CN108004858B - 一种悬挂式单轨交通轨道梁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬挂式单轨交通轨道梁，属于轨道交通技术领域，其目的在于提供一种悬挂式单轨交通轨道梁，通过提高悬挂式单轨交通轨道梁的减振性能来提高列车运行的舒适性。该轨道梁包括轨道梁顶板、设置在轨道梁顶板左右两侧的轨道梁腹板以及设置在轨道梁腹板内侧壁上的轨道梁底板，轨道梁底板上设置有减振橡胶垫，橡胶减振垫上设有走行轨，走行轨通过扣件系统连接在轨道梁底板上。本发明适用于悬挂式单轨交通轨道梁。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，涉及一种悬挂式单轨交通轨道梁。
背景技术
悬挂式单轨交通是一种新型的轨道交通系统，它具有爬坡能力强、曲线通过半径小，低成本，低噪声，建设周期短、占地面积少等优点，能满足短距离和中小客流量的运输任务。悬挂式单轨交通适用于大城市公共交通次干线和主干线的延伸线、连接线，中小城市公共交通干线，机场、高铁、城际铁路站到市中心或景区的连接线以及大型自然旅游景区观光线和区内连接线等范围。
申请号为201710059568.4的发明专利就公开了一种基于装配式技术的悬挂式单轨交通钢混组合轨道梁，其标准化设计的内容包括两部分：第一部分为轨道梁顶板、轨道梁腹板和轨道梁底板的梁体结构设计；第二部分为轨道梁三面行车的稳定面、导向面和走行面的线形设计；其中轨道梁顶板为混凝土板，轨道梁腹板为波纹钢板，轨道梁底板为钢板，走行面位于轨道梁底板的上表面，稳定面、导向面均为钢制构件；其特征是装配式轨道梁对梁体结构部分和三面行车的轨道线形部分分别进行标准化设计并进行模数协调；解决目前轨道梁外形各异、不能通用、维护更换困难的问题；对悬挂式单轨交通轨道梁的梁体结构设计和线形设计实现装配化。
另外，中国五冶集团有限公司于2017年也申请了多件类似专利，公开(公告)号分别为：CN106812035A、CN206646341U、CN107059504A、CN206666943U、CN107190592A、CN106812036A、CN107190593A、CN107034746A、CN206646342U、CN206666944U，该批次专利申请主要是通过改变轨道梁主体的结构形式，增加一条连接焊缝，变闭口形截面为开口形截面，使截面可通过轧制加工成型，提高构件生产效率，减少二次加工焊接作业量，有利于控制变形，保障加工质量；采用轧制工艺，将轨道梁主体，即底部断开的闭口形截面划分为两个对称的开口形截面，使其具备轧制成型的条件，并采用一次性轧制成型减少二次焊接工作量，有利于截面精度和质量控制；采用较薄的波纹腹板，制成的轨道梁相对传统的平面腹板轨道梁质量较轻，便于运输和安装，施工成本较低，施工安全；采用波纹腹板替代传统悬挂式单轨交通轨道梁的平面腹板，可有效发挥波纹腹板的性能优势，如采用较薄的厚度，通过腹板波折大大提高轨道梁的平面外刚度；具有较高的抗剪屈曲能力；不需要设置外加劲肋，就可提供较好的抗屈曲及局部承压性能；波折工艺采用冷加工，其疲劳寿命较焊接结构有较大提升。
现有的悬挂式单轨交通轨道梁更多的是从轨道梁梁体结构的装配、轨道梁主体结构的焊接以及轨道梁主体结构的抗屈曲及局部承压性能等角度进行创新、改进。但是，由于悬挂式单轨交通轨道梁断面小，轨道梁垂向和横向刚度较低，车辆导致的轨道梁变形大，以致车辆与轨道梁之间的耦合动力相互作用较强，车辆和轨道梁的振动量级可能出现超标，车辆和轨道梁的长期服役性能将受到较大的影响，同时传统悬挂式单轨轨道梁标准跨度较小，在整个线路中梁缝较多，当列车运行在轨道梁上时，列车会给桥梁带来较大的振动和冲击，加剧了轨道梁的振动，同时也降低了车辆乘坐舒适性，长期将降低轨道梁的可靠性，从而产生安全隐患。
