CN110284378A - 一种单轨梁及单轨交通运输系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及轨道交通运输领域，具体涉及一种单轨梁及单轨交通运输系统。所述单轨梁利用三个独立的主体之间的空间形成走行空间。本申请单轨梁及单轨交通运输系统可有效降低运载单元重心；同时本申请轨道梁的制造工艺简化、精度提高，抗疲劳能力提高，在同样用材重量和载重的情况下，轨道梁的纵向和横向刚度性能更佳。

Description

一种单轨梁及单轨交通运输系统

技术领域

本申请涉及轨道交通运输领域，具体涉及一种单轨梁及单轨交通运输系统。

背景技术

现有轨道交通运输领域中，通常涉及悬挂式运输、跨座式运输等，不论何种运输方式，都会涉及有轨道梁的结构设计；例如悬挂式运输中的H型梁、下开口的箱式结构梁，跨座式运输中的H型梁，T型梁等。

箱式结构梁通常是由若干结构件组装而成，组装的方式包括例如焊接、螺栓连接等，具体可参考专利申请CN201610944898.7。

H型梁或T型梁通常可采用混凝土浇筑、钢材组装等方式制成，例如专利申请CN201811023548.2、CN201120054185.6。

发明内容

在现有设计的基础上进一步优化轨道交通运输的轨道梁是很复杂的问题，某一方面性能指标的优化常会给其他方面的性能指标带来复杂的影响。而且不同性能指标的关联性会受轨道结构的制约，即轨道梁结构的变化也会给不同性能指标关联的情况带来深刻变化，使得我们无法预期在一种结构之下较为优化的配置组合在另一种结构之下会产生类似的效果。

例如，箱式结构梁通常应用于悬挂式轨道交通运输系统，其所采用的轨道梁结构本身需采用主体的箱式结构，箱式结构通常是通过多块板材焊接组装而成，再加上在箱式结构的上部和侧部加强件，通常也是通过焊接的方式实现，箱式结构如果采用焊接连接，由于箱式结构是主体结构，焊接的则是长焊缝；并且加强件与箱式结构之间通常也是采用焊接的方式，焊接容易导致结构变形，而箱式结构的长焊缝则更容易导致变形。这样的连接设置方式下，导致轨道梁的制造精度不高，同时导致其抗疲劳能力降低，横向刚度和纵向刚度不够理想，特别是在承载60吨以上的载重，车辆行驶速度30km/h以上，轨道梁的横向开口变形量通常会大于20mm，易导致动力转向架行驶不稳定等问题。

H型梁或T型梁虽然不存在开口的问题，但走行部与动力转向架之间无法集成设置，导致整体系统结构复杂。

本发明提出的轨道梁的设计方案在提高系统集成性，同时本申请轨道梁的制造工艺简化、精度提高，抗疲劳能力提高，在同样载重的情况下，轨道梁横向刚度性能更佳。

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

本申请提供一种单轨梁，包括若干轨道梁单元；所述轨道梁单元包括至少一个组合件和若干第三主体，所述组合件包括镜像对称设置的第一主体和第二主体，第一主体和第二主体是型材结构；第三主体是单侧方向开口的连续结构件；若干第三主体连接于组合件的内侧或/和外侧；组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同；

当若干第三主体连接于组合件的内侧时，若干第三主体内的连续空间形成走行空间；

当若干第三主体连接于组合件的外侧时，第一主体和第二主体之间的空间形成走行空间；

当若干第三主体连接于第一组合件的内侧与第二组合件的外侧之间时，第二组合件的第一主体和第二主体之间的空间形成走行空间。

本申请方案所采用的轨道梁单元是通过组装组合件以及第三主体所得，并且其中的第三主体是单侧方向开口的连续结构件。组合件与第三主体的组装方式可以是若干第三主体连接于组合件的内侧或外侧，并且组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同。本申请采用第三主体是连续件，组合件与第三主体组装，特定结构的第三主体的使用，减少了第三主体与组合件之间的焊接需求，有效提高轨道梁及轨道梁单元的制造精度、抗疲劳能力以及横向刚度，同时第三主体与组合件的制造工艺难度及成本降低。

