RU2475387C1 - Yunitsky's conveying system and method of configuring string-type conveying system - Google Patents
Yunitsky's conveying system and method of configuring string-type conveying system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475387C1 RU2475387C1 RU2011134462/11A RU2011134462A RU2475387C1 RU 2475387 C1 RU2475387 C1 RU 2475387C1 RU 2011134462/11 A RU2011134462/11 A RU 2011134462/11A RU 2011134462 A RU2011134462 A RU 2011134462A RU 2475387 C1 RU2475387 C1 RU 2475387C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- track structure
- span
- supports
- power
- rolling surface
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспорта, в частности, к транспортным системам с путевой структурой, родственной путям подвесного и эстакадного типов. Оно может быть использовано в различных природных условиях, при создании внутригородских транспортных магистралей (для рельсовых транспортных систем пассажирского и грузового транспорта), переправ через реки и водоемы, магистралей к горным спортивным базам, в условиях сильно пересеченной местности, а также при построении межцеховых транспортных структур рассредоточенных производственных предприятий или их объединений - структур как многорельсовых (в частности, бирельсовых), так и монорельсового типа.The invention relates to the field of transport, in particular, to transport systems with track structure, akin to the ways of the suspended and flyover types. It can be used in various environmental conditions, when creating intra-city highways (for rail transport systems of passenger and freight vehicles), crossing rivers and ponds, highways to mountain sports bases, in conditions of very rough terrain, and also when building inter-workshop transport structures dispersed production enterprises or their associations - structures of both multi-rail (in particular, rail) and monorail type.
Известна подвесная канатная дорога маятникового типа (патент RU № 2248285, МПК7 B61B 7/02, 2005), содержащая несущие канаты, опирающиеся на башмаки, шарнирно закрепленные на линейных опорах, вагоны с тяговым канатом, которая снабжена расположенными на линейных опорах механизмами стабилизации движения вагонов. Недостаток известного устройства - большая амплитуда поперечных колебаний несущего каната у линейной опоры при прохождении вагона через линейные опоры. При этом возможно нарушение работоспособности подвесной канатной дороги из-за перехлестывания несущего каната тяговым. Кроме этого, несущий канат имеет большие деформации изгиба у линейных опор и, соответственно, изгибные напряжения. Управление устройством посредством канатов требует наличия дорогостоящего комплекса стабилизации движения вагонов. Транспортные системы такого типа рассчитаны на весьма ограниченные скорости движения подвижных единиц и могут использоваться лишь на трассах сравнительно небольшой протяженности - в фуникулерах, так как с увеличением протяженности транспортной системы существенно возрастают проблемы, связанные с наличием тягового каната.Known pendulum cableway (patent RU No. 2248285, IPC 7 B61B 7/02 , 2005), containing load-bearing ropes based on shoes pivotally mounted on linear supports, cars with a traction rope, which is equipped with mechanisms for stabilizing movement located on linear supports wagons. A disadvantage of the known device is the large amplitude of the transverse vibrations of the support rope at the linear support when the car passes through the linear supports. At the same time, the suspension cableway may not function properly due to traction cable overlapping. In addition, the supporting rope has large bending deformations at linear supports and, accordingly, bending stresses. Control of the device by means of ropes requires an expensive complex for stabilizing the movement of cars. Transport systems of this type are designed for very limited speeds of moving units and can only be used on routes of relatively small length - in funiculars, since with the increase in the length of the transport system the problems associated with the presence of a traction rope increase significantly.
Известна линейная транспортная система (патент RU №2080268, МПК6 B61B 5/02, B61B 13/00, E01B 25/22, 1997), которая включает основание, по меньшей мере один рельс, содержащий головку, по меньшей мере одну подвижную единицу с колесами, контактирующими с рельсом, и имеющую приводной агрегат. Согласно изобретению транспортная система снабжена струной, состоящей из отдельных проволок или полос и натянутой до усилия N1, определяемого по соотношению 0,5≤N1/N2≤0,999 и 10≤N1/Q≤104, где N2 - усилие разрыва струны при растяжении, а Q - вес подвижной единицы. Струна установлена на чередующихся жестких и подвижных опорах, а головка рельса связана со струной посредством прокладки переменной высоты, увеличивающейся к середине между опорами, что и обеспечивает достижение технического результата. Недостаток аналога - в необходимости дополнительных трудовых и материальных затрат на создание прокладок переменной высоты.A linear transport system is known (patent RU No. 2080268, IPC 6 B61B 5/02, B61B 13/00, E01B 25/22 , 1997), which includes a base, at least one rail containing a head, at least one movable unit with wheels in contact with the rail, and having a drive unit. According to the invention, the transport system is equipped with a string consisting of individual wires or strips and stretched to a force N 1 , determined by the ratio of 0.5≤N 1 / N 2 ≤0,999 and 10≤N 1 / Q≤10 4 , where N 2 is the force string breaking under tension, and Q is the weight of the moving unit. The string is mounted on alternating rigid and movable supports, and the rail head is connected to the string by means of a variable-height gasket increasing towards the middle between the supports, which ensures the achievement of a technical result. The disadvantage of the analogue is the need for additional labor and material costs for the creation of gaskets of variable height.
Известна также транспортная система Юницкого, включающая, по меньшей мере, одну натянутую над основанием, в пролете между опорами, путевую структуру в виде силового органа, заключенного в корпус с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств (патент RU № 2325293, МПК7 B61B 3/02, E01B 25/22, 2006), принятая в качестве прототипа.The Unitsky transport system is also known, including at least one tensioned above the base, in the span between the supports, a track structure in the form of a power member enclosed in a housing with a rolling surface for the movement of wheeled vehicles (RU patent No. 2325293, IPC 7 B61B 3 / 02, E01B 25/22, 2006), adopted as a prototype.
Способ построения струнной транспортной системы такого типа включает установку анкерных опор на основании, подвеску и натяжение между ними, по меньшей мере, одного силового органа, последующую фиксацию концов силового органа в анкерных опорах, а также крепление силового органа относительно корпуса с поверхностью качения, образующих путевую структуру для движения колесных подвижных средств.A method of constructing a string transport system of this type includes the installation of anchor supports on the base, suspension and tension between them of at least one power member, subsequent fixation of the ends of the power organ in the anchor supports, and the fastening of the power member relative to the housing with a rolling surface forming a track structure for the movement of wheeled vehicles.
Такая транспортная система обеспечивает высокие эксплуатационно-технические характеристики. Однако, при необходимости выполнения путевой структуры с большими пролетами (200-500 м и более), например, при обустройстве переправ через реки и водоемы, магистралей к горным спортивным базам, в условиях сильно пересеченной местности и т.д., требуются достаточно высокие усилия натяжения силового органа и повышенный расход конструкционных и строительных материалов, что приводит к увеличению стоимости транспортной системы. Это удорожание обусловлено не только высокими требуемыми усилиями натяжения силового органа, но и увеличенной высотой анкерных опор из-за большого и неоптимизированного провиса путевой структуры между смежными опорами не только от собственного (и достаточно большого) веса путевой структуры, но и из-за веса колесных подвижных средств, одновременно находящихся на пролете.Such a transport system provides high operational and technical characteristics. However, if it is necessary to carry out a track structure with large spans (200-500 m or more), for example, when arranging crossings over rivers and ponds, highways to mountain sports bases, in conditions of very rough terrain, etc., rather high efforts are required tension of the power organ and increased consumption of structural and building materials, which leads to an increase in the cost of the transport system. This appreciation is due not only to the high required efforts of the tension of the power organ, but also to the increased height of the anchor supports due to the large and non-optimized sag of the track structure between adjacent supports not only from the own (and sufficiently large) weight of the track structure, but also due to the weight of the wheel movable vehicles simultaneously span.