在城市轨道交通高架桥梁中，高架桥梁的减振措施主要是通过在轨道梁和梁柱之间设置具有一定刚度和阻尼的弹性支座，从而有效控制高架桥梁的振动量级，但悬挂式单轨交通轨道梁，由于其轨道梁与梁柱之间的连接形式特殊，且空间有限，不适合采用该种减振措施。另一方面，在轨道交通领域中，为了解决轨道不平顺的问题，通常是通过焊接钢轨使轨道之间连接无缝化，从而提高轨道的平顺性，最终提高列车乘坐的舒适性；但是，该技术投资成本大、施工周期长，并且悬挂式单轨交通轨道梁内部的空间有限，不便于在悬挂式单轨交通轨道梁中进行轨道无缝化焊接施工。此外，现有的轨道交通走行轨大多采用标准长度为25m的工字型走行钢轨；由于单根走行钢轨长度较短，线路轨缝较多，会对运行列车造成连续冲击，从而降低列车乘坐舒适性，同时现有的走行钢轨多数架设在路基上或者刚度大的桥梁上，走行轨弯曲变形较小，但是悬挂式单轨桥梁刚度小，当列车在轨道上运行时，由于车轮作用在走行轨位置不断变化，走行轨中部会出现向下较大的凹陷，轨道两端会出现较大的向上凸起，因而相邻两节轨道在接缝处的平顺性很差，如果采用传统标准长度25m的工字型走行钢轨，由于单根走行钢轨长度较短，列车在通过接缝时将产生连续较大的冲击振动，最终影响列车乘坐的舒适性。
发明内容
本发明的目的在于：为解决现有的悬挂式单轨交通轨道梁减振性能较差、列车运行时舒适性较差的问题，提供一种悬挂式单轨交通轨道梁，通过提高悬挂式单轨交通轨道梁的减振性能来提高列车运行的舒适性。
一种悬挂式单轨交通轨道梁，包括轨道梁顶板、设置在轨道梁顶板左右两侧的轨道梁腹板以及设置在轨道梁腹板内侧壁上的轨道梁底板，轨道梁底板上设置有减振橡胶垫，减振橡胶垫上设有走行轨，走行轨通过扣件系统连接在轨道梁底板上。
其中，减振橡胶垫包括横截面为梯形的主减振垫，主减振垫的两侧设置有横截面为三角形的副减振垫，副减振垫的斜面与主减振垫的斜面贴合。
其中，轨道梁底板的上表面设置有多组承轨台，多组承轨台沿轨道梁底板的长度方向均布；每组承轨台的上表面均设置有胶垫放置槽，胶垫放置槽的长度与减振橡胶垫的主减振垫的底边长度相等，减振橡胶垫放置于对应的承轨台的胶垫放置槽内。
其中，每个单跨的轨道梁顶板上在轨道梁顶板的中间位置处以及两侧1/4的位置处均设置有环形凹槽，每个环形凹槽内均设置有被动式减振系统。
其中，被动式减振系统包括质量块和弹性连接件，弹性连接件置于环形凹槽内，环形凹槽的底面及四周与弹性连接件接触，质量块设置在弹性连接件顶面上。
其中，位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的质量块的质量为：；
位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的弹性连接件的刚度为：
位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的弹性连接件的阻尼系数为：
其中，，/>为轨道梁从第j个自由度观察到的第i阶模态的具有物理含义的等价质量，/>为轨道梁的动能，/>为轨道梁第i阶模态的固有向量，/>为轨道梁的离散的单自由度质量，/>为轨道梁的第i阶固有圆频率，/>为/>与/>的比值，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的质量块的质量，Mi为轨道梁第i阶模态等价质量，Ki为轨道梁第i阶模态等价刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼比，i取值为2。
其中，位于轨道梁顶板(1)1/2处的质量块的质量为：；
位于轨道梁顶板(1)1/2处的弹性连接件的刚度为：
位于轨道梁顶板(1)1/2处的弹性连接件的阻尼系数为：
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其中，轨道梁顶板的顶面上、轨道梁腹板的外侧壁上以及轨道梁底板上均设置有多组加强筋，轨道梁顶板上的多组加强筋沿轨道梁顶板的长度方向均布，轨道梁腹板上的多组加强筋沿轨道梁腹板的长度方向均布，轨道梁底板上的多组加强筋沿轨道梁底板的长度方向均布。
其中，走行轨包括多段长走行轨条，长走行轨条的首端和/或尾端设置有叉指结构，上一截长走行轨条尾端的叉指结构与下一截长走行轨条首端的叉指结构相适配并错位对接。