另外，本申请方案中特定采用当若干第三主体连接于第一组合件的内侧与第二组合件的外侧之间时，第二组合件的第一主体和第二主体之间的空间形成走行空间。设置第三主体分别位于两个组合件之间，除增加轨道梁单元的美观性外，还可保证轨道梁单元在同等刚度条件下，有效减小第一组合件和第二组合件的第一主体和第二主体的厚度。第一主体和第二主体厚度降低，在其制造工艺上更容易实现，例如第一主体、第二主体通过折弯制成的方式，通常折弯对于板材的厚度会有一定的限制。可以说，前述特定限制条件下，可有效降低本申请组合件的制造工艺难度，同时能够保证所得轨道梁单元的刚度。

本申请还提供第二方面的技术方案，即一种单轨交通运输系统，包括轨道梁、动力转向架、载具和支撑件；所述轨道梁采用前述任意一项所述的单轨梁，动力转向架设置在走行空间的内部，并且动力转向架沿走行空间行走，动力转向架吊挂或支撑连接载具，支撑件对轨道梁提供支撑。

本申请还可采用以下任一或若干特征的方案组合而成的优选方案。

可选的，第三主体的端部与组合件的开口之间的距离小于组合件高度的1/3，所述组合件的开口是预设方向与第三主体开口方向相同的开口。

可选的，第三主体是通过折弯、锻造或铸造制成的金属结构件。

可选的，组合件与第三主体之间的连接包括焊接、螺栓连接或铆接中的至少一种。

可选的，组合件设置上开口和下开口。

可选的，第一主体、第二主体是槽型结构。

可选的，所述槽型结构是由金属板折弯制成。

可选的，当若干第三主体连接于组合件的内侧时，若干第三主体的下部的上沿设置有连续的走行部，走行部与第三主体之间设置有减震支座；

当若干第三主体连接于组合件的外侧时，第一主体和第二主体的下部即走行部，走行部与第三主体之间设置有减震垫或走行部与第三主体直接接触；

或者，当若干第三主体连接于组合件的外侧时，第一主体和第二主体的下部的上沿设置有连续的走行部，走行部与第一主体、第二主体的下部之间设置有减震支座。

可选的，走行空间的上部或侧部设置有连续的导向面。

可选的，相邻第三主体之间设置有间隙，间隙宽度是0.3m-2m。

附图说明

图1-图6是本申请方案实施方式组合件沿走行方向的纵截面的多种可选结构示意图；

图7-图10是本申请方案实施方式第三主体沿走行方向的纵截面的多种可选结构示意图；

图11是本申请方案实施方式第三主体的立体结构示意图；

图12-图14是本申请方案实施方式图7-图10中任一A-A截面的示意图；

图15-图21是本申请方案实施方式轨道梁单元沿走行方向的纵截面的多种可选结构示意图；

图22-图24本申请方案实施方式轨道梁单元的多种立体可选结构示意图；

图25-图26是本申请方案在应用于空铁运输所得空铁轨道交通运输系统的多种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。

请参考附图所示，本申请提供一种单轨梁，包括若干轨道梁单元100；所述轨道梁单元100包括至少一个组合件和若干第三主体1103，所述组合件包括镜像对称设置的第一主体1101和第二主体1102，第一主体1101和第二主体1102是型材结构；第三主体1103是单侧方向开口的连续结构件；若干第三主体1103连接于组合件的内侧或/和外侧；组合件预设至少有一个开口方向与第三主体1103的开口方向相同；

