单柱式桩柱墩,桩径160cm,墩径130cm,采用钻孔灌注桩。6预应力钢绞线的张拉和安装为了满足磁浮列车对线路尺寸的高精度要求,确保结构几何尺寸的正确性,除了严格按照有关施工规范和规程进行施工外,应特别注意以下几个方面的问题:(1)为了减少预应力损失和梁体的徐变变形,只有当梁体混凝土强度达到设计强度的100%时才可以张拉预应力钢绞线。(2)调高支座安装时,支座本身应处于基准位置,保证支座日后可以进行正负高差的调整;支座应水平安装。(3)为了保证钢枕支承垫石顶面标高的正确性,梁体采用二次浇筑法施工,即首先在预制场预制标准梁,同时在预制梁顶板上的相应位置预留出钢枕支承垫石槽口,然后再将预制梁安装就位,梁体安装就位后再在梁体顶面的预留槽口上浇筑钢枕支承垫石,浇筑时可适当加高垫石尺寸,然后采用打磨机将垫石打磨至设计标高。7磁浮线路工程为验证12m梁体的强度和收缩徐变特性以及磁浮线路的整体性能,对本线路做了以下2个科研试验:(1)12m梁体的强度和收缩徐变特性试验;(2)在西南交通大学校园内修建一条长30.91m的足尺磁浮列车调试线路,以对青城山磁浮线路工程进行全方位的设计验证。目前该调试线路已经建成。8磁浮列车建设将标志着我国当前的一个国内青城山磁浮列车工程示范线是我国首条国产化常导低速磁浮列车实验线,主要