其中，扣件系统包括扣压板，扣压板通过扣压螺栓、扣压螺母安装在轨道梁底板上，且扣压板的扣压端贴紧到走行轨上时扣压板的另一端与轨道梁底板顶面之间留有间隙。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，轨道梁上铺设走行轨，通过走行轨提高了列车在轨道梁上运行的平顺性，在走行轨的下方设有离散的减振橡胶垫进行支撑，列车在走行轨上运行时，能有效地减小轮轨动力相互作用，从而有效降低了车辆与轨道梁两个子系统的振动量级，提高了列车乘坐的舒适性，同时最大限度地减少工程投资，结构设计紧凑合理。此外，减振橡胶垫除了减振外，还由于橡胶垫具有弹性，因此可以通过扣件压力来调整走行为局部的高低(增大扣压力就能使得胶垫压缩量有一定的增加)，今后随着轨道梁实用寿命的增加，在运营维护方面，该种形式能较好地调整走形轨的不平顺(相比传统的梁结构)，保证列车长期乘坐舒适。
2、本发明中，主减振垫采用梯形结构，副减振垫采用三角形结构，副减振垫的斜面与主减振垫的斜面贴合后几者形成长方体结构；主减振垫主要用于支撑走行轨，主要起到减振作用以及今后运营维护可调整主减振垫压缩量来调整走形轨局部高差，主减振垫具有特殊的刚度和阻尼参数，刚度和阻尼与运行列车最大载荷量有关(可通过车桥耦合动力仿真确定合理值)。此外该主减振垫如要起到良好减振作用，其参数特性应取得合适，主减振垫刚度在(2×107-1×108)N/m,主减振垫阻尼在(5×104-1×105)N·s/m；副减振垫主要用于扣件系统扣压板的高低挤压调节，从而调整扣压板对走形轨的扣压力。为了便于扣压力的调整，副减振垫刚度在(1×104-1×105)N/m，由于副减振垫主要承受静态压力，不承受动态挤压力，因此副减振垫阻尼为一般橡胶垫阻尼即可；副减振垫刚度设置比主减振垫刚度小，这样一方面便于扣压板垂直伸缩副减振垫来调整扣压力，副减振垫刚度较小，在同等扣板垂直压缩量下产生对副减振垫的压力较小，从而减小了传至主减振垫的扣压力，对主减振垫起到保护租用；另一方面当列车运行在走行上方，走形轨遭受列车动载荷而不断挤压主减振垫，主减振垫在横向要发生变形，同时产生挤压，副减振垫与主减振垫采用斜面接触使得受力均匀，且副减振垫刚度比主减振垫刚度小，当主减振垫横向变形挤压时，副减振垫由于刚度较小，会减小两者接触面的正压力，相当于一定程度上释放了主减振垫在列车动荷载下的动应力，从而也保护了主减振垫。
3、本发明中，轨道梁振动以一阶和二阶振形为主要振动，在每个单跨的轨道梁顶板的中间位置处以及两侧1/4的位置处设置被动式减振系统，该减振系统由普通材质的质量块与弹性连接件组成，利用被动式减振原理，能有效将轨道梁一阶和二阶自振频率引发的振动传递给质量块，从而达到轨道梁减振的目的。针对轨道梁不同阶自振频率下的质量块、弹性连接件设计不同的质量、刚度和阻尼系数，从而能够使质量块、弹性连接件更好地协同作用，使被动式减振系统能够更好地对一阶振形和二阶振形的振动进行减振，显著提高轨道梁的减振性能。
4、本发明中，在轨道梁顶板的顶面上、轨道梁腹板的外侧壁上以及轨道梁底板上均设置有多组加强筋，通过加强筋能够提高轨道梁的垂向和横向刚度，减小列车运行时轨道梁产生的变形，提高线路的平顺性和列车乘坐的舒适性。
5、本发明中，走行轨设计由多段端部为叉指结构的长走行轨道条错位对接，既解决了走行轨因温度变化纵向伸缩以及走行轨承载端部弯曲强度的技术问题，又大量减少了轨道梁梁缝，在较长距离内使线路无缝化，提高了列车运行的平稳性和乘客舒适性。
6、本发明中，单组扣件系统主要包括扣压板、扣压螺栓、扣压螺母、扣压垫圈配套使用，扣压板作用是将钢轨扣压在减振胶垫上，同时限制走形轨的横向滑动，扣压板形状根据走形轨轮廓形状以及承轨台形状和尺寸配合设计，扣压板、走形轨和承轨台之间紧密配合。扣压板、副减振垫、主减振垫、承轨台以及走行轨底板均设置有开孔，扣压螺栓、扣压螺母用于固定，将扣压螺栓置于开孔中，扣压垫圈和扣压螺母配合将扣压螺栓拧紧。其中扣压螺母一端放置于扣压板上。