当若干第三主体1103连接于组合件的内侧时，若干第三主体1103内的连续空间形成走行空间；

当若干第三主体1103连接于组合件的外侧时，第一主体1101和第二主体1102之间的空间形成走行空间；

当若干第三主体连接于第一组合件的内侧与第二组合件的外侧之间时，第二组合件的第一主体和第二主体之间的空间形成走行空间。

本申请方案所采用的轨道梁单元是通过组装组合件以及第三主体所得，并且其中的第三主体是单侧方向开口的连续结构件。组合件与第三主体的组装方式可以是若干第三主体连接于组合件的内侧或外侧，并且组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同。本申请采用第三主体是连续件，组合件与第三主体组装，特定结构的第三主体的使用，减少了第三主体与组合件之间的焊接需求，有效提高轨道梁及轨道梁单元的制造精度、抗疲劳能力以及横向刚度，同时第三主体与组合件的制造工艺难度及成本降低。相比于现有箱式结构梁的上部和侧部设置加强件的结构，特别是在承载60吨以上的载重，车辆行驶速度30km/h以上，轨道梁的横向开口变形量通常小于5mm。

另外，请参考附图24所示，本申请方案中特定采用当若干第三主体1103连接于第一组合件101的内侧与第二组合件201的外侧之间时，第二组合件201的第一主体1101和第二主体1102之间的空间形成走行空间。设置第三主体1103分别位于两个组合件之间，除增加轨道梁单元的美观性外，还可保证轨道梁单元在同等刚度下，有效减小组合件的第一主体1101和第二主体1102的厚度。第一主体和第二主体厚度降低，在其制造工艺上更容易实现，例如第一主体、第二主体通过折弯制成的方式，通常折弯对于板材的厚度会有一定的限制。可以说，前述特定限制条件下，可有效降低本申请组合件的制造工艺难度，同时能够保证所得轨道梁单元的刚度。

请参考图25-图26，本申请还提供第二方面的技术方案，即一种单轨交通运输系统，包括轨道梁、动力转向架、载具300和支撑件200；所述轨道梁采用前述任意一项所述的单轨梁，动力转向架设置在走行空间的内部，并且动力转向架沿走行空间行走，动力转向架吊挂或支撑连接载具300，支撑件200对轨道梁提供支撑。

请参考图1-图6所示，图1-图6是本申请方案实施方式组合件沿走行方向的纵截面的多种可选结构示意图；本申请方案的轨道梁可以是包含一个组合件，也可以是多个组合件并排设置；本申请所采用的组合件包括镜像对称设置的第一主体和第二主体，其中的，第一主体1101和第二主体1102可以采用图1-图6中所示的任意型材结构，例如C型钢或U型钢等槽型钢；本申请可优选第一主体1101和第二主体1102采用相同的型材结构；另外，第一主体1101和第二主体1102的厚度优选10mm～40mm，长度优选10m～30m。另外，本申请第一主体1101和第二主体1102可以是采用金属板折弯制成的型材结构，尤其是槽型结构。本申请方案中组合件的开口可以是单独的上开口或下开口，也可以是均设置有上开口和下开口。

请参考图7-图13所示，图7-图10是本申请方案实施方式第三主体沿走行方向的纵截面的多种可选结构示意图；图11是本申请方案实施方式第三主体的立体结构示意图；图12-图14是本申请方案实施方式图7-图10中任一的A-A截面的示意图；本申请方案中的第三主体1103是单侧方向开口的连续结构件，例如图7-10中所示的多种示意结构；其中，本申请第三主体可采用例如单侧方向开口的环形结构件，U型结构件或C型结构件；本申请所述的单侧方向开口的连续结构件可以是通过折弯、锻造或铸造等多种方式制作而成，例如通过折弯、锻造或铸造制成的金属结构件，包括板材、型材、模锻件等；本申请方案中优选第三主体1103的宽度是100mm～300mm。所述的板材、型材、模锻件等结构可以是钢或铝合金材质，例如通过折弯、锻造或铸造制成的钢或铝合金结构件。

