CN105672061A - 一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，包括基床、线间排水装置、强电电缆支撑座和导水层，基床设置在路基上；线间排水装置设置在基床的排水槽内，其包括底板、第一立壁、第二立壁、泄水孔和立壁凸台，第一立壁和第二立壁上均贯通设置有多个泄水孔；强电电缆支撑座的数量与所述立壁凸台的数量一致；导水层设置在所述基床的顶端面上，以用于将水导入所述线间排水装置的排水通道内。本发明能很好地适应磁浮交通工程的线间排水和电缆的铺设，能保证基床的长期稳定性和耐久性。

Description

一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构

技术领域

本发明属于铁路轨道交通领域，更具体地，涉及一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构。

背景技术

中低速磁悬浮轨道交通属于一种新型交通方式，目前国内外的研究成果较少，全世界开通运营的线路更是少数。目前只有2005年3月日本建设开通的中低速磁悬浮铁路商业运行线-东部丘陵线和2014年6月韩国开通的中低速磁悬浮铁路商务运行线。而中国的中低速磁悬浮交通目前只有国防科技大学试验线、青城山试验线、唐山实验线，但没有投入运营的正式线路，且均以高架结构为主，鲜见有关低置线路双线地段线间排水结构方面的研究与应用。

在轮轨高速铁路***中，路基地段双线线间沟通常采用等壁厚的等截面矩形钢筋混凝土沟，其壁厚通常较小，一般0.2～0.3m，线间沟两侧壁顶部平齐与导水层顺接，将两线间地表水引至沟内，再引排至一般每50m设一处的线间集水井内，再由集水井及横向排水管排出路基外。

与轮轨高速铁路***不同，在中低速磁悬浮交通工程中，低置线路地段强电电缆支撑座一般设置于线间，且电缆支架基座要求距路基面有一定安全距离。强电电缆支撑座单独设基础时不经济，采用线间沟作基础则存在以下几个问题：

首先，由于强电电缆支撑座的基座尺寸及传递的荷载较大，若参照轮轨高速铁路***，将其直接立于轮轨高速铁路***中的线间排水装置一侧侧壁顶部，采用较薄沟壁厚度的等截面矩形排水沟不满足尺寸要求，采用较厚的沟壁厚度的等截面矩形排水沟满足尺寸要求但不经济。

其次，轮轨高速铁路***中的线间排水装置两侧侧壁顶部平齐，与导水层顺接，将强电电缆支撑座的基座直接立于线间排水装置一侧侧壁顶部，不满足电缆支架基座距路基面安全距离的要求，直接加高作为强电电缆支撑座基础的线间排水装置一侧侧壁，则影响了相应侧的路基面线间排水。

另外，作为微变形控制的线路结构，磁悬浮低置线路直接采用轮轨高速铁路双线路基地段线间排水装置无法保证线间排水装置处磁悬浮低置线路基床范围内应力均衡及基床的长期稳定性和耐久性。因此，轮轨高速铁路双线路基地段线间排水装置不能直接用于磁浮交通工程。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于中低速磁悬浮的低置线路双线地段的线间排水结构。该结构既要满足低置线路双线地段的线间排水要求，又要保证磁悬浮交通工程强电电缆支撑座的安装、使用要求及基床的受力均匀、长期稳定性及耐久性，且施工质量可控性强。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，包括基床、线间排水装置、强电电缆支撑座和导水层，其中，

所述基床设置在路基上，其上设置有用于容纳线间排水装置的排水槽；

所述线间排水装置设置在所述基床的排水槽内，其包括底板、第一立壁、第二立壁、泄水孔和立壁凸台，所述底板放置在所述基床上，所述第一立壁和第二立壁并排设置在所述底板的顶端面上，所述第一立壁和第二立壁相对的两侧面之间形成排水通道，所述第一立壁和第二立壁相背的两侧面分别覆盖有防水土工布并且所述防水土工布与所述基床抵接，所述第一立壁和第二立壁均整体呈长方体形且第二立壁的壁厚大于所述第一立壁的壁厚，另外，所述第一立壁和第二立壁上均贯通设置有多个泄水孔，以用于将所述基床内的水分导入所述排水通道内，从而降低基床内的水份；所述立壁凸台的数量为多个并且这些立壁凸台沿所述第二立壁的纵向设置在所述第二立壁的顶端面上，相邻两立壁凸台之间存在间距；