其效果体现在：(1)该种扣件系统能通过扣压螺栓的松紧提供大的扣压板扣压力，能将走形轨扣压于减振橡胶垫上方，并且通过扣压螺栓调整扣压力使得走行轨垂向位移调整量较大(通过压缩橡胶垫)，在后期运营维护中能较好地调整轨道梁走形轨的局部不平顺，即使轨道梁在不同季节发生不同程度的变形(夏天温度高，桥梁会发生不同程度弯曲，桥梁跨中可能上拱)，也能通过调整该扣件系统的扣压力来保证走形轨的平顺性，从而保证列车乘坐舒适性；(2)扣压板两端分别设计为不同的轮廓线性，分别于走形轨轮廓和承轨台轮廓配合，扣压板将走形轨紧紧地扣压在承轨台上，在运行列车动力载荷下，走形轨发生剧烈振动时，走形轨在扣压板横向限位下，不会发生横向滑动，提高列车运行安全性。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明中轨道梁端部的局部示意图；
图3为本发明的立体图；
图4为本发明中走行轨的结构示意图；
图5为本发明中减振橡胶垫的结构示意图；
图6为本发明中走行轨通过扣件系统安装到轨道梁底板上的局部示意图；
图7为图6的剖视图。
图中标记：1-轨道梁顶板、2-轨道梁腹板、3-轨道梁底板、4-走行轨、5-减振橡胶垫、6-扣件系统、7-被动式减振系统、8-加强筋、9-承轨台、10-调高垫板、41-叉指结构、51-副减振垫、52-主减振垫、61-扣压板、62-扣压螺栓、63-扣压螺母。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种悬挂式单轨交通轨道梁，该轨道梁包括有轨道梁顶板1、轨道梁腹板2和轨道梁底板3，轨道梁腹板2设置两组，两组轨道梁腹板2一左一右地连接在轨道梁顶板1的左、右两侧，轨道梁顶板1、轨道梁腹板2连接之后形成“П”型结构。在两组轨道梁腹板2的内侧壁上均设置有轨道梁底板3，两组轨道梁底板3与轨道梁顶板1平行设置，且两组轨道梁底板3的宽度之和小于轨道梁顶板1的宽度，从而左侧的轨道梁底板3与右侧的轨道梁底板3之间间隔一定距离。一组轨道梁顶板1、两组轨道梁腹板2以及两组轨道梁底板3连接构成底面开口的箱梁。在每组轨道梁底板3上均设置有多组减振橡胶垫5，多组减振橡胶垫5沿轨道梁底板3的长度方向均布。在减振橡胶垫上设有走行轨4，走行轨4通过减振橡胶垫5沿轨道梁底板3的长度方向铺设，且走行轨4通过扣件系统6连接在轨道梁底板3上。该减振橡胶垫5的刚度和阻尼是降低列车与轨道梁间动力相互作用的关键参数，通过动力仿真可得到减振橡胶垫5的合理刚度和阻尼参数。
为了提高减振橡胶垫5的减振性能，且保证减振橡胶垫足够的使用寿命，该减振橡胶垫5设置为分体式结构，主要包括主减振垫52、副减振垫51，该主减振垫52两端的顶部设置成斜面，使主减振垫的横截面呈梯形，优选等腰梯形。该副减振垫51设置成三棱柱结构，该副减振垫51的横截面呈等腰三角形。该等腰三角形的斜边与主减振垫52等腰梯形截面的斜面长度相等，两组副减振垫51的斜面与一左一右贴合在主减振垫52两侧的斜面上，形成一个长方体结构。
为了更好地对减振橡胶垫5进行安装、固定，特在轨道梁底板3的上表面还设置有多组承轨台9，多组承轨台9沿轨道梁底板3的长度方向均布。每组承轨台9的上表面均设置有胶垫放置槽，胶垫放置槽的长度与减振橡胶垫5的主减振垫的底边长度相等，减振橡胶垫5放置于对应的承轨台9的胶垫放置槽内，且减振橡胶垫5在胶垫放置槽内不会左右移动，便于后期对走行轨的安装。优选，每组承轨台9上的胶垫放置槽均开设在对应承轨台9的中间位置。此外，将减振橡胶垫5安装在承轨台9上以后，在减振橡胶垫5底部与承轨台9之间还形成一个空间，并在该空间内设置有调高垫板10，根据走行轨的安装情况可放置不同规格的调高垫板10，从而更加便于调高垫板主要用于走行轨调高。
