CN100547162C - 轨道导引高速车辆的支承梁及具有该支撑梁的轨道 - Google Patents

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Abstract

一种轨道引导高速车辆、尤其是磁悬浮列车的支承梁(1)，以一定间隔被支承于墩(9)上。在其外侧上安置有对行驶车辆进行引导的功能元件(7)。支承梁(1)的外侧面制造成相对于车辆来说有利于气流流动的形状，其方式是从支承梁(1)的纵向上看，支承梁(1)的横截面设计成基本上不发生变化的形状，并且支承梁(1)的外形轮廓将墩(9)相对于车辆完全地遮盖起来。所制作的用于轨道的弯道区域中的支承梁(1)，与用于轨道的直道区域中的相比，比较短、且在必要时比较矮。

Description

轨道导引高速车辆的支承梁及具有该支撑梁的轨道
技术领域
本发明涉及一种轨道导引高速车辆、尤其是磁悬浮列车的支承梁及具有该支撑梁的轨道，其中，支承梁以一定间隔支承于墩上，并且在其外侧上安置有对行驶车辆进行引导的功能元件，支承梁(1)具有一个上翼缘(2)和一个下翼缘(3)且以一定间隔被支承于墩(9)上，从支承梁(1)的纵向上看支承梁(1)的横截面没有变化。
背景技术
在DE 41 15 935 C2中已经给出了一种磁悬浮列车的行驶轨道结构，其中在支承梁上装备有指向内侧的装备构件来引导行驶车辆。该支承梁自身具有呈U形的横截面。支承梁安放于墩上，其中，为了更好地承接支承梁，设计有保持架，而支承梁就位于该保持架内。保持架从外部包围着U形的横截面并因此稳定支承梁。该保持架自身也被支承于墩上的安放位置上。这种行驶轨道结构的缺点是：支承梁由于呈敞开式结构而具有相对较高的弹性。尽管必须将装备构件之间进行非常精确的相对安置来对行驶车辆进行导向，由于这种行驶轨道构造的关系，只能借助于保持架才能使支承梁达到足够的稳定性以及保证装备构件的定位性。
DE 38 25 508 C1给出的一种行驶轨道，由基本上呈T形的中空支承梁组成。在支承梁的上翼缘的外侧安置有功能元件来为磁悬浮列车导向。支承梁自身又被安放于单个的墩上，其中，墩上具有保持架，后者将支承梁的基座包围起来。这种支承梁的缺点是：由于结构的原因，决定了它尽管可以使功能元件之间更精确地相对定位，要优于DE 41 15 935 C1给出的行驶轨道，但仍然不具有足够好的抗扭转刚度。在极高速运行的车辆中、比如车辆速度在500km/h以上时，这一点会造成车辆行驶时出现某种不平稳。
EP 0 987 370 A1披露了一种磁悬浮列车的行驶轨道，它由支承梁构成，其上设有附件。支承梁是混凝土预制件，借助设在其端部的安放托架固定在墩或是柱上。梁从其从纵向上看(不考虑托架)，横截面不变。这种支撑梁的缺点是，列车驶过墩柱时会产生旋流。
现有技术的上述实施例的缺点是，特别在现代磁悬浮列车的所谓特高速下，支承梁与其支架的气流阻力会妨碍车辆的平稳运行。尤其是安放支承梁的支承梁的保持架或者立柱，受到被排挤出来的空气撞击而形成阻力时，会起到有节奏地撞击车辆的作用。
发明内容
本发明的目的是通过对高速轨道的支承梁进行相应的外形设计，来使高速车辆平稳、舒适地行驶。
为实现上述目的，本发明提供一种轨道引导的高速车辆的支承梁，其中，支承梁具有一个上翼缘和一个下翼缘且以一定间隔被支承于墩上，在其外侧上安置有对行驶车辆进行引导的功能元件，从支承梁的纵向上看支承梁的横截面没有变化，其特征在于：支承梁的外侧面制造成相对于车辆来说有利于气流流动的形状，支承梁的下翼缘垂直于梁的纵向有一宽度，将墩遮盖起来，从而当车辆驶过墩时被排斥的空气均匀地从梁上流散开。
如果支承梁的外侧面能够相对于车辆呈有利于气流流动的形状，其中从支承梁的纵向上看，支承梁的横截面基本上没有变化，并且支承梁的外形轮廓将墩相对于车辆完全地遮盖起来，就能够达到本发明的优势性效果：由车辆排挤出的空气能够均匀地流走，因此保证车辆平稳行驶。通过本发明的支承梁的外形，还使支承梁具有了更高的横向刚度，这样，也具有促使车辆均匀、舒适地运行的作用。由于支承梁建造成横截面很均匀的外形，不会再有冲击气流作用于车辆上。获得均匀的气流的方法是：墩相对于车辆被遮盖起来，并因此对于支承梁的支承不会干扰被车辆排挤出的空气的流走。这样也有利于车辆的均匀行驶。
