一种真空高速交通管道的制作方法

本发明涉及真空高速交通技术领域，特别是一种真空高速交通管道。

背景技术：

为满足人们出行的需求，便捷、低能耗、高稳定性以及超高速的新型交通工具已成为各国交通领域研究者探索的方向，真空高速交通则是其中之一。现有交通方式均暴露在大气环境下，使得车辆运行时存在大气阻力。大气阻力需要消耗能量，同时限制了车辆速度的提高。一种有效的解决方法是使车辆运行在真空环境中，没有或少有大气阻力，从而提高车辆速度、减少能量消耗，这就是真空高速交通方式。真空高速交通目前处于概念及尝试阶段，少有提出支撑车辆高速运行的真空环境管道结构。

本技术领域中现有技术状况如下：

①透明真空管道(申请号:201310428952.9)。公开了一种透明真空管道，由管道骨架和透明密封板组成，管道骨架带有内层密封支撑筋板。维修时在内层密封支撑筋板与外层管道之间插入工艺密封板，实现在外层易损管道在更换和维护过程中整个管道不泄露，不会影响管道内列车的正常通行。

②适用于真空管道交通的钢混凝土复合结构管道(申请号:201020540727.6)。本实用新型专利提供了一种适用于真空管道交通的钢混凝土复合结构管道,其特征是:外层为金属密封层,内层为混凝土管,外层金属层是不锈钢材质。当管道内部形成真空时,外部大气会对金属密封层形成径向挤压,使外层的金属密封层牢牢地紧贴向混凝土管道的外壁。

③真空管道磁悬浮交通(申请号:200910141146.7)。真空管道磁悬浮交通,用钢板和混凝土制成圆形管状,管道内设置车箱和磁场,使用时将管道内抽成真空,通电后车箱悬浮在管中作高速运动,从而达到运送旅客和货物的目的,这样的交通工具,速度快,能耗低,其管道可埋于地下,因此占地少,可以替代能耗大、费用高、占地广的交通工具。

④真空管道高温超导磁浮车环形试验线(申请号:201510628600.7)。本发明公开了一种真空管道高温超导磁浮车环形试验线,由直线电机、磁浮轨道、磁浮车构成的磁浮系统和真空管道组成。真空管道套置在磁浮系统外构成气密性负压的管道环境，实现超导磁浮车与真空管道线路的低阻运行。本发明使超导磁浮车与真空管道线路相结合,试验线平台不仅展示了一种先进轨道交通工具方式，而且可以满足以下三方面需求：1.载人高温超导磁悬浮车环形实验线；2.真空管道高温超导磁悬浮运行试验；3.高温超导磁悬浮系统动力学特性研究。

上述技术方案从使用功能要求出发提出了不同的管道形式，但结构复杂，且检修复杂，对后期内部管道以及轨道的维护较为不利，成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是从结构力学特征出发提供一种真空高速交通管道。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种真空高速交通管道，包括第一钢板和第二钢板；第一钢板的横截面呈圆弧形，第二钢板为平板；第一钢板的左侧边连接到第二钢板的左侧边，第一钢板的右侧边连接到第二钢板的右侧边；所述管道的内壁还沿径向设置有左、右电缆槽，分别位于第一钢板与第二钢板的左、右连接部。

进一步地，所述管道为整体式承载钢管。

进一步地，还包括主梁；所述主梁位于第二钢板的下方并与第二钢板紧密结合，形成钢管-主梁组合管道。更进一步的技术方案，所述主梁为预应力混凝土t形梁、箱梁或板梁；或者，所述第一钢板的厚度大于第二钢板；或者，还包括第三钢板和第四钢板；所述第三钢板和第四钢板均为平板；所述第一钢板的左侧边连接到第三钢板的上侧边，第三钢板的下侧边连接到第二钢板的左侧边；所述第一钢板的右侧边连接到第四钢板的上侧边，第四钢板的下侧边连接到第二钢板的右侧边；所述左电缆槽设置在第二钢板与第三钢板构成的夹角内，右电缆槽设置在第二钢板与第四钢板构成的夹角内。

进一步地，还包括钢筋混凝土管；所述管道位于内层，钢筋混凝土管位于外层，中间由剪力键连接，形成钢管-钢筋混凝土管组合管道。

进一步地，所述左、右电缆槽分别以支撑构件分隔为第一电缆槽和第二电缆槽。

进一步地，左电缆槽的右侧及右电缆槽的左侧还分别设置有轨道侧壁。更进一步地，所述左、右电缆槽与轨道侧壁之间还设置有横向的工字构件。

本发明的有益效果是，提出了一种真空高速管道，可拓展形成三种结构方案，具有良好的气密性。根据客观条件的不同可选用不同的结构方案，节省材料的同时还使其充分发挥其强度特性，且最大程度上对管道内部的空间利用率进行了改善，预留了供维修人员检修的人行通道，后期维修较为方便。本发明还具有成本低，空间利用率高，资源省等特点。

附图说明

图1为整体式钢管结构的横截面图；

图2为钢管-主梁组合结构的横截面图；

图3为钢管-钢筋混凝土管组合结构的横截面图。

具体实施方式

图1是整体式钢管结构形式的截面图。图中1、3为电缆槽，2、4为支撑构件，5为轨道侧壁，6为整体式承载钢管(以厚度为25mm为例)。

该方案的具体实施方式：根据不同分工将电缆分类埋置于电缆槽(1)以及电缆槽(3)中，为后期检修大大节省了时间。同时构件(2)、(4)能为电缆槽等设施提供支撑作用，工字构件(4)在一定程度上还能对轨道侧壁(5)起保护作用。整体式承载钢管(6)不仅能承受交通荷载及外界空气压力，还能起到良好的密封作用。该方案具有良好的整体性能。

图2是钢管—主梁组合结构形式的截面图。图中7为中等厚度的钢板(以厚度为5mm为例)，8为主梁结构(图中以预应力混凝土t形梁为示意，实际还可以为箱梁、板梁等梁结构形式)，9为电缆槽，10为厚度较小的钢板(以厚度为3mm的钢板为例)。

该方案的具体实施方式：将供电管道埋置于电缆槽(9)中，钢板(7)和钢板(10)主要起密封作用，同时钢板(7)由于厚度增加，抵抗外界压力的能力也相应增加。主梁(8)是交通荷载的主要承载结构。该方案可以在现有桥梁设计基准上组合外封钢板(7)形成真空管道结果。

图3是钢管—钢筋混凝土管组合结构的截面图。图中11为电缆槽，12为钢板，13为包裹在钢板外壁的钢筋混凝土管。

该方案具体实施方式：电缆槽(11)的设置能为管道内部的供电设施起到良好保护作用，在一定程度上能降低试验管道的养护费用，并且电缆槽(11)上表面平整，可供工作人员在其上方行走。管道内部厚度约为3mm的钢板(12)主要起密封作用，为管道内部提供一个良好的真空环境。钢筋混凝土管道(13)紧密包裹于钢板(12)外围，一定程度上起到了保护钢板的作用，并且在内外压强差较大时也能保证管道的正常使用。该方案内层钢板(12)起到气密性作用的同时可以与外层钢筋混凝土管道(13)一起共同承受交通荷载作用，可充分利用钢板、钢筋混凝土结构的力学性能，达到充分利用材料的目的。

整体式钢管形式(图1)具有良好的整体性能、施工方便；钢管-主梁组合结构(图2)可以在现有桥梁设计基础上改装外加密封钢板，由主梁承重、钢板维持管道密封性；钢管-钢筋混凝土管组合结构(图3)充分利用钢、混凝土的材料力学性能，同时保证管道内部的密封性。