该承轨台9是根据悬挂式单轨交通轨道梁结构进行的特殊设计，承轨台9内部设置有胶垫放置槽，减振橡胶垫5置于胶垫放置槽里；当列车运行过程中，走形轨产生较剧烈的振动并传至减振橡胶垫，承轨台9的胶垫放置槽能限制减振橡胶垫5沿纵向或/和横向的滑动；该承轨台9的设置另一方面也为了便于安装扣件系统，承轨台9和扣件系统配套使用，将走形轨安装在承轨台9上方，并通过扣件系统限制走形轨的横向位移；承轨台9均采用工厂预制，承轨台9和轨道梁底板加工为一体化结构，现场走形轨和扣件系统的安装都十分便捷，且能使得走形轨安装精度更高。此外，承轨台9除了主要起到固定减振橡胶垫5、调高垫板10和用于安装扣件系统的作用，将走形轨通过扣件系统扣压于承轨台9上，特别地，承轨台9设置有顶升结构11，顶升机构11包括顶升螺栓和支撑板，承轨台内部设有螺纹孔，与螺栓配合，整个螺栓从承轨台槽内贯穿出轨道梁底板下方，该顶升机构11主要作用是：通过旋转顶升螺栓可以使得支撑板向上伸出，该结构十分方便地取出减振橡胶垫5和调高垫板10等部件，可很方面的今后走形轨局部更换减振橡胶垫5和调高垫板10，从而调整轨道不平顺，承轨台间距优选(0.5m-1m)。
为了进一步提高该轨道梁的减振性能，特在每个单跨的轨道梁顶板1上在轨道梁顶板1的中间位置处以及两侧1/4的位置处均设置有环形凹槽，每个环形凹槽内均设置有被动式减振系统7。
该被动式减振系统7包括质量块和弹性连接件，弹性连接件置于环形凹槽内，环形凹槽的底面及四周与弹性连接件接触，质量块设置在弹性连接件顶面上。
该质量块的形状为立方体，质量块的材质为钢材或者密度较大的材质，通常将密度大于7850kg/m3称之为密度较大；弹性连接件为弹性橡胶垫或面弹簧。
在每个单跨的轨道梁的中间位置以及两侧1/4的位置处设置环形凹槽，即在每个单跨的轨道梁上设置三组环形凹槽，通过这三组环形凹槽能够将对应单跨的轨道梁的一阶、二阶振动有效地传递给质量块，从而取得良好的低频减振效果；该弹性连接件选用弹性橡胶垫或面弹簧，质量块的质量和弹性连接件的刚度、阻尼可通过仿真或则比例试验进行合理匹配，取得一个适当的数值，达到减振效果。
为了使各个位置处的被动式减振系统7能够更好地对一阶、二阶振动进行减振，提高对轨道梁的一阶、二阶振动的减振效果，故将不同位置处的被动式减振系统7的质量块的质量、弹性连接件的刚度、阻尼系数进行设定，使其满足特殊关系之后提高减振效果。
其中，位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的质量块的质量为：；
位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的弹性连接件的刚度为：
位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的弹性连接件的阻尼系数为：
其中，，/>为轨道梁从第j个自由度观察到的第i阶模态的具有物理含义的等价质量，/>为轨道梁的动能，/>为轨道梁第i阶模态的固有向量，/>为轨道梁的离散的单自由度质量，/>为轨道梁的第i阶固有圆频率，/>为/>与/>的比值，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的质量块的质量，Mi为轨道梁第i阶模态等价质量，Ki为轨道梁第i阶模态等价刚度，为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼比，i取值为2。
其中，位于轨道梁顶板(1)1/2处的质量块的质量为：；
位于轨道梁顶板(1)1/2处的弹性连接件的刚度为：
位于轨道梁顶板(1)1/2处的弹性连接件的阻尼系数为：
其中，，/>为轨道梁从第j个自由度观察到的第i阶模态的具有物理含义的等价质量，/>为轨道梁的动能，/>为轨道梁第i阶模态的固有向量，/>为轨道梁的离散的单自由度质量，/>为轨道梁的第i阶固有圆频率，/>为/>与/>的比值，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的质量块的质量，/>为轨道梁第i阶模态等价质量，Ki为轨道梁第i阶模态等价刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼比，i取值为1。
为了提高轨道梁的垂向和横向刚度，减小列车运行时轨道梁产生的变形。因而，在轨道梁顶板1的顶面上、轨道梁腹板2的外侧壁上均设置有多组加强筋8，轨道梁顶板1上的多组加强筋8沿轨道梁顶板1的长度方向均布，轨道梁腹板2上的多组加强筋8沿轨道梁腹板2的长度方向均布。