如果使支承梁为具有一个下翼缘的外形，而后者将墩从上方遮盖起来或者取有益于气流的方式遮盖住，会具有特殊优势。这样，通过支承梁底部形状的外形就已经将气流引导着从墩的侧边流过了。另一种有优势的替代方式或者补充方式为：支承梁上成形有或者安置有一个安放托架，后者将墩基本上从上部遮盖起来和/或有益于气流流动。
优势在于支承梁具有至少一个开孔来观察支承梁的中空腔。这样，可以使人们易于对支承梁进行定期观察、检验支承梁的可靠性。此外，通过开孔，人们还可以进入到支承梁的内部中去，在那里布置与车辆运行有关或者无关的供电导线和/或通讯线路，并进行保养工作。通过对支承梁中空腔的这种利用，能够非常经济地完成线路布置。包括那些与车辆的运行没有关系的线路，也可以在已有的高速车辆运行线路上一起进行布线，并因此成为非常经济的布线方式。这样可以避免为通讯线路安装单独的支承梁，或者将它们单独地埋置于地下。
优势方式是支承梁具有一个利于气流流动的净空间，来容纳那些将功能元件环绕起来的车辆的导向元件。这里，如同支承梁那样，该净空间也具有在安放区域中横截面基本上不变的形状。这样，也对空气流走产生正面的影响。此外，还创造了一种基本上呈I形的支承梁，它具有特别高的稳定性、抗扭转刚度和承载能力。
将支承梁支承于墩上的较佳方式为：将支承元件安置于支承梁的下翼缘上。这样，借助于从墩中向上伸展出去的下翼缘将支承元件以及墩遮盖住。这样就避免了气流冲击。
具有特别优势的支承梁的制造方法为：由混凝土、尤其是由混凝土预制件来制造支承梁。这样可以在生产车间中非常精确、无差错地制造支承梁。这样还可以避免诸如由捣制混凝土制造支承梁时气候因素所造成的影响。
为了获得稳定性特别高的支承梁，使下翼缘比上翼缘的宽度大一些是有利的。
为了对支承梁进行加固，使它具有一个舱壁或者隔壁(VOUTEN)是有益的。支承梁的横截面可以因此在保持相同的支承梁刚度的情况下减小一些。如果在支承梁中设置有隔壁，除了加固效应外，还可以为加固机构创造一种简便地实现拉紧的可能性。
在弯道区域中支承梁最好构成一条空间曲线，其方式是：支承梁围绕其纵轴旋转地得到支承，并且通过翼缘臂(KRAGEARM)的伸长和/或缩短来形成其弯曲半径。
该形状的另一种形成可能为：支承梁的上翼缘围绕其纵轴旋转地成形，并且通过翼缘臂伸长和/或缩短来形成其弯曲半径。
在转弯区域中，支承梁的空间曲线也可以采用如下方式来形成：功能元件的固定托架在支承梁的纵向轴伸展段中高度方向上呈错位安置，并且通过固定托架的伸长和/或缩短来形成其半径。
如果支承梁的中空腔向下敞开，从而使得下翼缘为两构件式，就可以得到质量非常轻、造价非常低的支承梁，而它通常能够满足对于支承梁的刚度要求。
如果支承梁的中空腔具有舱壁，将额外地提高支承梁的刚度。
其他的优势可以从实施例中得到。
附图说明
图1表示本发明的一个支承梁的横截面，
图2表示本发明的一个被抬高的支承梁的横截面，
图3表示本发明的一个支承梁的另一种横截面，
图4表示本发明中用于弯道段的一个支承梁的横截面，
图5表示本发明中用于弯道段的一个支承梁的另一种横截面，
图6表示本发明的支承梁的立体视图，
图7表示本发明的另一种支承梁的立体视图。
具体实施方式
在图1中给出了本发明的支承梁1的一个横截面。支承梁1由一个混凝土预制件构成并且具有一个上翼缘2和一个下翼缘3。上翼缘2和下翼缘3借助于腹板4彼此连接起来并构成一个中空腔5。为了使检查人员能够进入，或者为了在中空腔5中布置线路，设计有一个开孔10。为了便于进入到中空腔5中去，每个支承梁1上至少有一个、并且最好有多个开孔10。如果设计有大量的开孔10，可以明显地减少混凝土的消耗量，并因此降低支承梁1的制造成本。
腹板4相对于上翼缘2和下翼缘3而言呈梯形安置。这样，与现有技术相比较，可以达到对支承梁1的更好支承，并因此使支承梁1具有更高的刚度。通过这种形状构造，支承梁变得极抗扭转，并因此保证车辆安全可靠、无故障地运行。
在上翼缘2和下翼缘3之间形成了一个净空间6，其中为磁悬浮列车的导向构件留出了位置。为了引导车辆，在上翼缘2的两个外侧上安置了功能元件7。这些功能元件7被车辆所包围，其中车辆的下部构件处于净空间6内的定子区域中。通过支承梁1维持不变的横截面-它们同样也不受支承梁1的保持和支承机构的干扰-使得车辆的运行达到气体流动有利、无气流冲击的状态。
