CN115427283A - 尤尼茨基弦索式运输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运输系统。弦索式运输系统包括安装在底座上(1)以便在缆塔(2)之间延伸的轨道结构下层(3)的两个导轨和布置在其上的轨道结构上层的两个导轨(4)，导轨呈包封在相应外壳(6)中的预张紧加强构件(5)的形式，滚动表面(8)连接至其上用于轮式车辆(9)，并形成两个轨道，轨道通过呈杆元件(10)形式的两层桁架式轨道结构在相邻的缆塔(2)之间的跨距G中彼此连接。在轨道结构的每层上，左右导轨通过安装在组件中的横向连接件(11)相互连接，横向连接件安装在组件中以将其连接到杆元件(10)。下层(3)的轨道被固定到横梁(13)，横梁通过连接组件(14)铰接连接到缆塔(2)。因此提高轨道结构的刚性和动态稳定性。

Description

尤尼茨基弦索式运输系统

技术领域

本发明涉及具有与立交桥式轨道相关的导轨轨道结构的弦索式地上运输系统。它既可用于城市内公路的开发，也可用于城际和国际交通系统的建设。

背景技术

改进现有轨道结构的逻辑解决方案是尤尼茨基(Yunitski)弦索式运输系统。

尤尼茨基线性运输系统是已知的，其包括至少一个车辆，该车辆具有驱动单元并由至少一个导轨上的轮引导，所述导轨包含头部并连接到安装在位于地基上的支撑件上的预应力纵向元件。该运输系统的预应力纵向元件被制成至少一个弦的形式，所述弦通过高度可变的垫片与每个导轨的头部沿整个长度连接。因此，导轨头部(rail head)连接到DC或AC电源，并且导轨通过电绝缘体连接到支撑件。所述运输系统中的导轨通过横向条彼此连接，所述横向条配备有电绝缘体和阻尼器。此外，在上述运输系统中，支撑件是刚性的且可动的，而导轨轨道通过相互相对纵向位移的机构连接到可动支撑件，该相互相对纵向位移的机构包括例如使用杆和/或用于调节其相对于支撑件和地基的位置的机构、和/或借助于阻尼器[1]。

这种运输系统的缺点是其轨道结构在支撑件之间的跨度中的刚度和动态稳定性不足。

尤尼茨基运输系统是已知的，其包括至少两个承载构件形式的预张紧的导轨索，所述导轨索封装在具有与车辆配合的滚动表面的本体(壳体)中。导轨索形成两个轨道结构。载重车和空车[2]安装在轨道结构的导轨索上。

这种运输系统的缺点是其第二层轨道结构的刚度和动态稳定性不足，这尤其影响了大件货物的运输。

在当前的运输发展水平下，该问题成为基于机电一体化原理来精心制作运输系统的任务，该机电一体化原理的特征在于高速运动和负载能力/交通性能、低成本、零环境污染、对有用土地的需求可忽略不计，同时确保经济性和最大安全性。

与提出的技术本质和实现的积极效果最接近的是已知的尤尼茨基弦索式运输系统，其包括安装在地基上、搁置在中间支撑件上的两层弦索式桁架轨道结构；其每层都装备有两个以预应力承载构件形式制成的导轨索，所述导轨索被封装在带有与轮式车辆配合的滚动表面的相应主体中并且形成轨道。因此，每个轨道的两个导轨索在相邻支撑件之间的跨距中通过呈Z字形定向杆元件形式的两层桁架式轨道结构互连，所述Z字形定向杆元件与上导轨索和下导轨索形成三角形并且位于这些导轨索的外侧，其中在轨道结构的每一层上，左导轨索和右导轨索通过安装在杆元件和导轨索的连接单元中的横向隔板彼此连接[3]。

所述运输系统的广泛使用的限制是其轨道结构的刚度不足，这是由轨道结构的相对于其轮轨宽度的显著高度(考虑到车辆的高度)引起的。出于同样的原因，在该技术方案中，轨道结构在相邻支撑件之间的跨距中的动态稳定性也受到限制。

