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維修技術
電機牽引體系的選型與構造
內容簡介:采用輪軌式直線電機牽引系統(tǒng),對起支撐作用的軌道結構提出了一些特殊要求,如:在軌道中間需加裝直線電機感應板,要求車載的直線電機與感應板之間有一定不變的空隙,直線電機所采用接觸軌供電需在軌道的一側安裝接觸軌。
  1預制板是在具備有環(huán)境控制的預制工廠實行精確澆筑,并使用高效組裝生產線提高預制板的成品質量。在預制板澆筑過程中,預埋基礎螺栓,并在出廠前預裝扣件的彈性墊板和鐵墊板。待預制板鋪裝完成后,就可直接安裝鋼軌扣件。板式道床軌道系統(tǒng)的特點是,結構整體強、穩(wěn)定性好,軌道預埋件精度高,鋪板進度快(可達到200 m /d);但工程造價偏高。在馬來西亞直線電機牽引系統(tǒng)的PUTRA線的高架區(qū)段、地面區(qū)段和地下線部分,均采用道床板式軌道,線路長共29 km,其中地下線5 km,高架線22 km,地面線2 km.
  采用輪軌式直線電機牽引系統(tǒng),對起支撐作用的軌道結構提出了一些特殊要求,如:在軌道中間需加裝直線電機感應板,要求車載的直線電機與感應板之間有一定不變的空隙,直線電機所采用接觸軌供電需在軌道的一側安裝接觸軌。
  2高架橋板式軌道道床板的設計根據(jù)直線電機牽引系統(tǒng)的特點和國外成功運營工程實例,在軌道結構方面進行了高架橋板式道床結構形式的研究。
  考慮到在運輸、施工的可操作性,道床板的長度不宜過長,綜合分析鋼軌扣件結點間距的合理布置等問題,選取道床板的標準長度為3 525 mm.為了適應不同的基礎形式連接過渡及其他情況,設計若干非標準長度的道床板。
  道床板寬度方面,首先要滿足結構要求及制造工藝的要求。其次考慮到傳遞列車荷載有效范圍,要盡量使其在滿足結構要求的前提下,盡可能減少傳遞到板下墊層的荷載應力及作用在板上的彎矩。綜合以上考慮,并根據(jù)日本軌道板的經驗,取軌道板的寬度為2 100 mm.
  軌道板的厚度主要由結構強度及配筋要求決定。軌道板結構受力分析表明:軌道板的縱橫向彎矩都隨板厚加大而加大。還需結合軌道板在曲線地段的變化、有坡度板的最小厚度,綜合方案比選結果取軌道板的厚度為200mm.
  扣件結點布置原則是等間距布置。同時還要考慮扣件扣壓力及防爬阻力要求、電氣絕緣性能要求、軌道板受力合理性等。綜合方案比選結果,取每塊板上布置6個結點,扣件結點間距為625mm.
  軌道板之間要留有填充調整材料的縫隙,為曲線地段預留軌道板內外兩側長度差和溫度變化引起的軌道板伸縮量,為使扣件結點等間距布置,取兩軌道板間的接縫量為225 mm.為了滿足板式軌道施工要求,軌道板上設定位螺母、起吊螺母、砂漿灌注孔等。
  道床板外形尺寸設計主要依據(jù)直線電機對軌道的要求,參考國外成功經驗(國外道床板設計尺寸為2 8 m 2 1 m )。道床板的外形尺寸優(yōu)選,既要考慮軌道受力均勻,又要兼顧道床板在制造、裝卸運輸及施工時的可操作性,還要考慮與橋梁跨度(如與高架橋30、40 m簡支梁, 100、125、170 m連續(xù)梁)配合等問題。因此,道床板的外形尺寸確定為3種。
  第1種, A型道床板用在直線地段,外形尺寸為3 525 mm 2 100 mm;第2種, B型道床板是為了適應橋梁跨度而與A型道床板配合使用的,也用在直線地段,外形尺寸為2 275mm 2 100mm;第3種, C型道床板用在曲線地段,為了在曲線上施工和調整,外形尺寸為1 650mm 2 100 mm.為了使道床板板底與基礎保持平行,曲線地段的超高在道床板上實現(xiàn),超高12 mm為一個型號,超高不足12 mm的用扣件來調整。A型標準道床板。
  3道床板受力分析(1)使用時內力的計算板式道床受力分析采用彈性地基梁與初參數(shù)法的單層梁理論結合?紤]到輪軌力、感應板力、接觸軌力為共同作用。以A型標準道床板為例,計算結果見。
 。2)制造、運輸及施工情況下內力的計算與以上計算結果分析,軌道橫向方面各對應值均較前面小,可以不作為設計控制條件。對于軌道縱向來講,需要以制造、運輸、施工中的彎矩為設計依據(jù)。取M下= 7 457 kN m /m;M上= - 4 818 kN m /m.
  4道床板的配筋及預埋件( 1)結構特點采用普通鋼筋混凝土結構;配筋按截面中心對稱布置;道床板采用與本圖配套設計的60 kg/m高架橋小阻力扣件;道床板上設置預埋套管、起吊螺母、砂漿灌注孔;扣件結點布置原則是等間距布置。
  ( 2)材料和規(guī)格道床板板體的混凝土(混凝土整平梁的使用范圍和特點)強度等級為C50;鋼筋主筋采用12 mm的級鋼筋,其他構造筋采用10mm的級鋼筋,其技術標準應符合( GB1499) 鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋的有關規(guī)定;螺旋筋采用3 mm的低碳冷拔鋼絲,其技術標準應符合( GB343) 一般用途低碳鋼絲;起吊螺母采用鐵制;排流端子采用銅板,并與板內鋼筋連通;預埋套管為玻璃纖維增強聚酰胺66.
  ( 3)結構配筋及計算對其進行正截面受彎承載力驗算,軌道縱向彎矩需要以制造、運輸、施工中的彎矩為設計依據(jù):M下= 7 457 kN m /m;M上= - 4 818 kN m /m.對軌道橫向來講,彎矩以運行時的彎矩為設計依據(jù):M下= 5 684 kN m /m;M上= - 4 109 kN m /m.計算表明只要對其進行構造配筋即可滿足要求。
  5道床板應用廣州市軌道交通4號線是國內第一條直線電機運載系統(tǒng),其中高架橋50 km,全部采用本道床板(),并于2006年年底通車運營。從設計、施工及運營的情況來看,采用本道床板的軌道結構高度低,減少了橋梁恒載;施工質量高,進度快,最快時可達150 m /d;結構整體強、穩(wěn)定性好,養(yǎng)護維修工作量少,得到了施工單位及業(yè)主的好評。
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