所述强电电缆支撑座的数量与所述立壁凸台的数量一致，并且每个强电电缆支撑座分别安装在一立壁凸台上，此外，每个强电电缆支撑座均包括基座和支架，其中，所述基座设置在所述立壁凸台的顶端面上，所述支架设置在所述基座的顶端面上；

所述导水层设置在所述基床的顶端面上，以用于将水导入所述线间排水装置的排水通道内。

优选地，所述第一立壁和第二立壁上均设置有PVC管，所述泄水孔为所述PVC管的内腔。

优选地，所述基座通过膨胀螺栓固定在所述立壁凸台上。

优选地，所述导水层由纤维混凝土或沥青混凝土制成。

优选地，所述底板、第一立壁、第二立壁和立壁凸台均采用钢筋混凝土制成。

优选地，所述导水层的坡度为3％～5％。

优选地，所述第一立壁与第二立壁的高度相等。

优选地，所述防水土工布由两层土工布内夹一层骨架层构成，所述土工布采用长丝无纺布制成，所述骨架层由塑料膜及其表面上的多条相互平行的棱条构成并且所述棱条与所述塑料膜一次成型。

优选地，所述塑料膜厚度为0.3mm～2mm，所述棱条与塑料膜材质相同并且其横截面形状为梯形或半圆形，相邻两棱条间距为20mm～100mm，每条棱条的高度均为0.5mm～2mm。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明的线间排水装置采用非等壁厚的非等截面矩形沟，经济性好；

2)本发明的立壁凸台设置在第二立壁上，使沿线路纵向形成方波形状，外形美观，既满足线间排水需要，又满足电缆支架及基座的安装尺寸及距导水层的净距要求，且通过调整线间排水装置的结构尺寸可使低置线路基床受力均匀；

3)本发明在第二立壁和第一立壁中预留的泄水孔可快速降低基床内水份，提高基床长期稳定性和耐久性；

4)本发明的底板、第一立壁、第二立壁和立壁凸台均采用钢筋混凝土制作，施工质量易于控制，易于检修维护，能够满足低置线路双线地段的线间排水及电缆铺设的要求；

5)本发明能很好地适应磁浮交通工程的排水工作和电缆的铺设，能保证基床的长期稳定性和耐久性。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明中线间排水装置安装在基床内的左视图；

图3是本发明中线间排水装置上安装强电电缆支撑座的左视图；

图4是本发明中线间排水装置的受力分析和尺寸示意图；

图5是本发明中防水土工布的截面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图5，一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，包括基床4、线间排水装置1、强电电缆支撑座2和导水层3，其中，

所述基床4设置在路基上，其上设置有用于容纳线间排水装置1的排水槽；

所述线间排水装置1设置在所述基床4的排水槽内，其包括底板11、第一立壁12、第二立壁13、泄水孔15和立壁凸台14，所述底板11放置在所述基床4上，所述第一立壁12和第二立壁13并排设置在所述底板11的顶端面上，所述第一立壁12和第二立壁13相对的两侧面之间形成排水通道16并且这两个侧面相互平行，所述第一立壁12和第二立壁13相背的两侧面分别覆盖有防水土工布17并且所述防水土工布17与所述基床4抵接，所述第一立壁12和第二立壁13均整体呈长方体形且第二立壁13的壁厚大于所述第一立壁12的壁厚，另外，所述第一立壁12和第二立壁13上均贯通设置有多个泄水孔15，以用于将所述基床4内的水分导入所述排水通道16内，从而降低基床内的水份；优选地，所述第一立壁12和第二立壁13上均设置有PVC管，所述泄水孔15为所述PVC管的内腔。所述立壁凸台14的数量为多个并且这些立壁凸台14沿所述第二立壁13的纵向设置在所述第二立壁13的顶端面上，相邻两立壁凸台14之间存在间距；优选地，所述底板11、第一立壁12、第二立壁13和立壁凸台14均采用钢筋混凝土制成，所述第一立壁12与第二立壁13的高度相等。

