CN101092141A - 轻型地铁列车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻型地铁列车系统，旨在提供一种在浅埋深地铁隧道中运行窄轨轻型列车的低造价地铁系统。地铁列车采用小断面及薄壁型车厢，小尺度的橡胶板减震器、小直径轨轮、轨轮—驱动电机安装架、驱动电机直接驱动轨轮和制动分泵的蹄片直接在轨道上磨擦制动等底盘机构，大幅度降低列车尺寸和结构重量；小断面的轻型列车导致小尺寸断面、薄型隧道壁、直接铺设轨道在隧道地面上和总覆盖厚度1米左右的浅埋深地铁隧道，地铁站台深约2.8米，上下乘车便捷，站台面积也减小了一半，原料、工期和成本比传统地铁均降低70％以上，可取代传统地铁和城市交通系统并可使用明挖施工沟槽的快速、安全施工方式。

Description

轻型地铁列车系统

技术领域

本发明涉及一种属于城轨交通的地铁列车及地铁隧道系统。特别涉及一种由小断面的地铁列车和浅埋型地铁隧道构成的轻型地铁列车系统。

背景技术

现代交通系统中的地铁交通属于占地少、无障碍的一种立体交通形式，优于地面交通。但是传统深埋型地铁隧道工程巨大、工期长、造价高，运行成本及票价更高。同时地铁列车设计上基本照抄传统火车的结构，0.9米的大车轮、2.8×3.8米的大断面车身和来自火车的笨重底盘机构，其尺寸和重量接近火车。这种保守设计也直接影响到地铁隧道的尺寸及造价，造成实际上的低效、高耗。地铁短途代步的特点，起步停车频繁，粗笨的列车难以兼顾便捷和节能等要求。尽管有新型地铁交通的设想，但是有关地铁列车/地铁隧道的断面尺寸和地铁隧道埋深等重要方面没有根本的改变。

发明内容

本发明的目的是利用现有的成熟技术，提出一种结构简单的、尤其满足大都市交通要求的地铁轨道交通系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种轻型地铁列车系统，包括：地铁列车11及地铁隧道系统29。所述的地铁列车11结构由列车车厢1和列车底盘系统组成，列车车厢1是窄型车厢，由钢管制成的框架结构，有((2.2±0.3)×(1.95±0.10))米的小断面尺寸、(14.5±2.5))米的长度和(50±20)豪米的薄型车厢壁厚度；所述的列车底盘系统由固定列车车厢1的主车架2、主车架端部的副车架25、板型减震器26、轨轮6、轨轮驱动电机7和制动分泵机构23组成，其中主车架2是矩形钢管或C型槽钢构成梯形车架，副车架25是矩形钢管制成的长方形框结构，固定副车架的垂直转轴机构4位于副车架中部，垂直穿过主车架转向桁梁3和副车架中部的副车架转向桁梁10，每个副车架前后各装有1个结构成目字形的轨轮-驱动电机安装架5，每个轨轮-驱动电机安装架5两侧的轨轮安装格16之内各容有1个轨轮6，轨轮6是直径(265±65)毫米的小型轨轮；轨轮安装格16之间的长方格框是安装轨轮驱动电机7的电机格框20，电机格框20可容纳2台驱动电机7，驱动电机的轮轴直接驱动轨轮的轮轴；紧邻两侧轨轮安装格16外侧的是减震器下板12部分；和每个副车架25上装有列车制动系统的4个制动分泵机构23，4个制动分泵分别装在副车架前后侧壁的4个角上，来自列车制动总泵机构的流体工质通过高压管系统将制动压力传给制动分泵的柱塞，制动分泵柱塞的端部固定有制动蹄片21，在柱塞的推动下，制动蹄片向下运动直接在轨道顶上磨擦产生制动作用；所述的地铁隧道系统由浅埋型地铁隧道和窄轨道系统组成，地铁隧道系统包括地铁隧道1、车站48和通风系统，其中地铁隧道具有(宽×高)((2.85±0.25)×(2.6±0.25))米的小尺寸隧道内部、壁厚在(185±45)毫米范围的薄型隧道侧壁结构和隧道内顶部44到地表41覆盖层的总厚度在0.3米至2.0米范围内的浅埋深结构；相邻复线地铁隧道之间设有中间隔墙31，中间隔墙开有相互贯通的中间隔墙通孔39，中间隔墙通孔39的贯通部分面积最大可到隔墙31总面积的80％；相邻地铁车站具有(750±250))米的间隔，站台全长(50±7.5))米、宽2×(4.0±1.0))米；轨道系统是间距(1.05±0.25))米的窄型轨道24系统，窄型轨道直接安装在地铁隧道的混凝土地面33上，地铁隧道地面33内铺设有垫在轨道24下的加固板，相邻加固板间距有(0.85±0.35)米；和通风系统的通风管道具有(1.75±0.50)平方米的断面尺寸，相邻通风管道间有(150±75)米的间隔。