在这里所给的实施例中，支承梁1安置于支承体8和墩9上。其中的墩9在与气流有关的区域中整体性地完全被支承梁1的下翼缘3所遮盖，并因此对由车辆排挤出的空气的流动没有干扰。
本发明中的支承梁1的形状构造，除了上面提到的优点外，还具有特别高的横向刚度，并因此使车辆的运行舒适、安全。尤其是通过使下翼缘3的宽度大于上翼缘2的这种构造，保证支承梁1具有特别高的稳定性。制造支承梁1时与现有技术相比所增加的材料消耗，通过车辆行驶时气流的有利化和与之相关联的能耗的降低得到补偿。
通过特别是下翼缘3的构造-下翼缘3的上侧呈倾斜结构-使得在支承梁的一般构造基础上还获得了支承梁1中有利的向后气流。墩9因此也被气流绕过，并且对于被排挤出来的空气的流走几乎没有任何影响。
在图2中给出了另一个支承梁1，它与图1所示的支承梁1相似。所示的支承梁1处于被抬高的位置上，即在弯道上两个功能元件7的高度不同。这样可以使磁悬浮列车的弯道行驶更快速、更舒适。这种抬高的实现方式为：并不将支承梁1直接地安放于支承座8上，而是装备一个安放托架12，由它来实现将支承梁1抬高的作用。墩9以及其上面安置的支承座8因此直接与安放托架12互相配合、而与支承梁1只是间接地配合。这样的优点是：墩9和支承座8的制造，与行驶轨道为直道还是为弯道无关。实现抬高的均衡，仅由安放脚12来完成。不过，也可以采用另一种方式：墩8上已经包括有抬高部分，因此在弧线段中支承梁1的支承方式与直线段相同。
图3中给出了由图1和图2演变得到的一个支承梁1。这里也给出了为弯道设计的抬高。支承梁1基本上为一个矩形横截面，带有伸出的上、下翼缘2、3。这里有关支承梁1的形状结构需要注意的是：当磁悬浮列车在上面驶过时要避免出现气流冲击。由车辆排挤出来的空气，通过支承梁1的形状被导走，因此使得车辆的行驶过程舒适。为与支承梁1的这种形状结构相适应，尤其在其腹板4区域中为车辆特别构造出一个对气流特别有利的净空间6。车辆与支承梁1之间的缝隙在高度上保持高度一致，从而这里也能够使车辆得到气流方面有利的引导。
在图4中给出了一个经过演变的支承梁1。与前面给出的支承梁相比，该支承梁1的高度明显减低了。这一点是通过明显缩短这种支承梁1安装时的支承跨度而成为可能的。事实证明：尤其对于弯道行驶来说，对支承梁1及功能元件7的固定托架所必须进行的加工工作，在单个支承梁1较短时，能够明显地易于完成。对各支承梁进行的加工，由于支承梁1在轨道弧线上具有的弦较短，可以明显更快、更准确地完成。此外，由于在支承梁1的刚度相同的前提条件下通过缩短支承跨度而只需要较小的构件高度，与直道段上使用的相同的支承梁1相比，由此还能够节省材料。
图4中描述的支承梁1，其基本形状与图1和2描述的支承梁相似，而图5中所示的另一个实施例中，支承梁具有图3所示的支承梁的基本形状。这里提供了如下选择：对图3和5中所示的支承梁进行互相组合，或者将图1或2所示与图4所示的支承梁进行互相组合。为车辆设置的净空间6则都保持基本相同，因而对于车辆来说，在直道段与弯道段行驶时，其气流方式相似。
在图6和7中给出了本发明的支承梁1的立体视图，它们的形状对于气流特别有利。图6中给出了一个支承梁1，它在整体长度上具有不变的横截面。这样就避免了因为横截面发生变化造成对车辆的气流冲击。图7中的安放托架12在这里安置于支承梁1上很低的位置上，从而能够将驶过的车辆产生的空气气流引导走，或者不再对车辆施加作用。
支承梁1可以制造成其中空腔向下敞开。此时，下翼缘3为两构件式。开口可以贯穿于整个支承梁，也可以中间有间断处。这样在制造支承梁时具有特殊的优点：可以特别简单地将支承梁进行脱模。这种支承梁的刚度可以借助于同时放置的、或者也可以随后安放上去的底盘来获得，或者借助于舱壁来改善。也可以将支承梁制作成实心的，来替代空心的支承梁。其优点特别体现在这些支承梁被安放于桥梁上，和/或支承梁的长度比其余线路段上短的情况下。
本发明并不局限于所给的实施例。其他形状的支承梁，只要它允许由车辆排挤出的空气按有利的方式流走，并且基本上不会使车辆经过墩时受到气流冲击，都属于本发明的范围。

Claims (18)