优选地，所述防水土工布17由两层土工布171内夹一层骨架层172构成，所述土工布171采用长丝无纺布制成，所述骨架层172由塑料膜及其表面上的多条相互平行的棱条构成并且所述棱条与所述塑料膜一次成型，所述塑料膜厚度为0.3mm～2mm，所述棱条与塑料膜材质相同并且其横截面形状为梯形或半圆形，相邻两棱条间距为20mm～100mm，每条棱条的高度均为0.5mm～2mm。防水土工布17的棱条走向与路基4走向垂直，雨水渗透到防水土工布后，沿着塑料膜膜面顺路基横向坡度向下流动，沿着棱条方向流到防渗区以外，缩小了水流动面积，加快了流速，防止雨水、地表水渗入路堑基床。

所述强电电缆支撑座2的数量与所述立壁凸台14的数量一致，并且每个强电电缆支撑座2分别安装在一立壁凸台14上，此外，每个强电电缆支撑座2均包括基座22和支架21，其中，所述基座22设置在所述立壁凸台14的顶端面上，优选地，所述基座22通过膨胀螺栓固定在所述立壁凸台14上。所述支架21设置在所述基座22的顶端面上；其中，所述支架21包括立柱和多根横梁，所述立柱安装在所述基座22的顶端面上并且竖直设置，每根横梁均固定安装在所述立柱上。

所述导水层3设置在所述基床4的顶端面上，以用于将水导入所述线间排水装置1的排水通道16内。优选地，所述导水层3由纤维混凝土或沥青制成，所述导水层3的坡度为3％～5％，更优选为4％。

本发明的线间排水装置1的底板11及第一立壁12设计为一定厚度及高度，满足基床4产生的土压力荷载及排水能力要求，第二立壁13设计为一定厚度满足基床4产生的土压力荷载、强电电缆支撑座2传递的荷载及强电电缆支撑座2的基座22安装的尺寸要求，立壁凸台14设计为一定高度，满足强电电缆支撑座2的基座22对距路基导水层3的净距要求。泄水孔15采用PVC管预埋制作，管口包裹土工布，用于快速降低基床4内水份，并防止基床4内细颗粒随水流带入线间沟内。

立壁凸台14宽度应满足强电电缆支撑座2的基座22的尺寸要求，从而实现低置线路强电电缆支撑座2的安装要求。

低置线路两线承轨梁之间的表水经第一立壁12的顶部、第二立壁13的顶部排至线间排水装置1内。

立壁凸台14间距根据强电电缆支撑座2荷载确定，立壁凸台14与第二立壁13的结合使线路纵向形成方波形，立壁凸台14之间的空间不仅能实现作为强电电缆支撑座2基础的第二立壁13一侧的线间排水，而且外形美观。

根据强电电缆支撑座2传递的荷载大小，通过调整线间排水装置1结构尺寸使其产生的弯矩能够减小因线间排水装置1尺寸不对称引起的底板11应力不均，使底板11下基床4受力趋于均匀。底板11受力最低条件应满足A点和B点应力均大于0。

参照图4，底板11两端A、B点基底应力p_A、p_B分别按公式(1)、公式(2)计算：

$p_A=\frac{F+G}{b}-\frac{F*(0.5*b-0.5*b_3-e)}{b^2/6}---\left(1\right)$

$p_B=\frac{F+G}{b}+\frac{F*(0.5*b-0.5*b_3-e)}{b^2/6}---\left(2\right)$

p_A—底板11的A点基底应力，kPa；

p_B—底板11的B点基底应力，kPa；

G—线间排水装置1结构自重，kN，按公式(3)计算：

G＝γ*[b*h₃+b₁*h₁+b₃*(h₁+h₂)](3)

其中，

F—强电电缆支撑座2传递的荷载，kN；

b—线间排水装置1总宽度，m；

b₁—第一立壁12宽度，m；

b₂—排水通道16的宽度，m；

b₃—第二立壁13宽度，m；

h—线间排水装置1总高度，m；

h₁—第一立壁12高度，m；

h₂—立壁凸台14高度，m；

h₃—底板11高度，m；

e—线间排水装置1结构重心偏心距，m，按公式(4)计算：

$e=\frac{0.5*b*b*h_3+0.5*b_1*b_1*h_1+(b-0.5*b_3)*b_3*(h_1+h_2)}{b*h_3+b_1*h_1+b_3*(h_1+h_2)}-0.5*b---\left(4\right)$