上述技术方案中，所述的列车车身的总高度是(2.35±0.25)米。

上述技术方案中，所述的副车架25在其中部桁梁10所在处的副车架中段两侧钢管46向下弯曲50-65毫米，以便为主车架桁梁3留出足够的空间。

上述技术方案中，所述的副车架转向桁梁10有((250±75)×(55±25))毫米的断面尺寸。

上述技术方案中，所述的垫在轨道24下的加固板有((150±75)×(125±50)×(8±2))毫米的三维尺寸。

上述技术方案中，所述的地铁隧道底部38向隧道两侧加宽(450±150)毫米。

上述技术方案中，所述的地铁隧道顶部(35)壁厚(250±75)毫米。

上述技术方案中，所述的铁隧道底部(38)壁厚(350±75)毫米。

其优点在于：

1.采用浅埋型、小断面的地铁隧道和薄型隧道壁，工期短、成本低、见效快；

2.窄型断面尺寸车厢和板型减震弹簧，列车轻、能耗低、成本低；

3.采用小轨轮和窄轨系统结构，能耗低、噪音低、票价低；

4.大量使用成熟技术、结构简洁，安全可靠，易于建造及实现商业运行。

附图说明

图1是轻型地铁列车系统的结构断面图，包括地铁隧道的结构断面和位于左边隧道内的地铁列车11的正视图；

图2是轻型地铁列车系统结构的立体剖面侧视图，包括地铁隧道结构的剖面视图和地铁列车11的侧视图；

图3是包括一个轨道24、副车架25及局部主车架2的底盘系统的侧视图；

图4是包括4个刹车分泵机构23的副车架25总成的侧视图；

图5是轨轮-驱动电机安装架5的侧视图，中间部分是可安装2个轨轮驱动电机的电机格框20。

图面说明：

1列车车厢               2主车架                    3主车架转向桁梁

4垂直转轴机构           5轨轮-驱动电机安装架       6轨轮

7驱动电机               8减震器上板                9驱动电机安装法兰盘

10副车架转向桁梁        11地铁列车                 12减震器下板

13轨轮-驱动电机安装架长边侧壁                      14轨轮-驱动电机安装架左右侧壁

15驱动电机安装面        16轨轮安装格               17轨轮小轴承安装孔

18轮轴大端轴承的安装孔  19驱动电机安装孔           20电机格框

21制动蹄片              22地铁隧道施工沟侧壁       23刹车分泵机构

24轨道                  25副车架                   26减震器

27地铁隧道混凝土基础层  28车箱底部

29地铁隧道系统          30隧道施工沟回填层         31地铁隧道中间隔墙

32地铁隧道施工沟        33地铁隧道地面             34隧道施工沟底部

35地铁隧道顶部          36地铁隧道侧壁断面         37隧道顶部覆盖层断面

38地铁隧道底部          39中间隔墙通孔             40隧道顶部覆盖层

41地表                  42地铁隧道顶部设备通道     43地铁隧道顶部通风管道

44地铁隧道内顶部        45地铁隧道侧壁             46副车架中段两侧钢管

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作进一步的描述。

图1、3、4中，采用长13米、外宽2.25米、内高1.9米和壁厚40毫米的轻型客车厢，有4个尺寸(1.9×1.9)米乘客车门、8个侧面车窗和2个(0.9×1.9)米的车厢前后车门，梯形主车架2由矩形断面尺寸(210×75)毫米的C型钢制成，副车架25距主车架2端部2.5米，副车架25由断面尺寸(140×60)毫米矩形管制成的长方形框架，副车架25长1.7米、宽1.10米，副车架两侧长650毫米的中段车架钢管向下弯曲60毫米，副车架由穿过主车架转向桁梁3和副车架转向桁梁10中心的垂直转轴机构4与主车架相铰连，主车架转向桁梁3的断面尺寸是(500×60)毫米，位于副车架中部的副车架转向桁梁10断面尺寸有(480×100)毫米，副车架左右两侧与主车架间的间隙均有100毫米；图5中，副车架25前后的2个轨轮-驱动电机安装架5的尺寸是(990×340×135)毫米(不计最外侧的减震器下板12部分)，壁厚28毫米，安装架5由轨轮-驱动电机安装架长边侧壁13和安装架左右侧壁14的表面与副车架对应的内侧壁表面作配合性水平向定位，主轨轮在中央轮缘处的有效直径210毫米，轮边凸缘直径245毫米，轮轴端部直径60毫米，在轮轴端部的轴承压入轨轮安装格16两侧的孔17、18内；5.5KW的轨轮驱动电机31外壳直径145毫米、长310毫米；减震橡胶板水平向尺寸(250×75)毫米，制动蹄片21的磨擦面尺寸(65×40)毫米。