本发明的目的是解决以下技术任务：

-增加所述轨道结构的刚度；

-增加相邻支撑件之间的跨距中的轨道结构的动态稳定性。

发明内容

根据本发明的技术目的通过尤尼茨基弦索式运输系统实现，该系统包括轨道结构的下层的两个导轨索和在其上方的轨道结构的上层的两个导轨索，导轨索在锚固支撑件之间安装地基上并搁置于中间支撑件上，所述导轨索以预应力承载构件的形式制成并形成两个轨道，所述预应力承载构件包封在具有与轮式车辆配合的滚动表面的相应主体中，所述导轨索通过两层桁架式轨道结构的Z字形定向杆元件在相邻支撑件之间的跨距G中互连，所述Z字形定向杆元件与下层和上层的导轨索形成三角形并定位在这些导轨索的外侧，其中在轨道结构的每一层，左导轨索和右导轨索通过安装在杆元件和导轨索的连接单元中的横向隔板彼此连接，由此下层的导轨索在穿过Z字形定向杆元件的连接单元的竖直纵向平面A和B之间紧固在横梁上，并且由此横梁通过位于两个竖直纵向平面N和M中的组装单元连接到支撑件，并且所述横梁能沿着轨道结构的轴线移位，横梁布置在穿过连接单元和支撑件的中心的相应横向平面W的连接点处，而包含连接单元的纵向竖直平面A和B相对于包含组装单元的纵向竖直平面N和M移位距离L(米)，该距离由以下比例限定：

0.02≤L/H≤0.5，

其中H(米)-桁架式轨道结构的高度，

而横向隔板的长度S(米)和横梁在其组装单元之间的长度K(米)通过比值相关：

0.5≤S/K≤0.95，

而跨距长度G是桁架式轨道结构的下层的导轨索和杆元件的连接单元之间的距离R(米)的倍数。

还实现了技术目的，即，使每跨距中桁架式轨道结构的下层的杆元件与导轨索的连接单元之间的距离R(米)制成为支撑件之间的距离的倍数。

通过横梁与支撑件的组装连接以枢转杆的形式实现，也确保了完成设定任务。

上述结果还在导轨索是载流的并具有连接到直流或交流电源的可能性的情况下实现。

上述特征使所提出的技术方法的特征是显著的，因为总体上，它们足以解决给定的技术任务并实现期望的技术结果，同时它们中的每一个分别需要用来识别和区分所提出的尤尼茨基弦索式运输系统与现有技术中已知的类似技术方法。