Целью изобретения является оптимизация высоты провисания путевой структуры между смежными опорами, высоты опор и их материалоемкости на основе количественного учета физических и технологических параметров, определяющих конструкцию струнной транспортной системы, с вытекающим отсюда уменьшением стоимости строительства транспортной системы за счет снижения материалоемкости конструкции, при сохранении ее надежности и долговечности.The aim of the invention is to optimize the height of the sag of the track structure between adjacent supports, the height of the supports and their material consumption based on the quantitative consideration of the physical and technological parameters that determine the design of the string transport system, with the consequent reduction in the cost of building a transport system by reducing the material consumption of the structure, while maintaining its reliability and longevity.
Решение поставленной задачи в транспортной системе Юницкого, включающей, по меньшей мере, одну натянутую над основанием, в пролете между опорами путевую структуру в виде силового органа, заключенного в корпус с поверхностью качения для движения установленных на путевой структуре колесных подвижных средств, достигается согласно изобретению тем, что силовой орган и корпус с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств выполнены с площадью поперечного сечения, определяемой из соотношения:The solution of the problem in the Unitsky transport system, including at least one tensioned above the base, in the span between the supports, the track structure in the form of a power element enclosed in a housing with a rolling surface for the movement of wheeled mobile means mounted on the track structure, is achieved according to the invention by that the power body and the housing with a rolling surface for the movement of wheeled mobile means are made with a cross-sectional area determined from the ratio:
2000 ≤ (S1 E1 + S2 E2)/Mg ≤ 50000, (1)2000 ≤ (S 1 E 1 + S 2 E 2 ) / Mg ≤ 50000, (1)
где: S1 - площадь поперечного сечения силового органа, м2;where: S 1 - the cross-sectional area of the power organ, m 2 ;
S2 - площадь поперечного сечения корпуса c поверхностью качения для движения колесных подвижных средств, м2;S 2 - the cross-sectional area of the housing with a rolling surface for the movement of wheeled vehicles, m 2 ;
E1 - модуль упругости материала силового органа, Н/м2;E 1 - the modulus of elasticity of the material of the power organ, N / m 2 ;
E2 - модуль упругости материала корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств, Н/м2;E 2 - the modulus of elasticity of the material of the housing with a rolling surface for the movement of wheeled vehicles, N / m 2 ;
M - суммарная расчетная масса колесных подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами, кг;M is the total estimated mass of wheeled vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports, kg;
g - ускорение свободного падения, м/с2,g is the acceleration of gravity, m / s 2 ,
а путевая структура натянута до усилия, определяемого из соотношения:and the track structure is stretched to a force determined from the ratio:
2 ≤ T0 / (Mg+ mg) ≤ 50, (2)2 ≤ T 0 / (Mg + mg) ≤ 50, (2)
где: T0 - усилие натяжения путевой структуры, Н;where: T 0 - the tension force of the track structure, N;
M - суммарная расчетная масса колесных подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами, кг;M is the total estimated mass of wheeled vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports, kg;
m - масса путевой структуры в пролете между смежными опорами, кг;m is the mass of the track structure in the span between adjacent supports, kg;
g - ускорение свободного падения, м/с2,g is the acceleration of gravity, m / s 2 ,
причем площади поперечного сечения силового органа и корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств выполнены в пределах, определяемых из соотношенияmoreover, the cross-sectional area of the power body and the housing with a rolling surface for the movement of wheeled mobile means is made within the limits determined from the ratio
0,2 ≤ S1 E1 / S2 E2 ≤ 5. (3)0.2 ≤ S 1 E 1 / S 2 E 2 ≤ 5. (3)
Решение задачи обеспечивается также достижением технического результата предлагаемым в качестве другого изобретения способом построения струнной транспортной системы, включающем установку анкерных опор на основании, подвеску и натяжение между ними, по меньшей мере, одного силового органа, последующую фиксацию концов силового органа в анкерных опорах, а также крепление силового органа относительно корпуса с поверхностью качения, образующих путевую структуру для движения колесных подвижных средств. Согласно способу по изобретению силовой орган в путевой структуре натягивают до усилия, удовлетворяющего соотношениюThe solution to the problem is also achieved by achieving the technical result, proposed as another invention, a method of constructing a string transport system, including the installation of anchor supports on the base, suspension and tension between them of at least one power organ, the subsequent fixation of the ends of the power organ in the anchor supports, and the fastening of the power element relative to the housing with a rolling surface, forming a track structure for the movement of wheeled mobile means. According to the method of the invention, the force member in the track structure is pulled to a force satisfying the ratio
1,5 ≤ T1 / (Mg + mg) ≤ 45, (4)1,5 ≤ T 1 / (Mg + mg) ≤ 45, (4)
где: T1 - усилие натяжения силового органа в путевой структуре, Н;where: T 1 - tension force of the power organ in the track structure, N;
M - масса колесных подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами, кг;M is the mass of wheeled vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports, kg;
m - масса путевой структуры в пролете между смежными опорами, кг;m is the mass of the track structure in the span between adjacent supports, kg;
g - ускорение свободного падения, м/с2,g is the acceleration of gravity, m / s 2 ,
и соотношениюand the ratio
40 ≤ n T1 / Mg ≤ 1200, (5)40 ≤ n T 1 / Mg ≤ 1200, (5)
где: n - общее количество колес у подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами.where: n is the total number of wheels of mobile vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports.
Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более, не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:The invention is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but are only illustrative materials of a particular case of execution:
фиг. 1 - фрагмент схемы общего вида транспортной системы;FIG. 1 is a fragment of a diagram of a general view of a transport system;
фиг. 2 - один из возможных вариантов выполнения рельсовой нити (поперечное сечение).FIG. 2 - one of the possible embodiments of the rail thread (cross section).
Предлагаемая транспортная система Юницкого (фиг. 1) содержит рассредоточенные на основании 1 из грунта вдоль трассы анкерные опоры 2 с оголовками 2a, совмещенные со зданиями и строительными сооружениями (жилые, производственные, офисные, торговые и другие здания и сооружения). На опорах размещены подвесные участки путевой структуры 3, образующие пролеты длиной L, расположенные между погрузочно-разгрузочными станциями 4 - пассажирскими для пассажирских трасс и грузовыми для грузовых трасс. Оголовки 2a предназначены для размещения на них переходного участка пути и для крепления (анкерения) натянутых элементов путевой структуры.The proposed Unitsky transport system (Fig. 1) contains anchor supports 2 with headings 2a dispersed on the base 1 from the ground along the route, combined with buildings and construction structures (residential, industrial, office, commercial and other buildings and structures). Suspension sections of track structure 3 are placed on the supports, forming spans of length L, located between loading and unloading stations 4 - passenger for passenger tracks and cargo for cargo tracks. The heads 2a are designed to accommodate a transitional section of the track and for fastening (anchoring) the tensioned elements of the track structure.
На путевой структуре размещены подвижные средства 5 (пассажирские и/или грузовые, и/или грузопассажирские), которые могут быть либо подвешены снизу к путевой структуре (в частности, для монорельсового варианта исполнения транспортной системы), как показано на фиг. 1, либо - установлены сверху на путевую структуру (на рисунке не показано).Mobile devices 5 (passenger and / or freight and / or passenger-and-freight) are placed on the track structure, which can either be suspended from the bottom of the track structure (in particular, for the monorail embodiment of the transport system), as shown in FIG. 1, or - mounted on top of the track structure (not shown in the figure).