为了减少了轨道梁梁缝，提高列车运行的平稳性和乘客舒适性。因而，该走行轨4包括多段长走行轨4条，长走行轨4条的首端和/或尾端设置有叉指结构41，上一截长走行轨4条尾端的叉指结构41与下一截长走行轨4条首端的叉指结构41相适配并错位对接，从而多段长走行轨4条将通过叉指结构41错位对接后沿轨道梁的长度方向进行铺设，形成走行轨4。
该走行轨4设计由多段端部为叉指结构41的长走行轨道条错位对接，既解决了走行轨4因温度变化纵向伸缩以及走行轨4承载端部弯曲强度的技术问题，又大量减少了轨道梁梁缝，在较长距离内使线路无缝化，提高了列车运行的平稳性和乘客舒适性。
该扣件系统6不同于传统铁路扣件系统，该扣件系统6根据悬挂式单轨交通轨道梁结构和受力特性专门设计，使得扣件系统6的性能参数可低于传统铁路扣件系统6。该扣件系统6包括有扣压板61，该扣压板61通过扣压螺栓62、扣压螺母63安装在轨道梁底板3上，并通过旋转扣压螺母63可调整扣压板61距离轨道梁底板3之间的间距。该扣压板61的扣压端的底面的形状、尺寸与走行轨的扣压部分的形状、尺寸相适配，扣压板61的扣压端可扣压在走行轨上。当扣压板61扣压在走行轨上时扣压板61的另一端与轨道梁底板3顶面之间留有间隙，若在轨道梁底板3上设置有承轨台时，扣压板61的另一端与承轨台顶面之间留有间隙。
工作时，列车在走行轨4上行进，在列车行进的过程中，因列车行进产生的振动将通过走行轨4传递至减振橡胶垫5，通过减振橡胶垫5能有效地减小轮轨动力的相互作用，从而有效降低了车辆与轨道梁两个子系统的振动量级，同时最大限度地减少工程投资，结构设计紧凑合理。
实施例1
一种悬挂式单轨交通轨道梁，该轨道梁包括有轨道梁顶板1、轨道梁腹板2和轨道梁底板3，轨道梁腹板2设置两组，两组轨道梁腹板2一左一右地连接在轨道梁顶板1的左、右两侧，轨道梁顶板1、轨道梁腹板2连接之后形成“П”型结构。在两组轨道梁腹板2的内侧壁上均设置有轨道梁底板3，两组轨道梁底板3与轨道梁顶板1平行设置，且两组轨道梁底板3的宽度之和小于轨道梁顶板1的宽度，从而左侧的轨道梁底板3与右侧的轨道梁底板3之间间隔一定距离。一组轨道梁顶板1、两组轨道梁腹板2以及两组轨道梁底板3连接构成底面开口的箱梁。在每组轨道梁底板3上均设置有多组减振橡胶垫5，多组减振橡胶垫5沿轨道梁底板3的长度方向均布。在减振橡胶垫上设有走行轨4，走行轨4通过减振橡胶垫5沿轨道梁底板3的长度方向铺设，且走行轨4通过扣件系统6连接在轨道梁底板3上。该减振橡胶垫5的刚度和阻尼是降低列车与轨道梁间动力相互作用的关键参数，通过动力仿真可得到减振橡胶垫5的合理刚度和阻尼参数。
实施例2
在实施例一的基础上，该减振橡胶垫5设置为分体式结构，主要包括主减振垫52、副减振垫51，该主减振垫52两端的顶部设置成斜面，使主减振垫的横截面呈梯形，优选等腰梯形。该副减振垫51设置成三棱柱结构，该副减振垫51的横截面呈等腰三角形。该等腰三角形的斜边与主减振垫52等腰梯形截面的斜面长度相等，两组副减振垫51的斜面与一左一右贴合在主减振垫52两侧的斜面上，形成一个长方体结构。
实施例3
在实施例一或实施例二的基础上，在轨道梁底板3的上表面还设置有多组承轨台9，多组承轨台9沿轨道梁底板3的长度方向均布。每组承轨台9的上表面均设置有胶垫放置槽，胶垫放置槽的长度与减振橡胶垫5的主减振垫52的底边长度相等，减振橡胶垫5放置于对应的承轨台9的胶垫放置槽内。优选，每组承轨台9上的胶垫放置槽均开设在对应承轨台9的中间位置。
实施例4
在上述实施例的基础上，在每个单跨的轨道梁顶板1上在轨道梁顶板1的中间位置处以及两侧1/4的位置处均设置有环形凹槽，每个环形凹槽内均设置有被动式减振系统7。
实施例5
在实施例四的基础上，该被动式减振系统7包括质量块和弹性连接件，弹性连接件置于环形凹槽内，环形凹槽的底面及四周与弹性连接件接触，质量块设置在弹性连接件顶面上。
实施例6
在实施例五的基础上，位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的质量块的质量为：；