1.一种轨道引导的高速车辆，其中，支承梁(1)具有一个上翼缘(2)和一个下翼缘(3)且以一定间隔被支承于墩(9)上，在其外侧上安置有对行驶车辆进行引导的功能元件(7)，从支承梁(1)的纵向上看支承梁(1)的横截面没有变化，其特征在于：支承梁(1)的外侧面制造成相对于车辆来说有利于气流流动的形状，支承梁(1)的下翼缘(3)垂直于梁的纵向有一宽度，将墩(9)遮盖起来，从而当车辆驶过墩(9)时被排斥的空气均匀地从梁(1)上流散开。
2.如权利要求1所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：支承梁(1)具有一个中空腔(5)。
3.如上述权利要求2所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：支承梁(1)具有至少一个开口(10)来检查支承梁(1)的中空腔。
4.如权利要求2所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：支承梁(1)的中空腔(5)向下敞开，这样使下翼缘(3)为两构件式。
5.如权利要求2所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：支承梁(1)的中空腔(5)具有舱壁来加固支承梁(1)。
6.如权利要求1或2所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：支承梁(1)具有一个安放托架(12)，它的安置或者成形使墩(9)从上面被遮盖起来和/或以有利于气流流动的方式被遮盖住。
7.如权利要求6所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：在下翼缘(3)和/或安放托架上，为了安放支承梁(1)而在墩(9)上安置支承元件(8)。
8.如权利要求1所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：支承梁(1)具有一个净空间(6)，来容纳将功能元件(7)包围起来的车辆的导向元件。
9.如权利要求1所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：支承梁(1)由混凝土。尤其是混凝土预制件制作。
10.如权利要求1所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：支承梁(1)由混凝土预制件制作。
11.如权利要求1所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：下翼缘(3)比上翼缘(2)要宽。
12.如权利要求1所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：支承梁(1)具有舱壁和/或隔板。
13.如权利要求1所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：用于轨道的弯道区域中的支承梁(1)形成一条空间曲线，其中支承梁(1)的上翼缘(2)围绕其纵向轴线旋转成形，并且通过翼缘臂的伸长和/或缩短来形成其半径。
14.如权利要求1所述的沿轨道运行的高速车辆的支承梁，其特征在于：用于轨道的弯道区域中的支承梁(1)形成一条空间曲线，其中功能元件(7)的固定托架在支承梁(1)的纵向轴伸展段中高度方向上呈错位安置，并且通过固定托架的伸长和/或缩短来形成其半径。
15.一种具有如权利要求1所述的高速车辆支承梁的轨道，其特征在于：与轨道的直道区域中相比，所述支承梁(1)在轨道的弯道区域中相对比较短、在必要时还比较矮。
16.如权利要求15所述的高速车辆支承梁的轨道，其特征在于：通过支承梁(1)的上翼缘(2)围绕其纵向轴线旋转成形且通过翼缘臂的伸长和/或缩短来形成其半径，支承梁(1)在轨道的弯道区域中构成一条空间曲线。
17.如权利要求15所述的高速车辆支承梁的轨道，其特征在于：通过功能元件(7)的固定托架在支承梁(1)的纵向轴伸展段中高度方向上呈错位安置且通过固定托架的伸长和/或缩短来形成其半径，支承梁(1)在轨道的弯道区域中形成一条空间曲线。
18.如权利要求15所述的高速车辆支承梁的轨道，其特征在于：与轨道的直道区域中相比，所述支承梁(1)在轨道的弯道区域中还比较矮。
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