CN210139860U - 悬挂式轨道交通运输系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及悬挂式运输领域，具体涉及悬挂式轨道交通运输系统，包括轨道梁、动车、载具和支撑装置，所述轨道梁包括若干轨道梁单元；所述轨道梁单元包括第一主体、第二主体和若干第三主体；第一主体和第二主体平行设置，并且第三主体的两端分别固定连接于第一主体的上表面和第二主体的上表面；第三主体以下，第一主体和第二主体之间的空间形成动车的走行空间；动车沿走行空间行走，动车的下方吊挂有载具；支撑装置固定连接于相邻轨道梁单元的连接处。本申请悬挂式轨道交通运输系统利于自洁、降噪的同时，单位长度轨道梁的用钢量减少，成本降低。

Description

悬挂式轨道交通运输系统

技术领域

本申请涉及悬挂式运输领域，具体涉及悬挂式轨道交通运输系统。

背景技术

悬挂式轨道交通运输从分类上来看既属于悬挂式运输领域，同时还属于轨道交通运输领域，悬挂式运输通常包括按其应用领域进行分类，包括应用于轨道交通的悬挂式运输，应用于各种车间内的行吊运输、应用于旅游设施的吊架式运输；而轨道交通运输领域则包括地面轨道运输(铁路、地铁、轻轨)、磁悬浮轨道运输、跨坐式以及悬挂式轨道运输。具体到悬挂式轨道交通运输而言，其所采用的材料、轨道结构等均与其他领域有本质的区别。

现有悬挂式轨道交通运输的轨道梁通常是以下几种结构：

第一种：即敞开式单结构梁模式，敞开式单结构梁的下方是动车的走行空间，敞开式单结构梁的左右两外侧分别支撑动车的两个车轮。

第二种：即箱式结构梁模式，箱式结构梁的内部即动车的走行空间，动车的车轮支撑于箱式结构梁的两内侧板位置。

第三种：组合式结构梁模式，这种模式下通用的有两种具体结构，例如由两个型钢组成的结构梁，两个型钢之间的空间即走行空间；另外一种结构则是采用两个型钢组成的结构梁，并且两个结构梁的顶部焊接，同时在顶部增加固定件。

实用新型内容

在现有设计的基础上进一步优化悬挂式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，第一种的敞开式单结构梁可以以较小的用钢量保证轨道强度，而此种结构决定了左右两侧分别支撑动车的两个车轮，这种模式下最优化的驱动机构与两个车轮的相对位置、尺寸和结构配置依然使整体系统更复杂。

而第二种的箱式结构梁模式下的驱动机构与车轮的相对位置、尺寸和结构配置可以减少车轮的驱动能耗，但由于箱式结构及加强件为保证该结构的下强度要求，增大了轨道梁单元的单位载重的用钢量。

第三种的组合式结构梁模式，无论哪种典型结构，为了达到对轨道梁单元的相应标准，即其走行方向的竖向静态变形量不超过轨道梁单元长度/800 (mm)，均不可避免的使轨道梁单元的单位载重的用钢量较大。

本实用新型提出的设计方案利于解决在保证强度需求和维持较低或合理的驱动能耗的情形下优化单位载重的用钢量的问题，例如，在既满足相应标准的前提下，即轨道梁单元的竖向静态变形量δ不大于y(轨道梁单元长度) /800(mm)的前提下，维持合理的驱动能耗，同时降低轨道梁单元的单位载重的用钢量。尤其当特定结构与特定参数达成配合后能够具有更为优化的效果。本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

本申请提供一种悬挂式轨道交通运输系统，包括轨道梁、动车、载具和支撑装置，所述轨道梁包括若干轨道梁单元；所述轨道梁单元包括第一主体、第二主体和若干第三主体；第一主体和第二主体平行设置，并且第三主体的两端分别固定连接于第一主体的上表面和第二主体的上表面；第三主体以下，第一主体和第二主体之间的空间形成动车的走行空间；动车沿走行空间行走，动车的下方吊挂有载具；支撑装置固定连接于相邻轨道梁单元的连接处。

本申请还提供了一种悬挂式轨道交通运输系统，包括轨道梁、动车、载具和支撑装置，所述轨道梁包括若干轨道梁单元；所述轨道梁单元包括第一主体、第二主体和若干第三主体；第一主体和第二主体平行设置，并且第三主体的两端分别固定连接于第一主体的上表面和第二主体的上表面；第三主体以下，第一主体和第二主体之间的空间形成动车的走行空间；

所述的第一主体、第二主体、第三主体均是型钢结构；第一主体和第二主体之间留有预设的开口间距，所述预设的开口间距是走行空间的上开口间距和下开口间距；相邻第三主体之间预设有间隔距离；

动车沿走行空间行走，动车的下方吊挂有载具；支撑装置固定连接于相邻轨道梁单元的连接处。

本申请提供的方案中采用若干第三主体的两端分别固定连接于平行设置的第一主体和第二主体各自的上表面，并且第一主体和第二主体之间预设有开口间距，相邻第三主体之间预设有间隔距离；走行空间上部设置有上开口间距，并且轨道梁单元的上部间隔设置有第三主体；这样的设置方式下，所得轨道梁单元的上部不是封闭结构，利于自洁、降噪的同时，利于单位长度轨道梁的用钢量减少，成本降低，也利于施工。

在本申请方案中，可选第一主体、第二主体的外表面设置有加强件，第三主体与加强件的中轴线位于同一平面，加强件是型钢结构；这样连同第一、二、三主体均采用型钢，可以较钢板搭接方式明显降低钢材的损耗并减少焊缝降低成本增加结构的可靠性。

在本申请方案中，可选第一主体和第二主体成镜像对称。

在本申请方案中，可选型钢结构可以是H型钢、C型钢或U型钢中的一种。

在本申请方案中，可选上开口间距和下开口间距一致。

在本申请方案中，可选第一主体、第二主体和第三主体均采用热轧成型制成的型钢结构。

在本申请方案中，可选第一主体和/或第二主体的厚度x与轨道梁单元的长度y之间的关系是：y＝-ax²+bx-c，其中，a是0.01～0.015，b是1.1～1.4， c是0.5～2.5，x的单位是mm，y的单位是m。

在本申请方案中，可选轨道梁单元的长度是10m～30m。

在本申请方案中，可选第一主体和/或第二主体的厚度是10mm～40mm。

在本申请方案中，可选第一主体和第二主体均设置有走行面，所述走行面是立体轨面，动车的车轮是与立体轨面匹配的钢轮；沿走行空间的走行方向，立体轨面旁设置有齿轨，动车设置有与齿轨匹配的齿轮；钢轮的轮缘设置于立体轨面与齿轨之间。

在本申请方案中，可选走行空间设置有供电轨道，动车上设置有与供电轨道匹配的受流装置。

附图说明

图1-图6是本申请方案中轨道梁单元中平行设置的第一主体和第二主体的纵截面的多种可选结构示意图；

图7-图10是本申请方案中轨道梁单元的第三主体的纵截面的多种可选结构示意图；

图11-图12是本申请方案中加强件的多种可选结构示意图；

图13是本申请方案中轨道梁单元的一种沿走行方向的纵截面结构示意图；

图14是本申请方案中轨道梁单元的一种结构示意图；

图15是本申请方案悬挂式轨道交通运输系统的一种整体结构示意图；

图16是图15中走行面的放大示意图。

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。

本申请悬挂式轨道交通运输系统包括轨道梁、动车、载具和支撑装置，所述轨道梁包括若干轨道梁单元；所述轨道梁单元包括第一主体、第二主体和若干第三主体；第一主体和第二主体平行设置，并且第三主体的两端分别固定连接于第一主体的上表面和第二主体的上表面；第三主体以下，第一主体和第二主体之间的空间形成动车的走行空间；

所述的第一主体、第二主体、第三主体均是型钢结构；第一主体和第二主体之间留有预设的开口间距，所述预设的开口间距是走行空间的上开口间距和下开口间距；相邻第三主体之间预设有间隔距离；

动车沿走行空间行走，动车的下方吊挂有载具；支撑装置固定连接于相邻轨道梁单元的连接处。

本申请提供的方案中采用若干第三主体的两端分别固定连接于平行设置的第一主体和第二主体各自的上表面，并且第一主体和第二主体之间预设有开口间距，相邻第三主体之间预设有间隔距离；走行空间上部设置有上开口间距，并且轨道梁单元的上部间隔设置有第三主体；这样的设置方式下，所得轨道梁单元的上部不是封闭结构，可实现自洁、降噪的同时，单位长度轨道梁的用钢量减少，成本降低，在满足轨道梁单元的竖向静态变形量δ不大于y(轨道梁单元长度)/800(mm)的前提下，轨道梁单元的单位载重的用钢量明显低于现有轨道梁单元结构。

请参考图1-图6所示，本申请方案中的第一主体1101或第二主体1102 可以采用图1-图6中所示的任意型钢结构，例如C型钢、H型钢或U型钢，可优选第一主体1101和第二主体1102是相同的型钢结构；另外，第一主体 1101和第二主体1102的厚度优选不低于10mm，特别优选是10mm-40mm。另外，本申请第一主体1101和第二主体1102可以是用热轧成型制成的型钢结构，其在组成轨道梁单元时，第一主体1101和第二主体1102可以采用镜像对称，或者其他对称方式。

请参考图7-图10所示，本申请方案中的第三主体1103可以采用任意型钢结构，例如图7-10中所示的C型钢、H型钢、U型钢或矩形管，可优选第三主体1103是与第一主体1101、第二主体1102类似的型钢结构；若干第三主体1103的两端分别固定连接于第一主体1101和第二主体1102的各自的上表面。同样的，第三主体1103可以是对称结构，也同样可以采用热轧成型。本申请方案中优选第三主体1103的厚度不低于5mm，更优选不低于10mm。

请参考图13-14所示，本申请方案中的轨道梁单元采用前述的第一主体 1101、第二主体1102和第三主体1103组合形成，其中，第一主体1101和第二主体1102平行设置，并且第三主体1103的两端分别固定连接于第一主体 1101的上表面和第二主体1102的上表面；第三主体1103以下，第一主体1101 和第二主体1102之间的空间形成走行空间110；所述的第一主体1101、第二主体1102、第三主体1103均是型钢结构；第一主体1101和第二主体1102之间留有预设的开口间距，所述预设的开口间距是走行空间的上开口间距L1 和下开口间距L2，可优选上开口间距L1和下开口间距L2一致；相邻第三主体1103之间预设有间隔距离L3。图13-图14所示的轨道梁单元可以采用图 1-图6、图7-图10中任意所示的第一主体1101、第二主体1102和第三主体1103组合形成。另外，将图13-图14所示的轨道梁单元前后连接，即可形成长距离轨道交通运输的轨道梁；并且若干轨道梁单元可并行设置，也可共用第一主体1101或第二主体1102形成并行设置的复合轨道梁单元。具体的本方案轨道梁的使用方式可参考图15所示的悬挂式轨道交通运输系统。图15 中，包括支撑装置400、动车200、载具300以及轨道梁100；轨道梁100通过支撑装置400悬挂于地面交通之上，轨道梁100支撑动车200，并且动车 200沿轨道梁100的走行空间行走，动车200的下方吊挂有载具300；走行空间还可以设置有供电轨道，动车上设置有与供电轨道匹配的受流装置。

请参考图16所示的走行面位置的放大图，如图16所示，本申请方案中可设置走行面13是立体轨面，并且走行面13设置在第一主体1101和第二主体 1102上，立体轨面13旁设置有齿轨15，动车设置有分别与立体轨面13匹配的钢轮14和与齿轨15匹配的齿轮16，钢轮14的轮缘1401设置在立体轨面 13与齿轨15之间。这样的设置下，齿轨15可以设置在立体轨面13的内侧或外侧。图16中，第一主体或第二主体的外表面还可设置有加强件12，加强件12可以是类似于第三主体的型钢结构，例如图10-图12中所示的U型钢、T型钢、L型钢等。

在悬挂式轨道交通运输系统中，通常行走面采用平面的轨面，与平面的轨面匹配的则是胶轮，采用平面的轨面与胶轮配合的主要目的是为了实现爬坡能力，但胶轮的使用寿命有限；钢轮的使用寿命较长，但爬坡能力较弱，采用增加齿轮、齿轨的方式，其爬坡能力会大于胶轮。另外，胶轮通常是设置于平面的轨面，其在运行过程中必须增加导向轮，钢轮因其一侧设置有半径较大的轮缘，可实现导向。本申请方案中将齿轨设置在立体轨面旁，并且轮缘设置在立体轨面与齿轨之间，可以防止钢轮的轮缘一侧不易出现脱轨现象的同时，还可促使运输系统具有较强的爬坡能力，并且钢轮的使用寿命明显高于胶轮。

具体实施方式-实际车间测算各项载重数据

采用图1-图6任意所示的第一主体、第二主体以及图7-图9所示的第三主体并参考图13-图14所示的轨道梁单元(不含加强件12)，将不同结构的第一主体、第二主体、第三主体按排列组合方式分别制成不同的轨道梁单元结构，不同的轨道梁单元分别利用车间测算等方式，采用不同预设的第一主体、第二主体的厚度x/mm、轨道梁单元的长度y/mm，分别预设单个轨道梁单元的实际载重D/t，其他各常规参数可参考本领域常规通用参数；测算单个轨道梁单元的竖向静态变形量δ/mm、轨道梁单元的单位载重的用钢量d/(t/单位载重)，计算轨道梁单元的长度y/800(mm)；所得数据如表一所示。

表一

实施例	x/mm	y/mm	D/t	d	y/800	δ
							1-1	10	10000	60	0.19～0.21	12.5	9.5～12
1-2	15	15000	60	0.31～0.35	18.75	12.5～16.75
							1-3	20	20000	60	0.42～0.50	25	20～24.5
1-4	25	22000	60	0.46～0.55	27.5	22～27
							1-5	30	25000	60	0.63～0.67	31.25	25～30.5
1-6	35	28000	60	0.72～0.75	35	26～34
							1-7	40	30000	60	0.77～0.80	37.5	28.5～37

现有轨道梁单元结构(前述第二种模式和第三种模式分别作为现有对比项) 同本申请采用相同的预设参数，

对比项一(第二种模式)：箱式结构梁及顶部设置的固定件，采用箱式结构梁的厚度x1/mm、轨道梁单元的长度y1/mm，分别预设单个轨道梁单元的实际载重D/t，其他各常规参数可参考本领域常规通用参数；利用与表一同样的实际测算方式测算单个轨道梁单元的竖向静态变形量δ/mm、轨道梁单元的单位载重的用钢量d/(t/单位载重)，计算轨道梁单元的长度y1/800(mm)；所得数据如表二所示。

表二

实施例	x1/mm	y1/mm	D/t	d	y1/800	δ
							2-1	10	10000	60	0.19～0.22	12.5	9.8～12.5
2-2	15	15000	60	0.32～0.37	18.75	13.4～17.25
							2-3	20	20000	60	0.44～0.52	25	21～25.75
2-4	25	22000	60	0.48～0.58	27.5	22.5～29
							2-5	30	25000	60	0.65～0.69	31.25	25.75～31.5
2-6	35	28000	60	0.74～0.78	35	27～36
							2-7	40	30000	60	0.78～0.84	37.5	29.5～38

对比项二(第三种模式)：两个型钢结构的轨道梁单元，采用型钢结构的厚度x2/mm、轨道梁单元的长度y2/mm，分别预设单个轨道梁单元的实际载重D/t，其他各常规参数可参考本领域常规通用参数；利用与表一同样的实际测算方式测算单个轨道梁单元的竖向静态变形量δ/mm、轨道梁单元的单位载重的用钢量d/(t/单位载重)，计算轨道梁单元的长度y2/800(mm)；所得数据如表三所示。

表三

实施例	x2/mm	y2/mm	D/t	d	y2/800	δ
							3-1	10	10000	60	0.20～0.25	12.5	10～12.5
3-2	15	15000	60	0.36～0.41	18.75	13.5～16.75
							3-3	20	20000	60	0.45～0.53	25	21～23.5
3-4	25	22000	60	0.49～0.59	27.5	23～27
							3-5	30	25000	60	0.68～0.71	31.25	26～30.5
3-6	35	28000	60	0.78～0.85	35	26.5～34
							3-7	40	30000	60	0.81～0.88	37.5	29～38.5

从上表中可以得出，本申请方案在采用特定的第一主体、第二主体和第三主体的结构设置后，所得各轨道梁单元在实现自洁、降噪的同时，单位长度轨道梁的用钢量减少，成本降低，在满足轨道梁单元的竖向静态变形量δ不大于y(轨道梁单元长度)/800(mm)的前提下，轨道梁单元的单位载重的用钢量明显低于现有轨道梁结构。从表一～表三中可以有效得出，本申请方案的轨道梁单元结构相对于现有模式下的轨道梁单元结构，在采用同样厚度的主体结构，同样长度的轨道梁单元，以及同样载重的情况下，达到轨道梁单元的竖向静态变形量δ不大于y(轨道梁单元长度)/800(mm)的效果下，本申请方案中的轨道梁单元结构的用钢量明显少于现有轨道梁单元结构。

虽然本申请具体实施方式仅列举了主体结构的部分厚度，轨道梁单元的部分长度，以及在承载60t/轨道梁单元载重的情况下的实测数据，但这并不影响本申请方案的完整独立性，即本申请人通过各项验证得知，本申请方案在其他参数数据与现有对比项相同(无论是50t载重、40t载重及以下或者大于60t载重，或者采用其他主体结构的厚度、轨道梁单元的长度之间的匹配参数)，且满足轨道梁单元的竖向静态变形量δ不大于y(轨道梁单元长度) /800(mm)的前提下，所得用钢量明显低于现有轨道梁单元结构，具体实施例部分仅作为举例说明。

另外，从表一中，可以得出，当第一主体、第二主体的厚度，轨道梁单元的长度满足特定比例关系时，例如第一主体或第二主体的厚度x(单位： mm)与轨道梁单元的长度y(单位：m)之间的关系是：y＝-ax²+bx-c，a 是0.01～0.015，b是1.1～1.4，c是0.5～2.5；其所得轨道梁单元在满足竖向静态变形量δ不大于y(轨道梁单元长度)/800(mm)的前提下，轨道梁单元的单位载重的用钢量明显更低。

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.悬挂式轨道交通运输系统，包括轨道梁、动车、载具和支撑装置，所述轨道梁包括若干轨道梁单元；其特征在于，所述轨道梁单元包括第一主体、第二主体和若干第三主体；第一主体和第二主体平行设置，并且第三主体的两端分别固定连接于第一主体的上表面和第二主体的上表面；第三主体以下，第一主体和第二主体之间的空间形成动车的走行空间；动车沿走行空间行走，动车的下方吊挂有载具；支撑装置固定连接于相邻轨道梁单元的连接处。

2.悬挂式轨道交通运输系统，包括轨道梁、动车、载具和支撑装置，所述轨道梁包括若干轨道梁单元；其特征在于，所述轨道梁单元包括第一主体、第二主体和若干第三主体；第一主体和第二主体平行设置，并且第三主体的两端分别固定连接于第一主体的上表面和第二主体的上表面；第三主体以下，第一主体和第二主体之间的空间形成动车的走行空间；

所述的第一主体、第二主体、第三主体均是型钢结构；第一主体和第二主体之间留有预设的开口间距，所述预设的开口间距是走行空间的上开口间距和下开口间距；相邻第三主体之间预设有间隔距离；

动车沿走行空间行走，动车的下方吊挂有载具；支撑装置固定连接于相邻轨道梁单元的连接处。

3.根据权利要求2所述的悬挂式轨道交通运输系统，其特征在于，第一主体、第二主体的外表面设置有加强件，第三主体与加强件的中轴线位于同一平面，加强件是型钢结构。

4.根据权利要求2所述的悬挂式轨道交通运输系统，其特征在于，第一主体和第二主体成镜像对称。

5.根据权利要求2所述的悬挂式轨道交通运输系统，其特征在于，型钢结构是H型钢、C型钢或U型钢中的任意一种。

6.根据权利要求2所述的悬挂式轨道交通运输系统，其特征在于：第一主体、第二主体均是采用热轧成型制成的型钢结构。

7.根据权利要求1～6任一所述的悬挂式轨道交通运输系统，其特征在于：第一主体和/或第二主体的厚度x与轨道梁单元的长度y之间的关系是：y＝-ax²+bx-c，其中，a是0.01～0.015，b是1.1～1.4，c是0.5～2.5，x的单位是mm，y的单位是m。

8.根据权利要求7所述的悬挂式轨道交通运输系统，其特征在于，轨道梁单元的长度是10m-30m。

9.根据权利要求7所述的悬挂式轨道交通运输系统，其特征在于，第一主体和/或第二主体的厚度是10mm～40mm。

10.根据权利要求2所述的悬挂式轨道交通运输系统，其特征在于，第一主体和第二主体均设置有走行面，所述走行面是立体轨面，动车的车轮是与立体轨面匹配的钢轮；沿走行空间的走行方向，立体轨面旁设置有齿轨，动车设置有与齿轨匹配的齿轮；钢轮的轮缘设置于立体轨面与齿轨之间。

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