位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的弹性连接件的刚度为：
位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的弹性连接件的阻尼系数为：
其中，，/>为轨道梁从第j个自由度观察到的第i阶模态的具有物理含义的等价质量，/>为轨道梁的动能，/>为轨道梁第i阶模态的固有向量，/>为轨道梁的离散的单自由度质量，/>为轨道梁的第i阶固有圆频率，/>为/>与/>的比值，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的质量块的质量，Mi为轨道梁第i阶模态等价质量，Ki为轨道梁第i阶模态等价刚度，为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼比，i取值为2。
实施例7
在实施例五的基础上，位于轨道梁顶板(1)1/2处的质量块的质量为：；
位于轨道梁顶板(1)1/2处的弹性连接件的刚度为：
位于轨道梁顶板(1)1/2处的弹性连接件的阻尼系数为：
其中，，/>为轨道梁从第j个自由度观察到的第i阶模态的具有物理含义的等价质量，/>为轨道梁的动能，/>为轨道梁第i阶模态的固有向量，/>为轨道梁的离散的单自由度质量，/>为轨道梁的第i阶固有圆频率，/>为/>与/>的比值，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的质量块的质量，/>为轨道梁第i阶模态等价质量，Ki为轨道梁第i阶模态等价刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼比，i取值为1。
实施例8
在上述实施例的基础上，在轨道梁顶板1的顶面上、轨道梁腹板2的外侧壁上以及轨道梁底板3上均设置有多组加强筋8，轨道梁顶板1上的多组加强筋8沿轨道梁顶板1的长度方向均布，轨道梁腹板2上的多组加强筋8沿轨道梁腹板2的长度方向均布，轨道梁底板3上的多组加强筋8沿轨道梁底板3的长度方向均布。
实施例9
在上述实施例的基础上，该走行轨4包括多段长走行轨4条，长走行轨4条的首端和/或尾端设置有叉指结构41，上一截长走行轨4条尾端的叉指结构41与下一截长走行轨4条首端的叉指结构41相适配并错位对接，从而多段长走行轨4条将通过叉指结构41错位对接后沿轨道梁的长度方向进行铺设，形成走行轨4。
实施例10
在上述实施例的基础上，该扣件系统6不同于传统铁路扣件系统，该扣件系统6根据悬挂式单轨交通轨道梁结构和受力特性专门设计，使得扣件系统6的性能参数可低于传统铁路扣件系统6。该扣件系统6包括有扣压板61，该扣压板61通过扣压螺栓62、扣压螺母63安装在轨道梁底板3上，并通过旋转扣压螺母63可调整扣压板61距离轨道梁底板3之间的间距。该扣压板61的扣压端的底面的形状、尺寸与走行轨的扣压部分的形状、尺寸相适配，扣压板61的扣压端可扣压在走行轨上。当扣压板61扣压在走行轨上时扣压板61的另一端与轨道梁底板3顶面之间留有间隙；若在轨道梁底板3上设置有承轨台时，扣压板61的另一端与承轨台顶面之间留有间隙。
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。
Claims (8)
1.一种悬挂式单轨交通轨道梁，包括轨道梁顶板(1)、设置在轨道梁顶板(1)左右两侧的轨道梁腹板(2)以及设置在轨道梁腹板(2)内侧壁上的轨道梁底板(3)，其特征在于：轨道梁底板(3)上设置有减振橡胶垫(5)，减振橡胶垫(5)上设有走行轨(4)，走行轨(4)通过扣件系统(6)连接在轨道梁底板(3)上；
减振橡胶垫(5)包括横截面为梯形的主减振垫(52)，主减振垫(52)的两侧设置有横截面为三角形的副减振垫(51)，副减振垫(51)的斜面与主减振垫(52)的斜面贴合；
轨道梁底板(3)的上表面设置有多组承轨台(9)，多组承轨台(9)沿轨道梁底板(3)的长度方向均布；每组承轨台(9)的上表面均设置有胶垫放置槽，胶垫放置槽的长度与减振橡胶垫(5)的主减振垫(52)的底边长度相等，减振橡胶垫(5)放置于对应的承轨台(9)的胶垫放置槽内。