底板11均匀受力条件按公式(5)计算：

0.5*b-0.5*b₃-e≈0(5)

b—线间排水装置1总宽度，m；

b₃—第二立壁13宽度，m；

e—线间排水装置1结构重心偏心距，m。根据强电电缆支撑座2传递的荷载大小，通过调整线间排水装置1结构尺寸使其产生的弯矩能够减小因线间排水装置1尺寸不对称引起的底板11应力不均，使底板11下基床4受力趋于均匀。底板11受力最低条件应满足A点和B点应力均大于0。

本发明的具体建筑形成过程如下：

(1)施工低置线路承轨梁下土工基础及承轨梁，过程中根据设计要求预埋横向排水管及施作线间集水井，经检测满足设计要求后填筑基床。

(2)根据强电电缆支撑座2传递的荷载大小，调整线间排水装置1结构尺寸(按公式(1)～(4)计算)，使底板11应力均匀，再根据线间排水装置1尺寸、平面位置、排水坡度设计要求，开挖基床形成排水槽，平整基床，绑扎钢筋，浇筑混凝土，以形成线间排水装置1；另外，浇筑混凝土前预埋PVC管以形成泄水孔15，PVC管的外径为0.1m。

(3)线间排水装置1混凝土强度达到设计要求后，采用混凝土回填沟壁两侧超挖部分，浇筑纤维混凝土(或沥青)以形成导水层3。

(4)在立壁凸台14上施作膨胀螺栓，再安装强电电缆支撑座2的基座22及支架21，施工完毕后即形成本线间排水结构。

本领域的技术人员容易理解，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。

Claims (9)

1.一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，包括基床、线间排水装置、强电电缆支撑座和导水层，其中，

所述基床设置在路基上，其上设置有用于容纳线间排水装置的排水槽；

所述线间排水装置设置在所述基床的排水槽内，其包括底板、第一立壁、第二立壁、泄水孔和立壁凸台，所述底板放置在所述基床上，所述第一立壁和第二立壁并排设置在所述底板的顶端面上，所述第一立壁和第二立壁相对的两侧面之间形成排水通道，所述第一立壁和第二立壁相背的两侧面分别覆盖有防水土工布并且所述防水土工布与所述基床抵接，所述第一立壁和第二立壁均整体呈长方体形且第二立壁的壁厚大于所述第一立壁的壁厚，另外，所述第一立壁和第二立壁上均贯通设置有多个泄水孔，以用于将所述基床内的水分导入所述排水通道内，从而降低基床内的水份；所述立壁凸台的数量为多个并且这些立壁凸台沿所述第二立壁的纵向设置在所述第二立壁的顶端面上，相邻两立壁凸台之间存在间距；

所述强电电缆支撑座的数量与所述立壁凸台的数量一致，并且每个强电电缆支撑座分别安装在一立壁凸台上，此外，每个强电电缆支撑座均包括基座和支架，其中，所述基座设置在所述立壁凸台的顶端面上，所述支架设置在所述基座的顶端面上；

所述导水层设置在所述基床的顶端面上，以用于将水导入所述线间排水装置的排水通道内。

2.根据权利要求1所述的一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，所述第一立壁和第二立壁上均设置有PVC管，所述泄水孔为所述PVC管的内腔。

3.根据权利要求1所述的一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，所述基座通过膨胀螺栓固定在所述立壁凸台上。

4.根据权利要求1所述的一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，所述导水层由纤维混凝土或沥青混凝土制成。

5.根据权利要求1所述的一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，所述底板、第一立壁、第二立壁和立壁凸台均采用钢筋混凝土制成。

6.根据权利要求1所述的一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，所述导水层的坡度为3％～5％。

7.根据权利要求1所述的一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，所述第一立壁与第二立壁的高度相等。

8.根据权利要求1所述的一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，所述防水土工布由两层土工布内夹一层骨架层构成，所述土工布采用长丝无纺布制成，所述骨架层由塑料膜及其表面上的多条相互平行的棱条构成并且所述棱条与所述塑料膜一次成型。

9.根据权利要求8所述的一种用于中低速磁悬浮低置线路双线地段的线间排水结构，其特征在于，所述塑料膜厚度为0.3mm～2mm，所述棱条与塑料膜材质相同并且其横截面形状为梯形或半圆形，相邻两棱条间距为20mm～100mm，每条棱条的高度均为0.5mm～2mm。