表征尤尼茨基弦索式运输系统的要求保护的布置的这组共同且独特的区别特征在现有技术中是未知的，并且在法律保护范围所覆盖的所有情况下是新的且充分的。

附图说明

在下文中，将通过参考附图(图1-4)详细描述尤尼茨基弦索式运输系统的布置和操作原理来解释本发明的本质，附图示出了以下内容：

图1-尤尼茨基运输系统的弦索式两层桁架式轨道结构的布局图——总图(实施例)；

图2-尤尼茨基运输系统的弦索式两层桁架式轨道结构的布局图——俯视图(实施例)；

图3-尤尼茨基运输系统的弦索式两层桁架式轨道结构的横截面的布局图(实施例)；

图4-尤尼茨基运输系统的弦索式两层桁架式轨道结构的一部分的布局图——正视图(实施例)。

图上的位置：

1-地基；

2-轨道结构的支撑件；

2a-锚固支撑件；

2b-中间支撑件；

3-下层的导轨索；

3^L-下层的左导轨索；

3^P-下层的右导轨索；

4-上层的导轨索；

4^L-上层的左导轨索；

4^P-上层的右导轨索；

5-导轨索的预应力承载构件；

6-导轨索的主体；

7-硬化材料；

8-导轨索的滚动表面；

9-轮式车辆；

9a-上层的导轨索的轮式车辆；

9b-下层的导轨索的轮式车辆；

10-弦索式两层桁架式轨道结构的Z字形定向杆元件；

11-在左导轨索和右导轨索之间的横向隔板；

12-杆元件和导轨索的连接单元；

13-横梁；

14-横梁与支撑件的组装单元；

15-横梁的组装单元的枢转杆；

G-运输系统的相邻支撑件之间的跨距；

А-竖直纵向平面(左)，其通过导轨索和Z字形定向杆元件的连接单元；

B-竖直的纵向平面(右)，其通过导轨索和Z字形定向杆元件的连接单元；

N-定位横梁与支撑件的组装单元的竖直纵向平面(左)；

М-定位横梁与支撑件的组装单元的竖直纵向平面(右)；

W-横向(latitudinal)竖直平面，其通过横梁的支撑件的中心和连接单元；

X-横梁的纵向轴线；

R(米)-下层的导轨索与杆元件的连接单元之间的距离；

L(米)-从定位Z字形定向杆元件平面到定位组装单元的相邻平面的距离；

Н(米)-两层桁架式轨道结构的高度；

S(米)-横向隔板的长度(定位Z字形定向杆元件和导轨索的连接单元的平面之间的距离)；

K(米)-在定位其组装单元的平面之间的横向隔板的长度。

具体实施方式

本发明的本质在以下更详细的描述中。

如图1所示，本发明的尤尼茨基弦索式运输系统包括在支撑件2(锚固支撑件2a，搁置在中间件2b上)之间安装在地基1上的两个下层导轨索3，和布置在下层导轨索上方的轨道结构的两个上层导轨索4。

另外，根据设计选择，钢筋混凝土、管混凝土、钢柱、框架或具有其单独设计的支撑件的已知修改的各种其它结构可以用作支撑件2——例如，呈塔或柱的形式。锚固支撑件2a可以是具有特殊装备的呈装载和卸载站形式的乘载和装载区域的建筑物和结构：乘客用于乘客路线，货物用于货运路线(图中未示出)。

轨道结构的下层3和上层4的导轨索以预应力承载构件5的形式制成(见图1和4)，该预应力承载构件被封装在相应的主体6中(见图3)。

作为导轨索3的预应力承载构件5，其横截面图在图3中示出，可以使用由高强度钢丝承载元件制成的一个或多个束，或者由组装成单一束的杆或沿着主体6的空腔(空的空间)的横截面分散的杆制成，或者由一根或多根标准的加捻或未加捻的钢绳、以及由任何高强度材料制成的索、条、带或其它延伸元件制成。在承载构件5的元件之间的主体6中的空腔可以填充有基于聚合物粘合剂、复合物、水泥混合物和/或类似硬化材料的硬化材料7，其与承载构件5和具有其相关的滚动表面8的主体6刚性地连接成一体(见图1和4)，从而将导轨索的结构整体浇筑。

因此，滚动表面8可以由本体6自身的表面形成。在一些情况下，如果导轨索3和/或4的主体6在结构的组装期间也已经通过张紧而受到应力，则其可以部分地起到预应力承载构件5的作用。

由于下层3和上层4的导轨索具有与轮式车辆9配合的滚动表面8，并且相应地由它们形成的轨道由通过在纵向上张紧而受到预应力的创新变型制成，这些导轨索是两层桁架式轨道结构的跨距装置(超结构)的下弦和上弦的承载刚性梁。

所提出的运输系统的轨道结构的跨距装置的横截面和部分正视图的图像(见图3和4)示出了其下层3和上层4的导轨索的轨道在相邻支撑件2之间的跨距G中通过与下层3和上层4的导轨索形成三角形的Z字形定向杆元件10互连成两层桁架式轨道结构。

因此，在轨道结构的每一层处，左3^L(4^L)和相应的右3^P(4^P)的导轨索通过横向隔板11彼此连接，横向隔板安装在Z字形定向杆元件10和导轨索的连接单元12中(见图2-4)，由此Z字形定向杆元件10布置在这些导轨索的外侧上，这确保了两层桁架式轨道结构的轮廓的形成，并且在相邻支撑件2之间的跨距中具有最小的空气动力学阻力以及其刚性(包括扭转)和动态稳定性的高参数。

同时，横向隔板11的长度S(米)被定义为轨道结构的下层3和上层4的导轨索和Z字形定向杆元件10的相应连接单元12的竖直平面A和B之间的距离。

根据设计选择，横向隔板11与导轨索的主体6的结构联接(连接)可以通过任何已知方法实现：焊接、铆接、螺纹连接、胶合、运动接合——通过各种引导件(所述引导件与位于横向隔板11的相对端上的配合元件一体地制成)，通过已知的连接方法(图中未示出)的各种组合将横向隔板11的那些相对端连接到导轨索的主体6的内和/或外表面。