2.如权利要求1所述的一种悬挂式单轨交通轨道梁，其特征在于：每个单跨的轨道梁顶板(1)上在轨道梁顶板(1)的中间位置处以及两侧1/4的位置处均设置有环形凹槽，每个环形凹槽内均设置有被动式减振系统(7)。
3.如权利要求2所述的一种悬挂式单轨交通轨道梁，其特征在于：被动式减振系统(7)包括质量块和弹性连接件，弹性连接件置于环形凹槽内，环形凹槽的底面及四周与弹性连接件接触，质量块设置在弹性连接件顶面上。
4.如权利要求3所述的一种悬挂式单轨交通轨道梁，其特征在于：位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的质量块的质量为：；
位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的弹性连接件的刚度为：
位于轨道梁顶板(1)1/4、3/4处的弹性连接件的阻尼系数为：
其中，，/>为轨道梁从第j个自由度观察到的第i阶模态的具有物理含义的等价质量，/>为轨道梁的动能，/>为轨道梁第i阶模态的固有向量，/>为轨道梁的离散的单自由度质量，/>为轨道梁的第i阶固有圆频率，/>为/>与/>的比值，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的质量块的质量，Mi为轨道梁第i阶模态等价质量，Ki为轨道梁第i阶模态等价刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼比，i取值为2。
5.如权利要求3所述的一种悬挂式单轨交通轨道梁，其特征在于：位于轨道梁顶板(1)1/2处的质量块的质量为：；
位于轨道梁顶板(1)1/2处的弹性连接件的刚度为：
位于轨道梁顶板(1)1/2处的弹性连接件的阻尼系数为：
其中，，/>为轨道梁从第j个自由度观察到的第i阶模态的具有物理含义的等价质量，/>为轨道梁的动能，/>为轨道梁第i阶模态的固有向量，/>为轨道梁的离散的单自由度质量，/>为轨道梁的第i阶固有圆频率，/>为/>与/>的比值，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的质量块的质量，/>为轨道梁第i阶模态等价质量，Ki为轨道梁第i阶模态等价刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的刚度，/>为轨道梁在第i阶模态处被动式减振系统(7)的弹性连接件的阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼，/>为轨道梁第i阶模态等价阻尼比，i取值为1。
6.如权利要求1所述的一种悬挂式单轨交通轨道梁，其特征在于：轨道梁顶板(1)的顶面上、轨道梁腹板(2)的外侧壁上以及轨道梁底板(3)上均设置有多组加强筋(8)，轨道梁顶板(1)上的多组加强筋(8)沿轨道梁顶板(1)的长度方向均布，轨道梁腹板(2)上的多组加强筋(8)沿轨道梁腹板(2)的长度方向均布，轨道梁底板(3)上的多组加强筋(8)沿轨道梁底板(3)的长度方向均布。
7.如权利要求1所述的一种悬挂式单轨交通轨道梁，其特征在于：走行轨(4)包括多段长走行轨条，长走行轨条的首端和/或尾端设置有叉指结构(41)，上一截长走行轨条尾端的叉指结构(41)与下一截长走行轨条首端的叉指结构(41)相适配并错位对接。
8.如权利要求1所述的一种悬挂式单轨交通轨道梁，其特征在于：扣件系统(6)包括扣压板(61)，扣压板(61)通过扣压螺栓(62)、扣压螺母(63)安装在轨道梁底板(3)上，且扣压板(61)的扣压端贴紧到走行轨(4)上时扣压板(61)的另一端与轨道梁底板(3)顶面之间留有间隙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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