图1、2中，由于采用小断面及浅埋技术，地铁隧道承受各种应力比传统隧道低50％以下。隧道侧壁45厚160毫米、顶部35壁厚250毫米，底部38壁厚350毫米，隧道侧壁钢筋结构的主钢筋直径18毫米，隧道顶部和底部壁钢筋结构的主钢筋直径20毫米，隧道侧壁45与顶部35间过渡弧形面曲率半径200毫米；隧道顶部35到地表41的总厚度520毫米，隧道顶部的覆盖层40有270毫米厚。地铁隧道内高2.40米、内宽2.7米，比传统地铁隧道低约1.5米。复线地铁隧道之间中间隔墙31厚度190毫米，31上开有中间隔墙通孔39，孔39尺寸有2.15×3.0米，孔间距0.6米；地铁车站站台全长50米、宽2×3.5米；轨道是轨距880毫米的窄型双轨道24，轨道直接安装在混凝土地铁隧道地表33上，混凝土地表33内铺设有上表面与地表齐平的铁质加固板，铁质加固板尺寸是(180×150×8)毫米，相邻加固板间距0.75米。顶部35上可直接铺设厚度约80毫米沥青路面，用作公路。

Claims (8)

1.一种轻型地铁列车系统，包括地铁列车(11)及地铁隧道系统(29)，其特征在于：所述的地铁列车(11)结构由列车车厢(1)和列车底盘系统组成，列车车厢(1)是窄型车厢，由钢管制成的框架结构，有((2.2±0.3)×(1.95±0.10))米的小断面尺寸、(14.5±2.5))米的长度和(50±20)豪米的薄型车厢壁厚度；所述的列车底盘系统由固定列车车厢(1)的主车架(2)、主车架端部的副车架(25)、板型减震器(26)、轨轮(6)、轨轮驱动电机(7)和制动分泵机构(23)组成，其中主车架(2)是矩形钢管或C型槽钢构成梯形车架，副车架(25)是矩形钢管制成的长方形框结构，固定副车架的垂直转轴机构(4)位于副车架中部，垂直穿过主车架转向桁梁(3)和副车架中部的副车架转向桁梁(10)，每个副车架前后各装有1个结构成目字形的轨轮—驱动电机安装架(5)，每个轨轮—驱动电机安装架(5)两侧的轨轮安装格(16)之内各容有1个轨轮(6)，轨轮(6)是直径(265±65)毫米的小型轨轮；轨轮安装格(16)之间的长方格框是安装轨轮驱动电机(7)的电机格框(20)，电机格框(20)可容纳2台驱动电机(7)，驱动电机的轮轴直接驱动轨轮的轮轴；紧邻两侧轨轮安装格(16)外侧的是减震器下板(12)部分；和每个副车架(25)上装有列车制动系统的4个制动分泵机构(23)，4个制动分泵分别装在副车架前后侧壁的4个角上，来自列车制动总泵机构的流体工质通过高压管系统将制动压力传给制动分泵的柱塞，制动分泵柱塞的端部固定有制动蹄片(21)，在柱塞的推动下，制动蹄片向下运动直接在轨道顶上磨擦产生制动作用；所述的地铁隧道系统由浅埋型地铁隧道和窄轨道系统组成，地铁隧道系统包括地铁隧道(1)、车站(48)和通风系统，其中地铁隧道具有(宽×高)((2.85±0.25)×(2.6±0.25))米的小尺寸隧道内部、壁厚在(185±45)毫米范围的薄型隧道侧壁结构和隧道内顶部(44)到地表(41)覆盖层的总厚度在0.3米至2.0米范围内的浅埋深结构；相邻复线地铁隧道之间设有中间隔墙(31)，中间隔墙开有相互贯通的中间隔墙通孔(39)，中间隔墙通孔(39)的贯通部分面积最大可到隔墙(31)总面积的80％；相邻地铁车站具有(750±250))米的间隔，站台全长(50±7.5))米、宽2×(4.0±1.0))米；轨道系统是间距(1.05±0.25))米的窄型轨道(24)系统，窄型轨道直接安装在地铁隧道的混凝土地面(33)上，地铁隧道地面(33)内铺设有垫在轨道(24)下的加固板，相邻加固板间距有(0.85±0.35)米；和通风系统的通风管道具有(1.75±0.50)平方米的断面尺寸，相邻通风管道间有(150±75)米的间隔。

2.根据权利要求1所述的轻型地铁列车系统，其特征在于，列车车身的总高度是(2.35±0.25)米。

3.根据权利要求1所述的轻型地铁列车系统，其特征在于，副车架(25)在其中部桁梁(10)所在处的副车架中段两侧钢管(46)向下弯曲50-65毫米，以便为主车架桁梁(3)留出足够的空间。

4.根据权利要求1所述的轻型地铁列车系统，其特征在于，副车架转向桁梁(10)有((250±75)×(55±25))毫米的断面尺寸。

5.根据权利要求1所述的轻型地铁列车系统，其特征在于，垫在轨道(24)下的加固板有((150±75)×(125±50)×(8±2))毫米的三维尺寸。

6.根据权利要求1所述的轻型地铁列车系统，其特征在于，地铁隧道底部(38)向地铁隧道两侧加宽(450±150)毫米。

7.根据权利要求1所述的轻型地铁列车系统，其特征在于，地铁隧道顶部(35)壁厚(250±75)毫米。

8.根据权利要求1所述的轻型地铁列车系统，其特征在于，地铁隧道底部(38)壁厚(350±75)毫米。

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