与现有的若干板材或结构件焊接组合的方式不同，本申请的第三主体优选是通过折弯、锻造或铸造制成的金属结构件，同时第三主体是单侧方向开口的连续结构件；所谓连续即无缝结构，包括焊接缝等两种结构拼合产生的缝隙，金属组织不连续的异常区。第三主体与组合件之间组装，组装的方式可优选是螺丝、螺栓连接，减少焊接量，组合件与第三主体因为焊接而变形的几率减少，从而提高了本申请轨道梁单元的制造精度。同时，上述设置条件下降低了轨道梁的制造成本及制造难度。

另外，本申请方案中可优选第三主体是铝合金材质，从而整体结构轻量化，同时铝合金是声音的非传播体，并且防腐效果好。

另外，本申请方案中优选采用第一主体和第二主体是由金属板折弯制成的槽型结构，所得第一主体和第二主体可不用焊接制成，其相对于箱式结构梁而言消除了轨道梁的长焊缝，第三主体的结构设计促使组合件与第三主体之间的短焊缝需求减少。因此，在上述优选条件下，本申请方案的焊缝减少，甚至于不需要焊接，轨道梁单元不会产生组装变形，从而有效提高制造精度。

请参考图15-23所示，图15-图21是本申请方案实施方式轨道梁单元沿走行方向的纵截面的多种可选结构示意图；图22-图24是本申请方案实施方式轨道梁单元的多种立体可选结构示意图；图25-图26是本申请方案在应用于运输所得空铁轨道交通运输系统的多种结构示意图；本申请方案中的轨道梁单元可以采用前述的任意组合件与前述的任一第三主体组装而成。本申请组合件与第三主体的组装方式可以有多种方式，例如若干第三主体连接于组合件的外侧或内侧，同时还可在外侧或内侧的特定条件下，设置组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同；其中，组合件预设至少有一个开口与第三主体的开口方向相同且朝上，或者组合件预设至少有一个开口与第三主体的开口方向相同且朝下。可行的组装方式包括如下：

1、若干第三主体连接于组合件的内侧，组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同，开口方向预设朝上；

2、若干第三主体连接于组合件的内侧，组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同，开口方向预设朝下；

3、若干第三主体连接于组合件的外侧，组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同，开口方向预设朝上；

4、若干第三主体连接于组合件的外侧，组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同，开口方向预设朝下；

5、若干第三主体连接于组合件的内侧和外侧，并且若干第三主体连接于两个组合件之间，组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同，开口方向预设朝上；

6、若干第三主体连接于组合件的内侧和外侧，并且若干第三主体连接于两个组合件之间，组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同，开口方向预设朝下；

上述组装方式5和6可参考附图20-21、图24，上述组装方式1和2可参考图15-17，上述组装方式3和4可参考图18-图19。

上述的组装方式1、3、5所得的轨道梁可以应用于内嵌式轨道交通运输系统中，上述的组装方式2、4、6所得的轨道梁可以应用于悬挂式轨道交通运输系统中。

图15-图17所示的第三主体依然是单侧方向开口的连续结构件，其图示所示的仅是用于表示第三主体是采用锻造或铸造工艺制成；图18-图19所示用于表示第三主体是采用折弯工艺制成。

另外，本申请方案中可采用第三主体1103的端部30与组合件的开口20之间的距离小于组合件高度的1/3，所述组合件的开口20是预设方向与第三主体开口方向相同的开口。

上述的组装方式中，当若干第三主体1103连接于组合件的内侧时，走行空间的下部设置有连续的走行部10，走行部10与第三主体1103之间设置有减震支座。减震支座可以橡胶支座。