横梁13固定在支撑件2上。必要的是，横梁13通过组装单元14沿着轨道结构的纵向轴线可移动地固定，组装单元又被布置在两个竖直的纵向平面中，分别为左N和右M。同时，所提出的运输系统的重要特征是两层桁架式轨道结构的下层3的导轨索在Z字形定向杆元件10的连接单元12中通过横向隔板11彼此连接，并且在那些横向隔板11和连接单元12的位置处(见图3)通过任何已知的方法例如焊接或运动学地(图中未示出)固定在横梁13上。

在本发明的弦索式运输系统的非限制性实施例中的任一个中，横向隔板11及其与导轨索(在连接单元12中)的连接的各种非排他实施例是可行的，其中一个在图3和图4中示出。

通过这种运输系统的实施例，与原型不同，其特征在于，相邻支撑件之间的跨距G被制成具有轨道结构的下层3的相邻横向隔板11之间的距离R(米)的长度倍数，并且在横梁13的组装单元14之间，通过(作为实施例)将其固定在横向隔板11的某一位置(在横向竖直平面W(见图2)中，其穿过横梁13的支撑件2的中心和连接单元12)，相应的两层桁架式轨道结构被紧固，其中横向隔板11被安装在下层3的轨道结构的Z字形定向杆元件10的连接单元12中并且沿着横梁13的纵向轴线X定位，由此Z字形定向杆元件10的布置的竖直平面A和B相对于横梁13的组装单元14向其中心移位，并且桁架式轨道结构的Z字形定向杆元件10的布置从平面A(B)直到横梁13的组装单元14的距离L(米)(见图3和4)通过建立的关系来限定，由此增强了轨道结构的支撑表面的基部，并因此，由于纵向动态力的阻尼，总体上增加了其刚性和动态稳定性，纵向动态力的起源是由于在轮式车辆9沿着导轨索3和4运动期间出现的温度差和动态载荷。

当跨距结构的终端横向隔板11沿着横梁13的纵向轴线X定位和固定(例如，枢转杆固定在支撑件2上)时，具有位于其外侧上的Z字形定向杆元件10的两层桁架式轨道结构以及横向隔板11布置在桁架式轨道结构的Z字形定向杆元件10的连接单元12中的实施例(如果观察到桁架式轨道结构的高度H(米)和从桁架式轨道结构的Z字形定向杆元件10的定位平面直到横梁13的相应组装单元14的距离L(米)的尺寸的经验获得的比值)提供了有利于弦索式运输系统的两层桁架式轨道结构的所有结构元件中的有效载荷和内应力的重新分布。这导致轨道结构的跨距装置的桁架式结构的刚性和动态稳定性的显著增加。

为了实现所需的刚度并确保轨道结构的动态稳定性，轨道结构的支撑表面的优化起到重要作用，这又取决于由以下关系式限定的横梁13的长度K(米)和两层桁架式轨道结构的高度H(米)：

0.02≤L/Н≤0.5， (1)

以及

0.4≤S/K≤0.95， (2)

其中L(米)——从桁架式轨道结构的Z字形定向杆元件10的定位平面到横梁13的相应组装单元14的距离，

S(米)——横向隔板11的长度，

K(米)——在横梁与支撑件2的组装单元14的定位平面N和М之间的横向隔板13的长度(参见图3)。

当通过横梁13和横向隔板11将两层桁架式轨道结构的下层的导轨索3搁置在中间支撑件2b上时，其参数与由比值(1)和(2)限定的值一致，可以在没有任何障碍的情况下保证轨道结构的动态稳定性的所需改进，而不会显著增加其重量。

在比值(1)中限定的值对应于桁架式轨道结构的高度H(米)(以及相应地，跨距装置的质心位置的高度)和这种轨道结构的支撑表面的值之间的相互依赖性的最佳范围。

如果比值(1)小于0.02，则轨道结构的跨距装置的动态稳定性由于其低扭转刚度而显著降低。

如果比值(1)大于0.5，则整个结构的材料容量以及因此运输系统的成本增加是不合理的。

在比值(2)小于0.5的情况下，在基本上不过度消耗轨道结构的材料的情况下，设计选项的实施变得困难。

如果比值(2)大于0.95，则跨距装置(超结构)的动态稳定性降低。

将两层桁架式轨道结构的支撑表面的宽度从横向隔板11的长度S(米)增大到横梁13的长度K(米)，确保了轨道结构中的跨距装置的桁架式结构的刚度和动态稳定性的提高。此外，在可选实施例中，由比值(2)限定的长度为K(米)的横梁13在中间支撑件2b上的布置允许在这些中间支撑件2b上安装运输系统的各种维护区域，例如紧急乘客疏散区域(图中未示出)。

由于如上所述横梁13的组装单元14例如以枢转杆15的形式可动，因此实现了由轮式车辆9的温度变形和冲击引起的轨道结构的导轨索中的局部过应力的减小，因此，所述局部过应力沿着所提出的弦索式运输系统的轨道的整个长度重新分布。

在所提出的弦索式运输系统的非限制性实施例中的任一个中，横梁13的组装单元14的枢转杆15的各种非排他实施例是可能的。

按照所提出的弦索式运输系统的轨道结构的非限制性涉及型式中的任一个中，根据使用中的设计选择，导轨索3(4)可以载流，并可与直流或交流电源连接。这将允许使运输服务电气化并减少环境污染。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，在本实施例中，导轨索3和4可以通过电绝缘体连接到桁架式轨道结构，并且桁架式轨道结构可以由电绝缘(介电)材料制成(图中未示出)。

所提出的弦索式运输系统的一个替代实施例是提供导轨索3(4)与具有电绝缘体(图中未示出)的横向隔板11的连接，以使每个轨道中的导轨索彼此隔离，这提高了整个系统的可靠性、安全性和效率。

还有利的是，横向隔板11由电绝缘(介电)材料制成。

根据轨道结构的任何非限制性实施例，根据设计选择，有利的是，在与导轨索3(和4)的连接中，横向隔板11设置有阻尼器(图中未示出)。

根据工程规范，电绝缘体可以用作阻尼器。

或者，横梁13可通过电绝缘体(未示出)连接到弦索式桁架轨道结构。

横梁13也可以由电绝缘(介电)材料制成。

通过安装上述尺寸的横梁13、连接到支撑件2的枢转杆、以及桁架式跨距结构的下索的横向隔板11在所述横梁13上的相应定位，确保了对增加轨道结构的动态稳定性和刚度的显著效果；由此，作为一个实施例，其连接到横梁13，并且也根据上述参数制造和安装在结构中。

两层桁架式轨道结构的跨距装置的桁架式结构的导轨索3和4之间的横向隔板11的定位由其设计方案的要求来确定，根据该方案，所提出的弦索式运输系统的替代形式是可能的，该弦索式运输系统的一个变型是以在轨道结构的下层3的导轨索和Z字形定向杆元件10的连接单元12之间的距离R(米)的倍数长度实现相邻支撑件2之间的跨距G。在另一实施例中，在每个跨距G中，桁架式轨道结构的下层3的导轨索与Z字形定向杆元件10的连接单元12之间的距离R(米)可以是相邻支撑件2之间的距离的倍数。

结果，呈变化跨距G的桁架式结构在它们的结构元件(例如，横向隔板11)的定位方面间隔(图中未示出)可以不同。

本发明不限于在附图中描述和示出的实施例，在权利要求保护的范围内可以对其进行修改、改型和补充。

在所提出的轨道结构的任何非限制性实施例及其设计的各种非排他性版本中，实现了相邻支撑件之间的跨距G中的弦索式轨道结构的刚性和动态稳定性的增加，这是所提出的技术布置的优先目标。

工业适用性

在最一般的情况下，代表的尤尼茨基弦索式运输系统的构造包括在地基1上安装支撑件2，并在支撑件上适当布置并通过枢转杆固定特定长度K(米)的横梁13，并且随后在两层桁架式弦索式轨道结构的跨距装置的相邻支撑件2之间的跨距G中进行组装。

为此，建造该两层桁架式弦索式轨道结构的下索和上索，它们中的每一个由通过在跨距G中均匀分布的横向隔板11彼此连接的左、右导轨索形成。同时，两层桁架式弦索式轨道结构的侧面被制成与下层3和上层4的导轨索形成三角形的Z字形定向杆元件10的形式，并且Z字形定向杆元件10与横向隔板11的连接单元12被布置在相应的竖直纵向平面A和B中。

在最后阶段，下层3的导轨索的横向隔板11以一定方式布置在横梁13上，通过任何已知的方法固定在这些横梁13上，此后导轨索3和4装备有轮式车辆9，并且制成载流的导轨索连接到DC或AC电源。

在各种可选实施例的最一般情况下，所述结构的尤尼茨基弦索式运输系统如下所述地操作。

在运输系统的运行期间，在轮式车辆9沿着两层桁架式弦杆轨道结构的导轨索运动期间，由于存在温度波动，幸亏具有纵向位移可能性的枢转杆安装在给定长度的横梁13的支撑件2上并且专门制造并紧固在其上，两层桁架式弦索式轨道结构在其运行期间发生弦索式运输系统的两层桁架式轨道结构的有效载荷的重新分配和阻尼。因此，当轮式车辆9以其最大负载沿其运动时，具有上述尺寸并适当固定的横梁13增加了两层桁架式轨道结构的支撑表面并减小了来自上层4的导轨索一侧的倾翻力矩的影响。

结果，在本发明的实际实施过程中，获得了以下益处：增加了轨道结构的刚性，并且提高了其在相邻支撑件之间的跨距中的动态稳定性。

因此，在本技术方案中提出的尤尼茨基弦索式运输系统的要求保护的布置允许达到预期目标，并且同时拥有与已知技术解决方案不同的一组区别特征，其满足发明的“新颖性”和“关键区别特征”(创造性步骤)标准，这使得可以将提出的技术方案视为创造性的技术方案。

信息源

专利号RU2080268，IPC B61B5/0213/00，Е01B25/22，公开日1997年05月27日(类似物)。

专利号RU2475386，IPC B61B 1/003/02，公开日2013年02月20日(类似物)。

专利号RU2520983，IPC B61B5/0213/00，Е01B25/00，公开日2014年06月27日(原型)。

Claims (4)

1.一种弦索式运输系统，其包括轨道结构的下层的两个导轨索和在所述下层的两个导轨索上方的轨道结构的上层的两个导轨索，所述导轨索在锚固支撑件之间安装在地基上并搁置在中间支撑件上，所述导轨索以预应力承载构件的形式制成并且形成两个轨道，所述预应力承载构件被包封在具有用于轮式车辆并与轮式车辆配合的滚动表面的相应本体中，所述导轨索通过呈Z字形定向杆元件形式的两层桁架式轨道结构在相邻支撑件之间的跨距G中相互连接，所述Z字形定向杆元件与下层和上层的导轨索形成三角形并且定位在所述导轨索的外侧，其中在所述轨道结构的每一层处，左导轨索和右导轨索通过安装在Z字形定向杆元件和导轨索的连接单元中的横向隔板彼此连接，其特征在于，下层的导轨索在穿过Z字形定向杆元件的连接单元的纵向竖直平面A和B之间紧固到到横梁上，其中所述横梁通过位于两个纵向竖直平面N和M中的组装单元连接到支撑件，并且所述横梁能沿着轨道结构的轴线移位，而横梁布置在穿过连接单元和支撑件的中心的相应的横向平面W的连接点处，并且包括连接单元的纵向竖直平面A和B相对于包含组装单元的竖直纵向平面N和M移位距离L(米)，所述距离由以下比值限定：

0.02≤L/Н≤0.5，

其中Н(米)——桁架式轨道结构的高度，

其中横向隔板的长度S(米)和在其组装单元之间的横梁的长度K(米)通过以下比值相关：

0.5≤S/K≤0.95，

由此，跨距G的长度是桁架式轨道结构的下层的导轨索和Z字形定向杆元件的连接单元之间的距离R(米)的倍数。

2.根据权利要求1所述的弦索式运输系统，其特征在于，在每个跨距G中，桁架式轨道结构的下层的导轨索和Z字形定向杆元件的连接单元之间的距离R(米)被制成支撑件之间的距离的倍数。

3.根据权利要求1所述的弦索式运输系统，其特征在于，所述横梁与所述支撑件的组装连接以枢转杆的形式制成。

4.根据权利要求1所述的弦索式运输系统，其特征在于，所述导轨索是载流的，能连接到直流或交流的电源。

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