CN1569536A - 悬索交通系统 - Google Patents

Abstract

一种悬索交通系统，它是由数个支承张拉在支承塔上部连续延伸的悬索和悬索吊挂着的承载面组成，它适用于悬索桥和悬索轨道交通且承载面有多种结构，主要是上、下对称排列的两个矩形构架组成或有一个矩形构架组成的平衡支架再依次连接成条状承载桁架构成，在承载面下部通过等边V型平衡结构连续有两种形式的下拉索，通过上部悬索和下拉索作用的上、下预应力来保证承载面的最大平衡稳定性且结构简单成本低。

Description

悬索交通系统

所属技术领域

本发明涉及悬索交通领域，由其是高架悬索轨道的交通系统。

背景技术

目前公知的悬索交通是在数个高架支承塔上部张拉连续延伸的双悬索，吊挂承载面，一种如悬索桥其优点是：跨距长、美观，缺点是：承载面要保证抗扭刚度，结构复杂且自重必须大，使相关联的悬索，支承塔等结构载荷要求高，使大桥整体成本高且受大风影响时承载面的稳定性差。另一种如高架悬索轨道交通(如申号99101550.9悬挂式空气动力列车)是在承载面下悬挂轨道来运行列车，其优点是：跨距长占用城市地面少，承载面悬挂轨道结构简单成本低，轨道可跨越城市地面障碍走直线缩短了路途，节省了运行时间，乘客可在高空观赏市景具有了观光特性，其缺点是：因承载面重量较轻且跨矩长使其抗扭钢度低且柔性大，使列车运行时受自重及风力等影响产生轨道的竖向弯曲振动，侧向弯曲扭转和横向弯曲变形其稳定性差，并且轨道在悬索下不能转弯，使此技术的实用性有缺陷。

发明内容

为了克服现有悬索交通的承载面稳定性差且成本高的不足，本发明提供一种在承载面下带单下拉索的悬索交通的方法，能使承载面稳定性提高且结构简单成本低。

本发明的任务是通过下述技术方案实现的：数个支承塔和张拉在支承塔上部连续延伸的悬索和吊挂着的承载面，在承载面下部连接有数个等边V形平衡构架，其两个等边的各上一头分别连接在承载面的左、右两侧端处，两等边的夹角(顶角)处与承载面下部中心线处的单根下拉索连接(如图1、图2)通过两边等长的V形平衡构架可均衡分解其适度预应下拉力传给承载面两侧边部，给承载面所受悬索的上拉力以反作用力使承载面达到承载物作用的垂直负荷时的最大下垂量，当承载物传给承载面最大作用垂直负荷时，单下拉索会松懈减少与垂直负荷同样的下拉力使承载面所受上、下作用力随时平衡，以克服承载面可能的竖向弯曲振动，横向风力产生的横向作用力也会被上、下平衡拉力化解，克服可能的横向弯曲变形，同时V形平衡构架共同作用又可克服承载面侧向垂直负荷不均衡时产生的侧向弯曲扭转，共同作用的结果使承载面固定不动，达到稳定性需求且结构简单自重轻。

本发明的任务是通过下述技术方案实现的：数个支承塔和张拉在支承塔上部连续延伸的悬索和吊挂着的承载面，承载面由条状承载桁架构成，承载桁架由数个相互平行排例的平衡支架通过数个连接杆依次连接组成，每个平衡支架由至少两个上、下排例且对称相连的矩形构架组成，排例在上部的矩形构架的上顶部中心线处连接着上吊杆的一头，其另一头连接着中心线处的单根上悬索，排例在下部的矩形构架的下边部中心线处连接着下吊杆一头，其另一头与在中心线处的下拉索连接(如图3)。矩形构架形成的承竖向长条状的平衡支架长度与其平衡性能成正比，也就是在做承载面的上、下两个矩形构架内的上、下承载物重心间距与其平衡性能成正比与承载面的抗侧向弯曲扭转性成正比，竖向弯曲振动及横向弯曲变形由适度的单下拉索的预应下拉力和悬索的预应上拉力来克服，此方案最适合悬索轨道交通。

本发明的有益效果是，以简单结构低成本方法，保证了悬索交通的承载面稳定性需求，使悬索轨道交通可实施。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是承载面上部连双悬索，下部两端头连V形等边构架，其夹角处与中心线处的单弧下拉索连接的结构示意图。

图2是由单悬索和单下拉索连接上、下两个相反方向V形等边结构中间是一个矩形构架的示意图。

图3上单悬索和单下拉索连接中间是上、下对称连接的两个相同矩形(长方形)构架组成的平衡支架示意图。

图4是上单悬索和单下拉索通过上、下相反方向排例的等边V形平衡构架连接中间平衡支架且中间顶部悬挂上、下各条轨道和列车的示意图。

图5是承载面是由平衡支架连成的承载桁架上、下各一条轨道悬挂在承载桁架内中心线处，下有多弧倒张下拉索的最佳悬索轨道交通系统示意图。

图中1、支承塔，2、双悬索，3、承载面，4、单弧下倒张下拉索，5、等边V形平衡构架，6、单悬索，7、一个矩形构架，8、上吊杆，9、下吊杆，10、上矩形构架，11、下矩形构架，12、多弧倒张下拉索，13、倒置等边V形平衡构架，14、两等边夹角处，15、接地索，16、悬挂列车，17、锚锭，18、连接杆，19、内围式轨道。

具体实施方式

在本发明中的承载面(3)可以是现有技术中的钢桁架平板结构(如图1)，此种方案稳定性较高但成本高适合现双悬索桥的改进，承载面也可以由数个至少一个矩形构架如图2(7)也可以由数个上、下排例的两个矩形构架(图4)组成的平衡支架再依次连接杆(18)连接组成条状承载桁构架成，下拉索和悬索分别通过下吊杆(9)和上吊杆(8)连接承载面，其悬索可以是双悬索也可以是单悬索。图2实施例结构简单成本低，承载面上部两端边分别与数个倒置等边V形平衡构架的两等边的一头相连接，两等边的夹角处(14)通过上吊杆(8)连接承载面上部中心线处的单悬索，倒置等边V形平衡构架的作用是使单悬索的上拉力均衡分解给承载面的两端边，与带V形等边平衡构架(5)的下拉索形成对称结构，共同作用使其抗弯曲扭转力强，此方案适合应用于悬索桥，在其矩形构架内底面上铺路板使其成承载面(3)，也适合用于单线悬索轨道交通，在矩形构架内顶面中心线处悬挂单轨道。矩形构架最佳材质是钢材，等边V形平衡构架(5)可以是钢结构也可以是软钢索结构。

在本发明中的下拉索有两种结构形态，一种下拉索是两头部各连接相邻支承塔一条弧形向上的单弧倒张下拉索(4)，处于承载面下部纵面中心线处它最适合跨水大桥应用。另一种下拉索是两头各连接相邻支承塔且之间部分隔段连接有数个向下连接地面的接地索(15)，其产生向下拉力作用后形成数个弧形向上的多弧倒张下拉索(12)，接地索(15)一头连接地锚锭(17)，它的优点是：接地索(15)占城市地面空间极少，且可使多弧倒张下拉索(12)的弧线距离地面较高，(相比单弧倒张拉索高的多)，不影响高层建筑且使下拉索对承载面局部的下拉力均衡效果好，适合长跨距城市悬索轨道交通使用。各下拉索可以通过下吊杆或直接连接V形等边平衡构架给悬索施加预应拉力来提高悬索及下拉索的横向刚度，提高承载面的抗侧向弯曲和扭转的能力。

图5是最佳的悬索轨道交通方案，它成本低，稳定性最好其承载桁架由数个相互平行且等距排例的平衡支架通过上、中、下对称排例的4至6根连接杆(18)相互依次顺序连接组成，每个平衡支架由两个大小相同上、下排例且以一边对称相连的矩形(长方形)构架(图4)组成，排例在上部矩形构架(10)的上顶边部两端头和排例在下部矩形构架(11)的下边部两端头各相连接有方向相反的一个等边V形平衡构架(5)的两等边头，其两等边夹角处(14)在平衡支架中心线上且上、下两夹角分别通过上、下吊杆连接单根悬索和单根下拉索。相互两个平衡支架之间可以连有1至4个不连接悬索和下拉索的上、下排列的两个对称矩形构架形成的平衡支架(22)或连接悬索但不连接下拉索的两个对称矩形构架形成的平衡支架，目地是即能达到在条状承载桁架内支撑轨道的作用又防止悬索吊杆过于密集影响美观又节省成本。在做为承载面的条状承载桁架内的上、下排例的矩形构架内的顶部中心线(图4)处悬挂着上、下排例的各单条轨道(19)，这样使两条轨道的重心上、下相隔一定距离且都处悬索与下拉索产生的平衡力的中心线处，使轨道的稳定性最强且抗侧向弯曲扭转能力最佳，两条轨道的重心相距越远也就是平衡支架越长其抗侧向弯曲抗转，横向弯曲变形能力越好，其稳定性越好，两条轨道作往返运输的列车安全性越好，处在承载面中心线处的单悬索，单下拉索和上、下对称等边V形平衡构架及由上、下两个矩形构架形成的平衡支架和上、下中心悬挂轨道多项技术的共同作用下，使承载面的稳定性及列车的安全性达到最佳，同时结构简单成本最少。在系统中由支承塔构成高架车站，承载面的转弯处设在高架车站(16)处，也可以设在支承塔(1)处，承载面在悬索下走直线，在有固定支承的支承塔和高架车站上可以设计转弯处同时利用列车进出站时速度慢来转弯，保证列车转弯时稳定性，其转弯支承塔的地面处设有分别拉两个方向悬索的两个地锚锭，高架车站设有上、下双层乘车站台由电梯进出站，其余下部分建筑可用于商务场所以方便乘客，又可增加轨道经营公可收入。

根据需求可以增加上、下对称排例的矩形构架至四个，依次由连接杆连接形成，有四个矩形构架的条状承载桁架来增加运载量，悬挂轨道可以是开口向下的一体向内包围轨道结构(19)，它有双侧道面，道面侧向可设有斜面坡形道面，对应的车轮也配合有相应斜面同地是给车轮定位防止车轮侧滑，保证车轮始终处在轨道上。可以在条状承载桁架上盖透明板料(如有机玻璃)可达到隔音、美观的目地。建造悬索轨道交通系统时，可在工厂内进行预制件生产后在城市高空拼装减少建设周期及成本。

Claims (10)

1、一种悬索交通系统，由数个支承塔和张拉在支承塔上部连续延伸的悬索和吊挂着的承载面组成，其特征是：承载面(3)下部连接有数个等边V形平衡构架(5)，其两个等边的各上头分别连接在承载面的左右两侧端处，两等边的夹角处(14)与承载面下部中心线处的单根下拉索连接。

2、一种悬索交通系统，由数个支承塔和张拉在支承塔上部连续延伸的悬索和吊挂着的承载面组成，其特征是：承载面由条状承载桁架构成，承载桁架由数个相互平行排例的平衡支架通过数个连接杆(18)依次连接组成，每个平衡支架由至少两个上、下排例且对称相连的矩形构架(10)、(11)组成，排例在上部的矩形构架(10)的上顶部中心线处连接着上吊杆(8)的一头，其另一头连接着中心线处的单根上悬索，排例在下部的矩形构架(11)的下边部中心线处连着下吊杆(9)一头，其另一头与在中心线处的下拉索连接。

3、根据权利要求1所述的悬索交通系统，其特征是：承载面由数个至少一个矩形构架(7)，也可以由数个上、下排例的两个矩形构架组成的平衡支架，再依次由连接杆(18)连接组成条状承载桁架构成，下拉索和悬索分别通过下吊杆(9)和上吊杆(8)连接承载面。

4、根据权利要求1.3所述的悬索交通系统，其特征是：承载面上部两端边分别与数个等边倒置V形构架(20)的两等边的一头相连接，两等边的夹角处(14)通过上吊杆(8)连接承载面上部中心线处的单悬索。

5、根据权利要求2所述的悬索交通系统，其特征是：排例在上部矩形构架(10)的上顶边部两端头和排例在下部矩形构架(11)的下边部两端头各相连接有方向相反的一个等边V形平衡构架(5)的两等边头，其两等边夹角处(14)处于平衡支架中心线上，且上、下两夹角处(14)分别通过上、下吊杆连接单根悬索和单根下拉索。

6、根据权利要求1.2所述的悬索交通系统，其特征是：所述下拉索是两头部各连接相邻支承塔(1)的一条弧形向上的单弧倒张下拉索(4)，处于承载面下部纵面中心线处。

7、根据权利要求1.2所述的悬索交通系统，其特征是：所述下拉索是两头各连接相邻支承塔(1)且之间部分隔段连接有数个向下连接地面的接地索(15)，其产生向下拉力作用后形成数个弧形向上的多弧倒张下拉索(12)。

8、根据权利要求1.2所述的悬索交通系统，其特征是：两条对称的且与地面成一定斜角连接的斜形平衡拉索(13)组成一组，每组的两个上头部分别连接在承载桁架两侧面对称处，承载桁架侧面可以连接数组斜形平衡拉索。

9、根据权利要求2.3所述的悬索交通系统，其特征是：所述条状承载桁架内的上、下排例的矩形构架(10)、(11)内的顶部中心线处悬挂着上下排例的各条单轨道。

10、根据权利要求1.2所述的悬索交通系统，其特征是：由支承塔(1)构成高架车站，承载面(3)的转弯处设在高架车站处，也可以设在支承塔处。

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