Путевая структура 3 образована одной (для монорельсовой транспортной системы) или несколькими (для многорельсовой транспортной системы) рельсовыми нитями 6 (фиг. 2). Рельсовая нить в данной транспортной системе представляет собой сборную многослойную конструкцию, состоящую из предварительно напряженного (растянутого) силового органа 6a, заключенного в полый корпус 6b рельса с поверхностью качения (головкой рельса) 6c для движения колесных подвижных средств 5. При этом силовой орган 6a рельсовой нити состоит из набранных в пакет слоев силовых элементов 6d в виде высокопрочных проволок (как показано на фиг. 2), и/или лент, полос, прутков, нитей, канатов, прядей и других протяженных и предварительно напряженных (растянутых) конструкционных элементов.Track structure 3 is formed by one (for monorail transport system) or several (for multi-rail transport system) rail threads 6 (Fig. 2). The rail thread in this transport system is a prefabricated multilayer structure consisting of a prestressed (stretched) power member 6a enclosed in a
В показанном на фиг. 2 предпочтительном варианте исполнения силового органа 6a в многослойном пакете силовых элементов может быть применено от одного до двадцати слоев высокопрочной стальной проволоки диаметром от одного до шести миллиметров каждая. Проволоки предпочтительно должны быть связаны между собой связующим 6e в монолит (по всему объему), а также - с корпусом 6b рельса и крышкой 6f рельса, посредством любого из известных клеевых или композиционных заполнителей, например, - цементного раствора или полимерного связующего (в частности, на основе эпоксидной смолы), нагнетаемого в корпус под давлением после сборки рельсовой нити и герметизации корпуса посредством крышки 6f.As shown in FIG. 2 of the preferred embodiment of the force member 6a in a multilayer package of power elements can be applied from one to twenty layers of high-strength steel wire with a diameter of from one to six millimeters each. The wires should preferably be connected together by a binder 6e in a monolith (throughout the volume), and also with the
Конструкция анкерной опоры 2 может изменяться в зависимости от места установки опоры. В частности, форма оголовков 2а, в которых закрепляется путевая структура 3, также как и конструкция и расположение находящихся на оголовках 2а закрепляющих анкеров, может быть различной на поворотах трассы, на линейных участках пути, в горах или по концам трассы, так как упомянутые оголовки, определяющие направление для переходного участка пути, должны быть плавно сопряжены с подвесными участками пути в пролетах между опорами. Кроме того, форма оголовков анкерной опоры, конструкция и расположение находящихся на них закрепляющих анкеров, может определяться и тем, что они являются местом размещения узлов организации развязок (стрелочных переводов и поворотов) струнной рельсовой магистрали.The design of the anchor support 2 may vary depending on the installation location of the support. In particular, the shape of the heads 2a, in which the track structure 3 is fixed, as well as the design and location of the fixing anchors located on the heads 2a, can be different at the bends of the track, on linear sections of the track, in the mountains or at the ends of the track, since the mentioned heads defining the direction for the transitional section of the track should be smoothly interfaced with the suspended sections of the track in the spans between the supports. In addition, the shape of the heads of the anchor support, the design and location of the fixing anchors located on them, can also be determined by the fact that they are the location of the nodes for the organization of interchanges (turnouts and turns) of the string rail line.
В зависимости от конкретного назначения, транспортная система может включать в себя от одного до множества пролетов L между смежными анкерными опорами 2, число которых, в свою очередь, будет пропорционально длине конкретной трассы (минимальное количество анкерных опор - две опоры, по концам трассы). Отдельные анкерные опоры, например, промежуточные или концевые, могут и не совмещаться со специализированными зданиями (башнями) и сооружениями, как показано на фиг. 1, а строиться отдельно от них, либо примыкать к ним. Кроме того, в транспортную систему, для уменьшения длины пролетов между смежными опорами, в промежутках между анкерными опорами могут устанавливаться облегченные промежуточные (поддерживающие) опоры.Depending on the specific purpose, the transport system may include from one to many spans L between adjacent anchor supports 2, the number of which, in turn, will be proportional to the length of a particular route (the minimum number of anchor supports is two supports, at the ends of the route). Individual anchor supports, for example, intermediate or end, may not be combined with specialized buildings (towers) and structures, as shown in FIG. 1, and be built separately from them, or adjacent to them. In addition, in the transport system, to reduce the length of the spans between adjacent supports, between the anchor supports, lightweight intermediate (supporting) supports can be installed.
Каждая путевая структура транспортной системы может содержать от одной рельсовой нити (монорельсовая транспортная система) до нескольких рельсовых нитей (многорельсовая, и, в частности, бирельсовая, транспортная система).Each track structure of a transport system can contain from one rail yarn (monorail transport system) to several rail yarns (multi-rail, and, in particular, rail rail, transport system).
Суммарное усилие натяжения в путевой структуре силовых органов 6a будет равно T1, а корпусов 6b с сопряженными с ними поверхностями качения (головками рельса) 6c будет равно T2.The total tension force in the track structure of the power organs 6a will be equal to T 1 , and the
Масса путевой структуры на пролете может превышать массу рельсовых нитей, входящих в путевую структуру, так как к рельсовым нитям могут быть подвешены контактная сеть с электроизоляторами (для транспортной системы с электроприводом подвижных средств), тяговый канат, датчики системы управления, освещение и т.д.The mass of the track structure on the span can exceed the mass of the rail threads included in the track structure, since a contact network with electrical insulators (for a transport system with an electric drive for mobile vehicles), a traction rope, control system sensors, lighting, etc. can be suspended from the rail threads .
Натяжение в путевой структуре может отличаться от натяжения рельсовых нитей, так как в путевой структуре дополнительно могут быть натянуты контактный провод, тяговый канат и т.д. Поэтому суммарное усилие натяжения в путевой структуре будет равно величине T0, значение которого будет больше или равно суммарному значению (T1 + T2).The tension in the track structure may differ from the tension of the rail threads, since in the track structure, a contact wire, traction rope, etc. can also be stretched. Therefore, the total tension force in the track structure will be equal to the value of T 0 , the value of which will be greater than or equal to the total value (T 1 + T 2 ).
Суммарная расчетная масса подвижных средств 5, находящихся на путевой структуре 3 в пролете L между смежными опорами, будет равна M, а масса путевой структуры в пролете L между смежными опорами будет равна m.The total estimated mass of the movable means 5 located on the track structure 3 in the span L between adjacent supports will be equal to M, and the mass of the track structure in the span L between adjacent supports will be equal to m.
Как натяжение T0 в путевой структуре, так и масса M подвижных средств на пролете L являются величинами переменными. Усилие T0 в значительной степени зависит от температуры окружающей среды и от суммарного веса подвижных средств, находящихся на смежных пролетах, а масса M - от количества подвижных средств, одновременно находящихся на одном пролете, и от степени их загрузки перевозимыми пассажирами и/или грузами. Поэтому задаваемые в описываемых изобретениях диапазоны изменения значений усилий натяжения в путевой структуре силовых органов T1 и корпусов с сопряженными с ними поверхностями качения T2, а также суммарное значение натяжения T0 в путевой структуре, определены с учетом прогнозируемых реальных температурных режимов (перепад температур в 100°C, например, от -20°C зимой, до +80°C летом из-за нагрева рельсовой нити на солнце) эксплуатации транспортной системы и с учетом прогнозируемой реальной нестабильности количества подвижных средств на трассе и степени их загрузки перевозимыми грузами (пассажирами и различными грузами с учетом коэффициента перегрузки, равном 1,2).Both the tension T 0 in the track structure and the mass M of the movable means on the span L are variables. The force T 0 largely depends on the ambient temperature and on the total weight of the vehicles located on adjacent spans, and the mass M on the number of vehicles located on the same span and the degree of their loading by transported passengers and / or cargo. Therefore, the ranges of changes in the values of the tension forces in the track structure of the power organs T 1 and the bodies with the rolling surfaces T 2 associated with them, as well as the total value of the tension T 0 in the track structure, defined in the described inventions, are determined taking into account the predicted real temperature conditions (temperature difference in 100 ° C, for example, from -20 ° C in the winter, to + 80 ° C in the summer due to heating of the rail in the sun) operating the transport system and taking into account the predicted real instability of the number of vehicles se and their degree of loading the goods being carried (passengers and the various loads with the load factor is equal to 1.2).
Выбором оптимальных площадей поперечного сечения силового органа 6a и корпуса 6b с поверхностью качения 6с для движения колесных подвижных средств 5 достигается минимизация веса путевой структуры на пролете. Соответственно, минимизируются усилия натяжения в путевой структуре и высота опор, которая зависит не только от величины провиса путевой структуры на пролете под ее собственным весом, но и от дополнительной вертикальной деформации под действием веса подвижных средств, одновременно находящихся на пролете. Таким путем достигается уменьшение материалоемкости транспортной системы и ее стоимости.The selection of the optimal cross-sectional areas of the power member 6a and the
При величине соотношения (S1E1 + S2E2) / Mg < 2000 путевая структура будет недостаточно жесткой в продольном направлении, что, как следствие, приведет к чрезмерно большим провисам на пролете (статическим и динамическим) под воздействием веса расчетной подвижной нагрузки. Это потребует увеличения высоты опор и приведет к удорожанию транспортной системы. Кроме того, из-за заниженной площади поперечного сечения силового органа и корпуса рельсовой нити в них возникнут в этом случае чрезмерно высокие дополнительные напряжения растяжения, что может привести к их разрушению, особенно при многократном воздействии циклической нагрузки.When the ratio value (S 1 E 1 + S 2 E 2 ) / Mg <2000, the track structure will not be sufficiently rigid in the longitudinal direction, which, as a result, will lead to excessively large sagging on the span (static and dynamic) under the influence of the weight of the estimated moving load . This will require an increase in the height of the supports and will increase the cost of the transport system. In addition, due to the underestimated cross-sectional area of the power member and the rail body, they will cause excessively high additional tensile stresses in this case, which can lead to their destruction, especially under repeated exposure to cyclic loading.
При величине соотношения (S1E1 + S2E2) / Mg > 50000 путевая структура будет чрезмерно жесткой в продольном направлении из-за увеличенных площадей поперечного сечения силового органа и корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств. Это приведет к неоправданному увеличению материалоемкости путевой структуры и, соответственно, к удорожанию транспортной системы.When the ratio (S 1 E 1 + S 2 E 2 ) / Mg> 50,000, the track structure will be excessively rigid in the longitudinal direction due to the increased cross-sectional areas of the power member and the housing with the rolling surface for the movement of wheeled vehicles. This will lead to an unjustified increase in the material consumption of the track structure and, accordingly, to a rise in the cost of the transport system.
При величине соотношения T0 / (Mg + mg) < 2 путевая структура, из-за недостаточно высоких усилий натяжения в ней, будет иметь чрезмерно большие провисы на пролетах как от собственного веса, так и от веса подвижных средств, то есть от расчетной подвижной нагрузки. Это потребует увеличения высоты опор и их материалоемкости и приведет к удорожанию транспортной системы.When the ratio T 0 / (Mg + mg) <2, the track structure, due to insufficiently high tension forces in it, will have excessively large sags on the spans both from its own weight and from the weight of the moving means, that is, from the calculated moving load. This will require an increase in the height of the supports and their material consumption and will lead to a rise in the cost of the transport system.
При величине соотношения T0 / (Mg + mg) > 50 путевая структура, из-за избыточных усилий натяжения в ней, будет иметь неоправданно увеличенные площади поперечного сечения силового органа и корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств. Это приведет к неоправданному увеличению материалоемкости путевой структуры и опор, и, соответственно, к удорожанию транспортной системы.When the ratio T 0 / (Mg + mg)> 50, the track structure, due to excessive tension forces in it, will have unreasonably increased cross-sectional areas of the power member and the housing with the rolling surface for the movement of wheeled vehicles. This will lead to an unjustified increase in the material consumption of the track structure and supports, and, accordingly, to a rise in the cost of the transport system.
При величине соотношения S1 E1 / S2 E2 < 0,2 путевая структура будет чрезмерно тяжелой из-за низкой относительной площади поперечного сечения силового органа, который, собственно, благодаря своим усилиям предварительного натяжения, и держит на пролете как путевую структуру, так и подвижные средства, находящиеся на ней. Низкая несущая способность путевой структуры приведет к повышенным провисам на пролете, что потребует увеличения высоты опор и их материалоемкости и, соответственно, приведет к удорожанию транспортной системы.When the ratio S 1 E 1 / S 2 E 2 <0.2, the track structure will be excessively heavy due to the low relative cross-sectional area of the power organ, which, in fact, due to its pre-tensioning forces, keeps it on the span as a track structure, and mobile devices located on it. The low bearing capacity of the track structure will lead to increased sagging on the span, which will require an increase in the height of the supports and their material consumption and, consequently, will increase the cost of the transport system.
При величине соотношения S1 E1 / S2 E2 > 5 путевая структура будет избыточно легкой и ажурной из-за низкой относительной площади поперечного сечения корпуса c поверхностью качения для движения колесных подвижных средств. Это потребует дополнительной защиты несущего органа от механических воздействий как от движущихся подвижных средств (в том числе из-за быстрого износа головки и корпуса рельса колесами подвижных средств), так и от негативных воздействий окружающей среды, что приведет к удорожанию транспортной системы. Кроме того, такая путевая структура будет иметь заниженную общую площадь поперечного сечения (из-за увеличенного относительного содержания более прочного материала силового органа) и повышенную продольную деформативность, что приведет к повышенным провисам на пролете (статическим и динамическим) под воздействием веса расчетной подвижной нагрузки. Это потребует увеличения высоты опор и, соответственно, приведет к удорожанию транспортной системы.When the ratio S 1 E 1 / S 2 E 2 > 5, the track structure will be excessively light and openwork due to the low relative cross-sectional area of the housing with the rolling surface for the movement of wheeled vehicles. This will require additional protection of the supporting body from mechanical stresses both from moving mobile vehicles (including due to the rapid wear of the rail head and casing by the wheels of mobile vehicles) and from negative environmental influences, which will increase the cost of the transport system. In addition, such a track structure will have an underestimated total cross-sectional area (due to an increased relative content of a more durable material of the power organ) and increased longitudinal deformability, which will lead to increased sagging on the span (static and dynamic) under the influence of the weight of the calculated moving load. This will require an increase in the height of the supports and, accordingly, will increase the cost of the transport system.
Таким выполнением транспортной системы достигается минимизация требуемого усилия натяжения путевой структуры и минимизация площадей поперечного сечения силового органа и корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств (в зависимости от значений расчетной массы подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами, и модулей упругости материалов силового органа и корпуса рельсовой нити). При этом снижается материалоемкость конструкции и, соответственно, ее стоимость.This embodiment of the transport system minimizes the required tension force of the track structure and minimizes the cross-sectional areas of the power body and the casing with the rolling surface for the movement of wheeled vehicles (depending on the estimated mass of the vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports, and elastic moduli of materials of the power organ and the body of the rail thread). This reduces the material consumption of the structure and, accordingly, its cost.
Согласно другому изобретению предлагается способ построения представленной выше струнной транспортной системы, включающий установку анкерных опор на основании, подвеску и натяжение между ними, по меньшей мере, одного силового органа, последующую фиксацию концов силового органа в анкерных опорах, а также крепление силового органа относительно корпуса с поверхностью качения, образующих путевую структуру для движения колесных подвижных средств.According to another invention, there is provided a method of constructing the string transport system presented above, comprising installing anchor supports on the base, suspension and tension between at least one force member, subsequent fixing of the ends of the force member in the anchor supports, and also securing the power member relative to the housing with rolling surface, forming a track structure for the movement of wheeled mobile means.
Способ реализуют следующим образом. На основании 1 из грунта устанавливают анкерные опоры 2, в верхней части которых подвешивают путевую структуру, которая включает натянутые рельсовые нити 6 (одну или несколько), в виде силовых органов 6a, заключенных в корпуса 6b с сопряженными с ними поверхностями качения 6c, и установленные на них подвижные средства 5. Между анкерными опорами 2 могут быть размещены промежуточные опоры (на рисунках не показаны).The method is implemented as follows. On the basis of 1 from the soil, anchor supports 2 are installed, in the upper part of which a track structure is suspended, which includes tensioned rail threads 6 (one or several), in the form of power bodies 6a, enclosed in
Согласно способу по изобретению силовой орган в путевой структуре натягивают до усилия, удовлетворяющего соотношению According to the method of the invention, the force member in the track structure is pulled to a force satisfying the ratio
1,5 ≤ T1 / (Mg + mg) ≤ 45, (4)1,5 ≤ T 1 / (Mg + mg) ≤ 45, (4)
где: T1 - усилие натяжения силового органа в путевой структуре, Н;where: T 1 - tension force of the power organ in the track structure, N;
M - масса колесных подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами, кг;M is the mass of wheeled vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports, kg;
m - масса путевой структуры в пролете между смежными опорами, кг;m is the mass of the track structure in the span between adjacent supports, kg;
g - ускорение свободного падения, м/с2,g is the acceleration of gravity, m / s 2 ,
и соотношениюand the ratio
40 ≤ n T1 / Mg ≤ 1200, (5)40 ≤ n T 1 / Mg ≤ 1200, (5)
где: n - общее количество колес у колесных подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами.where: n is the total number of wheels for wheeled vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports.
Исследования показали, что в случае одновременного выполнения условия (5) и соотношения Studies have shown that if conditions (5) and the relation
T1 / (Mg + mg) < 1,5T 1 / (Mg + mg) <1.5
у путевой структуры будет чрезмерный провис на пролете как от собственного веса, так и от веса подвижных средств 5, находящихся на пролете. Это потребует увеличения высоты опор как анкерных, так и промежуточных и, соответственно, увеличения их материалоемкости и стоимости.the track structure will have excessive sag on the span both from its own weight and from the weight of the movable means 5 located on the span. This will require an increase in the height of the supports, both anchor and intermediate, and, accordingly, an increase in their material consumption and cost.
При одновременном выполнении условия (5) и соотношенияUnder condition (5) and the relation
T1 / (Mg + mg) > 45T 1 / (Mg + mg)> 45
предварительное натяжение в силовом органе путевой структуры будет чрезмерно высоким, что потребует значительного увеличения поперечного сечения силовых органов и, соответственно, увеличения материалоемкости и стоимости как путевой структуры, так и опор анкерных и промежуточных.the preliminary tension in the power body of the track structure will be excessively high, which will require a significant increase in the cross section of the power organs and, accordingly, an increase in the material consumption and cost of both the track structure and the anchor and intermediate supports.
В случае одновременного выполнения условия (4) и соотношенияIn the case of simultaneous fulfillment of condition (4) and the relation
n T1 / Mg < 40n T 1 / Mg <40
рельсовая нить 6 будет испытывать высокие изгибные напряжения под каждым колесом подвижного средства, что либо приведет к быстрому выходу из строя транспортной системы из-за накопления усталостных разрушений в корпусе 6b нити, либо потребует усиления корпуса нити путем увеличения его габаритов (в первую очередь высоты). Это приведет к увеличению материалоемкости и веса путевой структуры, а также - к увеличению нагрузок на опоры и, в конечном итоге, к снижению долговечности и повышению стоимости транспортной системы.
При одновременном выполнении условия (4) и соотношенияWhile condition (4) and the relation
n T1 / Mg > 1200n T 1 / Mg> 1200
рельсовая нить 6 будет иметь избыточную прочность при воздействии нагрузок (статических и динамических) от колес подвижных средств 5 и, соответственно, завышенную материалоемкость и стоимость.the
При достижении одновременного выполнения условий (4) и (5) рельсовые нити с расположенными на них подвижными средствами, составляющие, соответственно, путевую структуру, во время эксплуатации транспортной системы будут иметь минимизированную материалоемкость и минимизированное натяжение в путевой структуре. Это позволяет проектировать транспортную систему с ее оптимизацией по расходу конструкционных и строительных материалов не только на путевую структуру, но и на опоры, которые будут испытывать минимальные нагрузки и будут иметь минимальную высоту. Поэтому, как показывает практика, для снижения материалоемкости и стоимости построения струнной транспортной системы усилие натяжения силовых элементов в каждой путевой структуре должно удовлетворять условию (4):Upon achievement of the simultaneous fulfillment of conditions (4) and (5), rail threads with movable means located on them, which, respectively, constitute the track structure, during operation of the transport system will have minimized material consumption and minimized tension in the track structure. This allows you to design a transport system with its optimization of the consumption of structural and building materials, not only on the track structure, but also on supports that will experience minimal load and will have a minimum height. Therefore, as practice shows, to reduce the material consumption and the cost of building a string transport system, the tension force of the power elements in each track structure must satisfy the condition (4):
1,5 ≤ T1 / (Mg + mg) ≤ 451,5 ≤ T 1 / (Mg + mg) ≤ 45
при одновременном выполнении условия (5):while fulfilling the condition (5):
40 ≤ n T1 / Mg ≤ 1200.40 ≤ n T 1 / Mg ≤ 1200.
Поскольку силовые органы в путевой структуре будут иметь меньшее усилие натяжения (усилие T1), чем путевая структура в целом (усилие T0), в которой, кроме силовых органов, будут частично натянуты и корпуса с поверхностями качения для колесных подвижных средств, то в соотношении (4) границы допустимых изменений параметров (от 1,5 до 45) будут на 10 - 25% ниже границ изменения параметров (от 2 до 50) в соотношении (2).Since the power elements in the track structure will have a lower tension force (force T 1 ) than the track structure as a whole (force T 0 ), in which, in addition to the power organs, the housings with rolling surfaces for the rolling vehicles will be partially stretched, in relation (4), the boundaries of permissible parameter changes (from 1.5 to 45) will be 10 - 25% lower than the boundaries of parameter changes (from 2 to 50) in relation (2).
Указанными приемами по способу обеспечивается минимизация площадей поперечного сечения силового органа и корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств и, соответственно, минимизация материалоемкости и веса путевой структуры на пролете. Благодаря этому минимизируются усилия натяжения в путевой структуре и высота опор, которая зависит не только от величины провиса путевой структуры на пролете под ее собственным весом, но и от вертикальной деформации под действием веса подвижных средств 5, одновременно находящихся на пролете. Таким путем достигается уменьшение материалоемкости транспортной системы и ее стоимости.The indicated methods of the method minimize the cross-sectional areas of the power body and the housing with the rolling surface for the movement of wheeled mobile means and, accordingly, minimize the material consumption and weight of the track structure on the span. Due to this, the tension forces in the track structure and the height of the supports are minimized, which depends not only on the sag of the track structure on the span under its own weight, but also on the vertical deformation under the influence of the weight of the movable means 5, simultaneously located on the span. In this way, a reduction in the material consumption of the transport system and its cost is achieved.
Возможность практической реализации предлагаемых изобретений рассмотрим на не ограничивающем примере одного из множества их исполнений.The possibility of practical implementation of the proposed inventions will be considered on a non-limiting example of one of the many designs.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Городская пассажирская трасса транспортной системы Юницкого имеет следующие заданные оптимальные значения характеристик, входящих в соотношения (1) - (5): M = 12000 кг (два пассажирских колесных подвижных средств максимальной вместимостью 40 пассажиров каждое с общим количеством колес n = 16), m = 38850 кг, или 51,8 кг/м (бирельсовая путевая структура с двумя рельсовыми нитями), L = 750 м, S1 = 0,00282 м2 (28,2 см2), S2 = 0,00324 м2 (32,4 см2), T0 = 2,6·106 Н, T1 = 2,4·106 Н, E1 = E2 = 2·1011 Н/м2 (сталь). Усилия натяжения приведены для средней температуры расчетного температурного диапазона в 100°C (зимой эти усилия будут возрастать, а летом, при нагреве на солнце, будут падать).The Unitsky urban passenger line has the following specified optimal values of the characteristics included in relations (1) - (5): M = 12000 kg (two passenger wheeled vehicles with a maximum capacity of 40 passengers each with a total number of wheels n = 16), m = 38850 kg, or 51.8 kg / m (double-rail track structure with two rail threads), L = 750 m, S 1 = 0.00282 m 2 (28.2 cm 2 ), S 2 = 0.00324 m 2 ( 32.4 cm 2 ), T 0 = 2.6 · 10 6 N, T 1 = 2.4 · 10 6 N, E 1 = E 2 = 2 · 10 11 N / m 2 (steel). Tension forces are given for the average temperature of the design temperature range of 100 ° C (in winter these forces will increase, and in summer, when heated in the sun, they will fall).
В приведенном примере соотношения (1) - (5) будут равны: соотношение (1): (S1E1 + S2E2) / Mg = 10296; соотношение (2): T0 / (Mg + mg) = 5,21; соотношение (3): S1E1 / S2E2 = 0,87; соотношение (4): T1 / (Mg + mg) = 4,81; соотношение (5): nT1 / Mg = 326. Эти соотношения в данном примере являются оптимальными. Рассмотрим граничные значения соотношений (1) - (5) для данного примера.In the above example, relations (1) - (5) will be equal to: ratio (1): (S 1 E 1 + S 2 E 2 ) / Mg = 10296; ratio (2): T 0 / (Mg + mg) = 5.21; ratio (3): S 1 E 1 / S 2 E 2 = 0.87; ratio (4): T 1 / (Mg + mg) = 4.81; ratio (5): nT 1 / Mg = 326. These ratios in this example are optimal. Consider the boundary values of relations (1) - (5) for this example.
При величине соотношения (S1E1. + S2E2) / Mg < 2000, несущая площадь поперечного сечения путевой структуры (S1 + S2) должна быть менее 0,00118 м2 (или менее 11,8 см2), поэтому напряжения растяжения в рельсовых нитях в этом случае должны превысить значение 2,6·106 Н / 0,00118 м2 = 2,2·109 Н/м2 (или 22000 кгс/см2), что находится на пределе прочности высокопрочной стальной проволоки, используемой в проекте. Поэтому, для снижения напряжений, необходимо будет увеличивать площадь сечений S1 и S2, что приведет к увеличению материалоемкости и стоимости транспортной системы. Кроме того, такая система, из-за низкой площади поперечного сечения рельсовых нитей, будет слишком деформативной на пролете под воздействием веса подвижных средств, что потребует увеличения высоты опор.When the ratio (S 1 E 1. + S 2 E 2 ) / Mg <2000, the bearing cross-sectional area of the track structure (S 1 + S 2 ) should be less than 0.00118 m 2 (or less than 11.8 cm 2 ) therefore, tensile stresses in rail threads in this case should exceed the value of 2.6 · 10 6 N / 0.00118 m 2 = 2.2 · 10 9 N / m 2 (or 22000 kgf / cm 2 ), which is at the limit durability of the high-strength steel wire used in the project. Therefore, to reduce stresses, it will be necessary to increase the cross-sectional area S 1 and S 2 , which will lead to an increase in material consumption and cost of the transport system. In addition, such a system, due to the low cross-sectional area of the rail threads, will be too deformative on the span under the influence of the weight of movable means, which will require an increase in the height of the supports.
При величине соотношения (S1E1 + S2E2) / Mg > 50000, несущая площадь поперечного сечения путевой структуры (S1 + S2) в данном примере должна быть более 0,0294 м2 (или более 294 см2), поэтому напряжения растяжения в рельсовых нитях будут ниже значения 2,6·106 Н / 0,0294 м2 = 8,84·107 Н/м2 (или ниже 884 кгс/см2), что значительно ниже допустимой прочности стальных конструкций, используемых в проекте. Поэтому такая конструкция имела бы завышенную материалоемкость и, соответственно, стоимость.When the ratio (S 1 E 1 + S 2 E 2 ) / Mg> 50,000, the bearing cross-sectional area of the track structure (S 1 + S 2 ) in this example should be more than 0.0294 m 2 (or more than 294 cm 2 ) therefore, tensile stresses in rail yarns will be lower than 2.6 · 10 6 N / 0.0294 m 2 = 8.84 · 10 7 N / m 2 (or lower than 884 kgf / cm 2 ), which is significantly lower than the allowable strength of steel designs used in the project. Therefore, such a design would have an overestimated material consumption and, consequently, cost.
При величине соотношения T0 / (Mg + mg) < 2 величина натяжения T0 в данном примере должна быть менее 9,98·105 Н (или менее 102 тонн), что приведет к чрезмерным провисам на пролете длиной 750 м: более 35,8 м - под собственным весом путевой структуры и более 22,1 м - при проезде подвижной нагрузки (суммарный провис будет более 57,9 м). Это потребовало бы увеличения высоты опор и привело бы к увеличению стоимости транспортной системы.When the ratio T 0 / (Mg + mg) <2, the tension value T 0 in this example should be less than 9.98 · 10 5 N (or less than 102 tons), which will lead to excessive sagging on the span of 750 m in length: more than 35 , 8 m - under the own weight of the track structure and more than 22.1 m - when moving a moving load (total sag will be more than 57.9 m). This would require an increase in the height of the supports and would increase the cost of the transport system.
При величине соотношения T0 / (Mg + mg) > 50 величина натяжения T0 в данном примере должна быть более 2,49·107 Н (или более 2540 тонн), что привело бы к чрезмерно высоким напряжениям растяжения в рельсовых нитях (более 4,1·109 Н/м2, или более 42800 кгс/см2). Это потребовало бы увеличения площади поперечного сечения силового органа и корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств в несколько раз и привело бы к неоправданному увеличению материалоемкости путевой структуры и опор и, соответственно, к удорожанию транспортной системы. Либо потребовалось бы использование более прочных и более дорогих, чем сталь, материалов, что также привело бы к удорожанию системы.When the ratio T 0 / (Mg + mg)> 50, the tension value T 0 in this example should be more than 2.49 · 10 7 N (or more than 2540 tons), which would lead to excessively high tensile stresses in rail threads (more 4.1 · 10 9 N / m 2 , or more than 42800 kgf / cm 2 ). This would require a several-fold increase in the cross-sectional area of the power body and the housing with the rolling surface for the movement of wheeled vehicles and would lead to an unjustified increase in the material consumption of the track structure and supports and, accordingly, to increase the cost of the transport system. Or it would require the use of more durable and more expensive than steel materials, which would also lead to an increase in the cost of the system.
При величине соотношения S1E1 / S2E2 < 0,2 площадь поперечного сечения корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств должна быть более 0,0141 м2 (или более 141 см2), при этом его масса на пролете 750 м была бы равна m = 83000 кг и более. Это привело бы к повышенному провису под собственным весом путевой структуры на пролете, превышающему 35,8 м, и потребовало бы увеличения высоты опор и стоимости транспортной системы.When the ratio S 1 E 1 / S 2 E 2 <0.2, the cross-sectional area of the housing with the rolling surface for the movement of wheeled vehicles must be more than 0.0141 m 2 (or more than 141 cm 2 ), while its mass on the span 750 m would be equal to m = 83000 kg or more. This would lead to increased sagging under the own weight of the track structure on the span exceeding 35.8 m, and would require an increase in the height of the supports and the cost of the transport system.
При величине соотношения S1E1 / S2E2 > 5 площадь поперечного сечения двух корпусов с поверхностями качения для движения колесных подвижных средств в бирельсовой транспортной системе, анализируемой в приведенном примере, должна быть менее 0,000564 м2 (или менее 5,64 см2). Выполнить корпус с рельсовой головкой общей площадью менее 2,82 см2 для одной рельсовой нити, для обеспечения безопасного движения 40 местных скоростных подвижных средств, с помощью известных решений не представляется возможным. Поэтому потребуется нетрадиционное усиление рельсовых нитей, что приведет к удорожанию транспортной системы. Кроме того, такая путевая структура будет иметь заниженную общую площадь поперечного сечения (из-за увеличенного относительного содержания более прочного материала силового органа) и повышенную продольную деформативность, что приведет к увеличению провисов на пролете (статическим и динамическим) под воздействием веса расчетной подвижной нагрузки. Это потребует увеличения высоты опор и, соответственно, приведет к удорожанию транспортной системы.When the ratio S 1 E 1 / S 2 E 2 > 5, the cross-sectional area of two buildings with rolling surfaces for the movement of wheeled vehicles in the double-rail transport system analyzed in the above example should be less than 0,000564 m 2 (or less than 5, 64 cm 2 ). To make a housing with a rail head with a total area of less than 2.82 cm 2 for one rail, to ensure the safe movement of 40 local high-speed mobile devices, using known solutions is not possible. Therefore, unconventional reinforcement of rail threads will be required, which will lead to a rise in the cost of the transport system. In addition, such a track structure will have an underestimated total cross-sectional area (due to the increased relative content of a more durable material of the power organ) and increased longitudinal deformability, which will lead to an increase in the sag on the span (static and dynamic) under the influence of the weight of the calculated moving load. This will require an increase in the height of the supports and, accordingly, will increase the cost of the transport system.
Согласно способу по изобретению силовой орган в путевой структуре натягивают до усилия, удовлетворяющего соотношению (4): 1,5 ≤ T1 / (Mg + mg) ≤ 45, которое отличается от соотношения (2): 2 ≤ T0 / (Mg + mg) ≤ 50 тем, что в способе определяющей операцией является предварительное натяжение основного несущего элемента - силового органа, а не корпуса рельсовой нити, который предназначен для выполнения совсем других задач. Поэтому меньшие значения относительного натяжения в соотношении (4), по сравнению с соотношением (2), соответственно, на 0,5 = 2 - 1,5 (для нижнего значения диапазона значений) и на 5 = 50 - 45 (для верхнего значения диапазона значений) обусловлены исключением из рассмотрения корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств, влияние которого в способе незначительно. Однако в конструкции путевой структуры влиянием корпуса рельса пренебрегать нельзя, поэтому он учтен в соотношениях (1), (2) и (3). Таким образом, обоснование граничных значений в соотношении (4) будет по своей сущности аналогичным обоснованию граничных значений в соотношении (2), приведенном выше.According to the method of the invention, the force member in the track structure is pulled to a force satisfying the relation (4): 1.5 ≤ T 1 / (Mg + mg) ≤ 45, which differs from the relation (2): 2 ≤ T 0 / (Mg + mg) ≤ 50 by the fact that in the method the determining operation is the preliminary tension of the main bearing element - the power organ, and not the rail of the rail, which is designed to perform completely different tasks. Therefore, lower values of relative tension in relation (4), compared with relation (2), respectively, by 0.5 = 2 - 1.5 (for the lower value of the range of values) and 5 = 50 - 45 (for the upper value of the range values) are due to the exclusion from consideration of the housing with a rolling surface for the movement of wheeled vehicles, the influence of which in the method is negligible. However, in the design of the track structure, the influence of the rail casing cannot be neglected, therefore, it is taken into account in relations (1), (2) and (3). Thus, the justification of the boundary values in the relation (4) will be essentially the same as the justification of the boundary values in the relation (2) given above.
При оптимальном значении соотношения nT1 / Mg = 326, как в приведенном примере, максимальные изгибные напряжения в корпусе рельса под колесом подвижного средства (средняя нагрузка от одного колеса будет равна 7360 Н) при T1 = 2,4·106 Н будут равны 3·107 Н/м2 (или 306 кгс/см2), что обеспечит долговечность рельсовой нити при десятках миллионов циклов нагружения и, соответственно, обеспечит длительный срок эксплуатации транспортной системы (не менее 50 лет).With the optimal value of the ratio nT 1 / Mg = 326, as in the above example, the maximum bending stresses in the rail body under the wheel of the mobile vehicle (the average load from one wheel will be 7360 N) at T 1 = 2.4 · 10 6 N 3 · 10 7 N / m 2 (or 306 kgf / cm 2 ), which will ensure the durability of the rail thread at tens of millions of loading cycles and, accordingly, will ensure a long service life of the transport system (at least 50 years).
При величине соотношения nT1 / Mg < 40 у подвижного состава должно быть всего два колеса (нагрузка на одно колесо в этом случае должна превышать 58800 Н), что вызовет в рельсовой нити изгибные напряжения, равные 2,4·108 Н/м2 (или 2440 кгс/см2). При таких высоких напряжениях, которые будут суммироваться как с напряжениями предварительного натяжения, так и с температурными напряжениями, даже разовый проезд подвижных средств может вызвать разрушение конструкции. Это потребует усиления конструкции, либо потребует использования более прочных и более дорогих, чем сталь, конструкционных материалов и, в конечном итоге, приведет к повышению стоимости транспортной системы.When the ratio nT 1 / Mg <40, the rolling stock should have only two wheels (the load on one wheel in this case should exceed 58800 N), which will cause bending stresses equal to 2.4 · 10 8 N / m 2 in the rail thread (or 2440 kgf / cm 2 ). At such high voltages, which will be combined with both the prestressing stresses and the thermal stresses, even a single passage of moving means can cause structural failure. This will require reinforcement of the structure, or will require the use of more durable and more expensive than steel, structural materials and, ultimately, will increase the cost of the transport system.
При величине соотношения nT1 / Mg > 1200 у подвижного состава должно быть 58 колес (нагрузка на одно колесо в этом случае будет менее 2030 Н), при этом изгибные напряжения под каждым колесом снизятся до очень низких напряжений: 8,3·106 Н/м2 (или 84 кгс/см2). В этом случае рельсовая нить будет иметь избыточную прочность при воздействии нагрузок (статических и динамических) от колес подвижных средств и, соответственно, завышенную материалоемкость и стоимость.When the ratio nT 1 / Mg> 1200, the rolling stock must have 58 wheels (the load on one wheel in this case will be less than 2030 N), while the bending stresses under each wheel will decrease to very low stresses: 8.3 · 10 6 N / m 2 (or 84 kgf / cm 2 ). In this case, the rail thread will have excess strength when exposed to loads (static and dynamic) from the wheels of movable means and, accordingly, overpriced material consumption and cost.
Кроме перечисленных усилий и напряжений в провисающей (криволинейной) конструкции рельсовой нити будут возникать также температурные напряжения, примерно равные 2·106 Н/м2 (или примерно 20 кгс/см2) на один градус Цельсия изменения температуры (для продольных элементов, выполненных из стали). Поэтому транспортная система проектируется с учетом того, что при снижении температуры на 50°C (относительно среднего значения расчетного диапазона температур) в несущей стальной конструкции рельсовой нити напряжения увеличатся на 108 Н/м2 (или примерно на 1000 кгс/см2), а при повышении температуры на 50°C (относительно среднего значения расчетного диапазона температур) в несущей стальной конструкции рельсовой нити напряжения снизятся на 108 Н/м2 (или примерно на 1000 кгс/см2). Поэтому соотношения (1) - (5) составлены также с учетом температурного фактора таким образом, чтобы в оптимально спроектированной конструкции рельсовых нитей возникающие суммарные напряжения за весь период эксплуатации не превысили бы напряжений, которые допускаются нормативами, по которым проектируются мосты и эстакады, к разновидности которых, собственно, и относится транспортная система Юницкого.In addition to the listed forces and stresses, sagging (curvilinear) design of the rail thread will also generate temperature stresses of approximately 2 · 10 6 N / m 2 (or approximately 20 kgf / cm 2 ) per degree Celsius of temperature change (for longitudinal elements made of steel). Therefore, the transport system is designed taking into account the fact that when the temperature decreases by 50 ° C (relative to the average value of the calculated temperature range) in the load-bearing steel structure of the rail, the voltage increases by 10 8 N / m 2 (or by about 1000 kgf / cm 2 ), and when the temperature rises by 50 ° C (relative to the average value of the calculated temperature range) in the supporting steel structure of the rail, the voltage drops by 10 8 N / m 2 (or about 1000 kgf / cm 2 ). Therefore, relations (1) - (5) are also made taking into account the temperature factor in such a way that, in an optimally designed design of rail threads, the resulting total stresses for the entire period of operation would not exceed the stresses allowed by the standards for designing bridges and overpasses to which, in fact, refers to the Unitsky transport system.
Изобретение может найти применение в пассажирских и грузовых городских транспортных системах, в междугородных перевозках, в горах, а также в системах организации переправ через водные препятствия и т.п.The invention can find application in passenger and freight urban transport systems, in intercity transportation, in the mountains, as well as in systems for organizing crossings over water obstacles, etc.
Claims (2)
где S1 - площадь поперечного сечения силового органа, м2;
S2 - площадь поперечного сечения корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств, м2;
E1 - модуль упругости материала силового органа, Н/м2;
E2 - модуль упругости материала корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств, Н/м2;
M - суммарная расчетная масса колесных подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами, кг;
g - ускорение свободного падения, м/с2,
а путевая структура натянута до усилия, определяемого из соотношения
где T0 - усилие натяжения путевой структуры, Н;
М - суммарная расчетная масса колесных подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами, кг;
m - масса путевой структуры в пролете между смежными опорами, кг;
g - ускорение свободного падения, м/с2,
причем площади поперечного сечения силового органа и корпуса с поверхностью качения для движения колесных подвижных средств выполнены в пределах, определяемых из соотношения
where S 1 - the cross-sectional area of the power organ, m 2 ;
S 2 - the cross-sectional area of the housing with a rolling surface for the movement of wheeled vehicles, m 2 ;
E 1 - the modulus of elasticity of the material of the power organ, N / m 2 ;
E 2 - the modulus of elasticity of the material of the housing with a rolling surface for the movement of wheeled vehicles, N / m 2 ;
M is the total estimated mass of wheeled vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports, kg;
g is the acceleration of gravity, m / s 2 ,
and the track structure is stretched to a force determined from the relation
where T 0 is the tension force of the track structure, N;
M is the total estimated mass of wheeled vehicles, located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports, kg;
m is the mass of the track structure in the span between adjacent supports, kg;
g is the acceleration of gravity, m / s 2 ,
moreover, the cross-sectional area of the power body and the housing with a rolling surface for the movement of wheeled mobile means is made within the limits determined from the ratio
где T1 - усилие натяжения силового органа в путевой структуре, Н;
M - масса колесных подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами, кг;
m - масса путевой структуры в пролете между смежными опорами, кг;
g - ускорение свободного падения, м/с2,
и соотношению
где n - общее количество колес у колесных подвижных средств, находящихся одновременно на путевой структуре в пролете между смежными опорами. 2. A method of constructing a string transport system, including the installation of anchor supports on the base, the suspension and tension between them of at least one power member, the subsequent fixation of the ends of the power member in the anchor supports, and the fastening of the power member relative to the housing with a rolling surface, forming the track structure for the movement of wheeled mobile means, characterized in that the power element in the track structure is pulled to a force satisfying the ratio
where T 1 - the tension force of the power organ in the track structure, N;
M is the mass of wheeled vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports, kg;
m is the mass of the track structure in the span between adjacent supports, kg;
g is the acceleration of gravity, m / s 2 ,
and the ratio
where n is the total number of wheels for wheeled vehicles located simultaneously on the track structure in the span between adjacent supports.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011134462/11A RU2475387C1 (en) | 2011-08-18 | 2011-08-18 | Yunitsky's conveying system and method of configuring string-type conveying system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011134462/11A RU2475387C1 (en) | 2011-08-18 | 2011-08-18 | Yunitsky's conveying system and method of configuring string-type conveying system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2475387C1 true RU2475387C1 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=49120922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011134462/11A RU2475387C1 (en) | 2011-08-18 | 2011-08-18 | Yunitsky's conveying system and method of configuring string-type conveying system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2475387C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019084653A1 (en) | 2017-10-31 | 2019-05-09 | Анатолий Эдуардович Юницкий | String track structure |
| WO2019222826A1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Yunitski Anatoli Eduardovich | Yunitsky transport system and method of construction thereof |
| EP3560786A4 (en) * | 2016-12-23 | 2020-07-08 | Yunitski, Anatoli | Yunitski's transport system |
| WO2021007642A1 (en) | 2019-07-12 | 2021-01-21 | Анатолий Эдуардович Юницкий | Transport system |
| WO2021113946A1 (en) | 2019-12-12 | 2021-06-17 | Анатолий Эдуардович Юницкий | Transport system |
| CN114728662A (en) * | 2019-01-04 | 2022-07-08 | 阿纳托利·爱德华多维奇·尤尼茨基 | Chordal transport system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2224064C1 (en) * | 2002-05-21 | 2004-02-20 | Юницкий Анатолий Эдуардович | Transportation system and method of its building |
| RU2324612C1 (en) * | 2006-07-27 | 2008-05-20 | Анатолий Эдуардович Юницкий | Yunitsky stringed transport system |
| RU2325293C2 (en) * | 2006-07-27 | 2008-05-27 | Анатолий Эдуардович Юницкий | Stringed transportation system of yunitsky and methods of stringed transportation system build-up |
| WO2011045808A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Conveyor & Ropeway Services Private Limited | An urban commuter/material carrying facility with non linear aerial ropeway |
-
2011
- 2011-08-18 RU RU2011134462/11A patent/RU2475387C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2224064C1 (en) * | 2002-05-21 | 2004-02-20 | Юницкий Анатолий Эдуардович | Transportation system and method of its building |
| RU2324612C1 (en) * | 2006-07-27 | 2008-05-20 | Анатолий Эдуардович Юницкий | Yunitsky stringed transport system |
| RU2325293C2 (en) * | 2006-07-27 | 2008-05-27 | Анатолий Эдуардович Юницкий | Stringed transportation system of yunitsky and methods of stringed transportation system build-up |
| WO2011045808A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Conveyor & Ropeway Services Private Limited | An urban commuter/material carrying facility with non linear aerial ropeway |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3560786A4 (en) * | 2016-12-23 | 2020-07-08 | Yunitski, Anatoli | Yunitski's transport system |
| WO2019084653A1 (en) | 2017-10-31 | 2019-05-09 | Анатолий Эдуардович Юницкий | String track structure |
| WO2019222826A1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Yunitski Anatoli Eduardovich | Yunitsky transport system and method of construction thereof |
| EA034498B1 (en) * | 2018-05-25 | 2020-02-13 | Анатолий Эдуардович Юницкий | Yunitsky's transport system, method of manufacturing and erecting same |
| CN114728662A (en) * | 2019-01-04 | 2022-07-08 | 阿纳托利·爱德华多维奇·尤尼茨基 | Chordal transport system |
| CN114728662B (en) * | 2019-01-04 | 2023-10-31 | 阿纳托利·爱德华多维奇·尤尼茨基 | String type transport system |
| WO2021007642A1 (en) | 2019-07-12 | 2021-01-21 | Анатолий Эдуардович Юницкий | Transport system |
| EP3992049A4 (en) * | 2019-07-12 | 2023-07-26 | Yunitski, Anatoli Eduardovich | Transport system |
| WO2021113946A1 (en) | 2019-12-12 | 2021-06-17 | Анатолий Эдуардович Юницкий | Transport system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2325293C2 (en) | Stringed transportation system of yunitsky and methods of stringed transportation system build-up | |
| RU2475387C1 (en) | Yunitsky's conveying system and method of configuring string-type conveying system | |
| RU2520983C2 (en) | Transportation system of yunitsky | |
| RU2475386C1 (en) | Yunitsky's conveying system and method of configuring string-type conveying system | |
| EP4032775A1 (en) | String transport system | |
| EP3907117B1 (en) | String transport system | |
| EP3560786B1 (en) | Transport system | |
| EP3395637B1 (en) | Communications system | |
| KR101566526B1 (en) | Air-floating elevated structures of Light Rail Transit | |
| CN111417558B (en) | String type track structure | |
| RU2223357C1 (en) | Transportation system (versions) and method of its building | |
| EP4074570A1 (en) | Transport system | |
| EP3992049A1 (en) | Transport system | |
| EP3882101B1 (en) | Load transportation system with circular traffic | |
| WO2017219115A1 (en) | Communications system | |
| EA034463B1 (en) | Yunitskiy's communication system and its application for transportation of liquids and/or gases and/or in power supply and/or communication networks | |
| EA034490B1 (en) | Truss road structure of high-speed transport system, railroad line of truss road structure of high-speed transport system and method for manufacturing truss road structure and railroad line | |
| RU2204636C1 (en) | Transportation system rail | |
| CN116873461A (en) | