阅读说明：本技术 真空磁浮预制装配式管道梁结构 (Vacuum magnetic suspension prefabricated assembly type pipeline beam structure ) 是由 曾永平 杨国静 王应良 董俊 徐银光 宋晓东 郑晓龙 陶奇 游励晖 袁明 苏延文 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了真空磁浮预制装配式管道梁结构,包含上层构件和下层构件,所述上层构件和下层构件能够拼接成闭合的管体结构,所述上层构件与下层构件的连接面之间具有密封连接结构,所述下层构件为U型结构,所述下层构件的底板包含平面段和弧面段,所述平面段用于设置轨道梁。采用本结构将管道梁整体结构分成了上下两层,有效降低了结构的高度,方便运输及安装,同时便于通过调整上层构件的高度来调整整体管道梁的高度,满足不同设计需求,有利于降低设计成本及难度,便于未来运营中的更换及尺寸变更,并且,在施工过程中先安装的下层构件可作为安装上层构件的施工平台,有效降低施工难度,节省建设成本,降低施工风险。(The invention discloses a vacuum magnetic levitation prefabricated assembly type pipeline beam structure which comprises an upper layer component and a lower layer component, wherein the upper layer component and the lower layer component can be spliced into a closed pipe body structure, a sealing connection structure is arranged between the connection surfaces of the upper layer component and the lower layer component, the lower layer component is of a U-shaped structure, a bottom plate of the lower layer component comprises a plane section and an arc surface section, and the plane section is used for arranging a track beam. Adopt this structure to fall into pipeline roof beam overall structure about two-layer, the height of structure has effectively been reduced, convenient transportation and installation, be convenient for simultaneously through the height that highly adjusts whole pipeline roof beam of adjustment upper member, satisfy different design demands, be favorable to reducing the design cost and the degree of difficulty, be convenient for change and size change in the future operation, and, the lower floor component of installing earlier can regard as the construction platform of installing upper member in the work progress, effectively reduce the construction degree of difficulty, save the construction cost, reduce the construction risk.)

真空磁浮预制装配式管道梁结构

技术领域

本发明涉及真空高速磁浮交通技术领域，特别涉及真空磁浮预制装配式管道梁结构。

背景技术

真空高速磁浮交通技术是将真空管道和磁浮技术相结合而成的技术，由于突破了空气阻力、噪声和轮轨粘着等制约，速度可达到600~1000km/h，填补了高铁到航空运输间的速度空白区；随着大功率牵引驱动技术的突破，可以达到1000km/h及以上，甚至是超音速或者倍音速的更高速度，成为未来弥补或取代航空的长距离城市或超长距离洲际运输模式。

现有技术中的真空管道系统仅针对试验线路和试验车辆，车辆高度较矮（约2m左右），且运量较小，荷载较轻，因此，管道多采用直径约为3m左右的圆型钢管作为承力和密封结构。但当车辆为实际运营车辆时，现有技术方案存在着明显的缺陷。首先，由于车辆高度较高，钢管管径至少要增加到6-7m，荷载也较重钢结构壁厚也要显著增加，随之而来的钢结构的总造价显著增加；第二，国内公路运输限高一般是5m左右，城市道路桥涵限高3.5m随处可见，致使大管径圆管运输存在严重问题，而且大管径也需要大型设备进行吊装，增加了施工难度和建造成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的真空管道系统存在大运量及大荷载情况下的钢结构造价太高、运输条件受限且安装不便等上述不足，提供一种真空磁浮预制装配式管道梁结构，能够满足未来超长距离运输以及实际线路运营的需求。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种真空磁浮预制装配式管道梁结构，包含上层构件和下层构件，所述上层构件和下层构件能够拼接成闭合的管体结构，所述上层构件与下层构件的连接面之间具有密封连接结构，所述下层构件为U型结构，所述下层构件的底板包含平面段和弧面段，所述平面段用于设置轨道梁。

其中，真空磁浮线路的两端可以采用额外安装闸门将线路进行密闭，以便对管道内抽真空。

采用本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁结构，将管道梁整体结构分成了上下两层，有效降低了管道结构的单体高度，方便运输及安装, 减少大型吊装设备的使用，分层的设计方式在视觉上降低结构高度，避免头重脚轻的笨重感，提升了结构与周边环境的协调适应性；在形成真空管道线路时，将线路两端封闭，对管道内部抽真空形成满足要求的真空环境，所述上层构件与下层构件的连接面之间的密封连接结构，有利于保证真空度的维持，降低抽真空的能耗；所述上层构件可以沿用圆弧结构，所述下层构件为U型结构，相较于现有的圆管型管道，所述平面段的顶面为平面，方便轨道梁的安装，有利于降低轨道梁高度，节省成本，所述平面段的底面为平面，能够方便连接桥墩，减小所述下部构件的高度，所述平面段两侧的弧面段，有利于提高所述下层构件的整体承压性能，保证受力均匀，更适用于内外环向气压差较大的场景，本结构便于通过调整上层构件的高度来调整整体管道梁的高度，满足不同设计需求，有利于降低设计成本及难度，便于未来运营中的更换及尺寸变更，并且，在施工过程中先安装的下层构件可作为安装上层构件的施工平台，有效降低施工难度，节省建设成本，降低施工风险。

优选的，所述密封连接结构包含凹槽和凸台，所述上层构件的两侧内壁分别连接有定位槽板，每个所述定位槽板与对应的内壁形成所述凹槽，所述凹槽与对应的所述凸台适配连接，所述下层构件的两个顶面上分别设有所述凸台，所述定位槽板上设有安装孔一，所述安装孔一通过螺栓连接于对应的所述凸台，所述安装孔一为条形安装孔，所述凹槽的长度与上层构件的长度适配，所述凸台的长度与下层构件的长度适配。

进一步优选的，所述凸台设于对应顶面中线的内侧。

进一步优选的，所述凹槽与对应的凸台之间填充有填料。

采用上述设置方式，即在所述下层构件的顶面上设置通长的凸台，所述凹槽的槽口朝下，所述凹槽卡在对应的所述凸台上，通过条形安装孔适应所述上层构件和下层构件不同的变形程度，在所述凹槽与对应的凸台之间存在U型的间隙，有利于阻碍空气流通，进一步在间隙中填充有填料，如橡胶、石棉、聚四氟乙烯，用于密封，有效保证密封效果，结构简单可靠，安装效率高，便于定位，稳定性好。

所述定位槽板为倒L型，所述安装孔一位于所述定位槽板的顶面。

优选的，所述上层构件为钢板构件或玻璃构件或塑料构件。

由于所述上层构件主要用于封闭，所述下层构件主要用于承载受力，采用上述设置方式，充分利用了不同材料和不同构件的特点，明显降低了管道梁结构的重量，显著降低了管道梁结构及下部结构的总造价，对未来实际运用和推广具有重大意义，并且采用如塑料、玻璃的透明构件，便于扩大乘客视野范围，减缓封闭空间带来的压抑与恐惧感，提升运营线路的乘坐体验感。

进一步优选的，所述上层构件外壁上间隔设有加劲肋。

进一步优选的，所述上层构件包含若干个节段，所述上层构件的相邻节段之间焊接连接或粘结连接。

梁结构通常需要设置若干个节段以便安装运输，当所述上层构件为钢构件时，相邻两个节段焊接连接；当所述上层构件为塑料构件或玻璃构件时，相邻两个节段粘结连接。

进一步优选的，所述下层构件包含若干个节段，所述下层构件为混凝土构件。

所述下层构件可在工厂预制加工，也可在施工现场进行浇筑。

进一步优选的，所述下层构件的相邻节段之间通过U型钢板连接，所述U型钢板的两端分别连接于相邻两个所述节段对应端面的安装槽中，相邻两个节段的端面间具有间隙，所述U型钢板的两端分别设有安装孔二，所述安装孔二通过螺栓连接于对应的安装槽，所述U型钢板其中一端的安装孔二为条形安装孔，所述U型钢板与安装槽内壁之间设有填料。

所述下层构件也包含若干个节段，所述下层构件的相邻节段之间通过U型钢板连接，所述U型钢板即沿所述下层构件的内壁形状连续设置的钢板，安装完所述U型钢板后的初始状态下保证相邻两个节段的端面间具有间隙，即设置变形缝，通过其中一端的条形安装孔来适应相邻节段的变形。

进一步优选的，所述上层构件节段间的连接缝与所述下层构件节段间的连接缝错缝设置。

综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁结构，将管道梁整体结构分成了上下两层，有效降低了管道结构的单体高度，方便运输及安装, 减少大型吊装设备的使用，分层的设计方式在视觉上降低结构高度，避免头重脚轻的笨重感，提升了结构与周边环境的协调适应性，同时便于通过调整上层构件的高度来调整整体管道梁的高度，满足不同设计需求，有利于降低设计成本及难度，便于未来运营中的更换及尺寸变更，并且，在施工过程中先安装的下层构件可作为安装上层构件的施工平台，有效降低施工难度，节省建设成本，降低施工风险。

附图说明：

图1为本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁结构的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图1的A-A的断面图；

图4为图3的局部放大图；

图5为图1的B-B的断面图；

图6为图5的C-C的断面图；

图7为实施例1的下层构件端面的安装槽的结构示意图；

图8为实施例1的U型钢板的安装结构示意图。

图中标记：1-上层构件，2-下层构件，21-轨道梁，3-凸台，4-定位槽板，5-填料，6-加劲肋，7-U型钢板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-6所示，本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁结构，包含上层构件1和下层构件2，所述上层构件1为弧形构件，所述上层构件1外壁上间隔设有加劲肋6，如间隔3-5m设置一个所述加劲肋6，所述上层构件1可以采用圆弧结构，优选的，在所述上层构件1连接下层构件2的两个端部分别设置直段，便于设置连接凸台3的凹槽，所述下层构件2为U型，所述下层构件的底板包含平面段和弧面段，所述下层构件2的底板厚度厚于两侧的腹板厚度，所述上层构件1和下层构件2能够拼接成闭合的管体结构，优选的，所述上层构件1为钢板构件或玻璃构件或塑料构件，所述下层构件2为混凝土构件，所述下层构件2的平面段用于设置轨道梁21，所述下层构件2可在工厂预制加工，也可在施工现场进行浇筑。由于所述上层构件1主要用于封闭，所述下层构件2主要用于承载受力，采用上述设置方式，充分利用了不同材料和不同构件的特点，明显降低了管道梁结构的重量，显著降低了管道梁结构的总造价，对未来实际运用和推广具有重大意义，并且采用如塑料、玻璃的透明构件，便于扩大乘客视野范围，减缓封闭空间带来的压抑与恐惧感，提升运营线路的乘坐体验感。

所述上层构件1与下层构件2的连接面之间具有密封连接结构，具体的，如图3-6所示，所述密封连接结构包含凹槽和凸台3，所述上层构件1的两侧内壁分别连接有定位槽板4，每个所述定位槽板4为倒L型，每个所述定位槽板4与对应的内壁形成所述凹槽，所述凹槽与对应的所述凸台3适配连接，所述下层构件2的两个腹板顶面上分别设有所述凸台3，所述凸台3与下层构件2一体成型，所述凸台3设于对应顶面中线的内侧，所述定位槽板4顶面上设有安装孔一，所述安装孔一通过螺栓连接于对应的所述凸台3，所述安装孔一为条形安装孔，所述凹槽的长度与上层构件1的长度适配，所述凸台3的长度与下层构件2的长度适配，即在所述上层构件1内壁设有通长的所述凹槽，在所述下层构件2的顶面上设置通长的所述凸台，所述凹槽卡在对应的所述凸台上，通过条形安装孔以便适应所述上层构件1和下层构件2不同材质的不同变形程度，所述凹槽卡在所述凸台3上后，在所述凹槽与对应的凸台3之间存在U型的间隙，相较于平面的接缝，有利于阻碍空气流通，进一步在间隙中填充有填料5，如橡胶、石棉、聚四氟乙烯，用于密封，有效保证密封效果，结构简单可靠，安装效率高，便于定位，稳定性好。

梁结构通常需要设置若干个节段以便安装运输，所述上层构件1包含若干个节段，所述下层构件2也包含若干个节段，所述上层构件1节段间的连接缝与所述下层构件2节段间的连接缝错缝设置。当所述上层构件1为钢构件时，相邻两个节段焊接连接；当所述上层构件1为塑料构件或玻璃构件时，相邻两个节段粘结连接。所述下层构件2的相邻节段之间通过U型钢板7连接，所述U型钢板7的两端分别连接于相邻两个所述节段对应端面的安装槽中，所述安装槽可以是在端面形成的具有两个侧壁的槽体，所述U型钢板7的两端分别嵌于相邻两个所述节段对应端面的安装槽中，所述槽体也可以是在所述下层构件2内壁开设L型的槽口，如图3-4、7所示，更便于安装，所述U型钢板7即沿所述下层构件2的内壁连续设置的钢板，用于封闭所述下层构件2节段间的缝隙，所述U型钢板7的两端分别设有安装孔二，所述安装孔二通过螺栓连接于对应的安装槽，所述U型钢板7其中一端的安装孔二为条形安装孔，如图8所示，通过条形安装孔来适应相邻节段的变形，初始状态下保证相邻两个节段的端面间具有间隙，同时对应条形安装孔一侧的安装槽槽底与对应的所述U型钢板7端部也具有间隙，即设置变形缝；为提高密封效果，所述U型钢板7与安装槽内壁之间设有填料5，如橡胶、石棉、聚四氟乙烯，既能保证管道密封又能保证变形，所述填料5的宽度可以是适配U型钢板7的宽度，即两个相邻的所述安装槽中设置一整块所述填料5，也可以是在仅在每个所述安装槽中对应设置一个所述填料5。

采用本发明所述的真空磁浮预制装配式管道梁结构，将管道梁整体结构分成了上下两层，有效降低了管道结构的单体高度，方便运输及安装, 减少大型吊装设备的使用，分层的设计方式在视觉上降低结构高度，避免头重脚轻的笨重感，提升了结构与周边环境的协调适应性，同时便于通过调整上层构件的高度来调整整体管道梁的高度，满足不同设计需求，有利于降低设计成本及难度，便于未来运营中的更换及尺寸变更，并且，在施工过程中先安装的下层构件可作为安装上层构件的施工平台，有效降低施工难度，节省建设成本，降低施工风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。