至于轨道梁的走行空间，则是根据第三主体与组合件的连接方式及连接位置决定；例如当若干第三主体连接于组合件的内侧时，若干第三主体内的连续空间形成走行空间；

当若干第三主体1103连接于组合件的外侧时，第一主体1101和第二主体1102之间的空间形成走行空间。此种组装方式下，第一主体和第二主体的下部即走行部，走行部与第三主体之间设置有减震垫或走行部与第三主体直接接触；或者，当若干第三主体连接于组合件的外侧时，第一主体和第二主体的下部的上沿设置有连续的走行部，走行部与第一主体、第二主体的下部之间设置有减震支座。

当若干第三主体1103连接于第一组合件101的内侧与第二组合件201的外侧之间时，第二组合件201的第一主体1101和第二主体1102之间的空间形成走行空间。

另外，本申请方案实施例的轨道梁单元中，第三主体与组合件中的第一主体、第二主体的连接可采用焊接、螺栓连接或铆接中的至少一种。从图上示意可知，相邻第三主体之间可以设置有间隙，间隙宽度可采用0.3m～2m的范围，优选1m～2m。另外，本申请中，走行空间的上部或侧部设置有连续的导向面40。

本申请轨道梁除应用于各项空轨交通运输系统中外，还可将所得运输系统应用于各项场景中。

本申请说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统及终端实施例而言，由于其中的方法基本相似于方法的实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本申请未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本申请的技术方案并非是对本申请的限制，如来替代，本申请仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本申请的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本申请的宗旨，也应属于本申请的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种单轨梁，包括若干轨道梁单元；其特征在于，所述轨道梁单元包括至少一个组合件和若干第三主体，所述组合件包括镜像对称设置的第一主体和第二主体，第一主体和第二主体是型材结构；第三主体是单侧方向开口的连续结构件；若干第三主体连接于组合件的内侧或/和外侧；组合件预设至少有一个开口方向与第三主体的开口方向相同；

当若干第三主体连接于组合件的内侧时，若干第三主体内的连续空间形成走行空间；

当若干第三主体连接于组合件的外侧时，第一主体和第二主体之间的空间形成走行空间；

当若干第三主体连接于第一组合件的内侧与第二组合件的外侧之间时，第二组合件的第一主体和第二主体之间的空间形成走行空间。

2.根据权利要求1所述的一种单轨梁，其特征在于：第三主体的端部与组合件的开口之间的距离小于组合件高度的1/3，所述组合件的开口是预设方向与第三主体开口方向相同的开口。

3.根据权利要求1所述的一种单轨梁，其特征在于：第三主体是通过折弯、锻造或铸造制成的金属结构件。

4.根据权利要求1所述的一种单轨梁，其特征在于：组合件与第三主体之间的连接包括焊接、螺栓连接或铆接中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种单轨梁，其特征在于：组合件设置上开口和下开口。

6.根据权利要求1所述的一种单轨梁，其特征在于：第一主体和第二主体是槽型结构，所述槽型结构是由金属板折弯制成。

7.根据权利要求1所述的一种单轨梁，其特征在于：当若干第三主体连接于组合件的内侧时，走行空间的下部设置有连续的走行部，走行部与第三主体之间设置有减震支座；

当若干第三主体连接于组合件的外侧时，第一主体和第二主体的下部即走行部，走行部与第三主体之间设置有减震垫或走行部与第三主体直接接触；

或者，当若干第三主体连接于组合件的外侧时，第一主体和第二主体的下部的上沿设置有连续的走行部，走行部与第一主体、第二主体的下部之间设置有减震支座。

8.根据权利要求7所述的一种单轨梁，其特征在于：走行空间的上部或侧部设置有连续的导向面。

9.根据权利要求1所述的一种单轨梁，其特征在于：相邻第三主体之间设置有间隙，间隙宽度是0.3m-2m。

10.一种单轨交通运输系统，其特征在于：包括轨道梁、动力转向架载具和支撑件；所述轨道梁采用权1-权9任意一项所述的单轨梁，动力转向架设置在走行空间的内部，并且动力转向架沿走行空间行走，动力转向架吊挂或支撑连接载具，支撑件对轨道梁提供支撑。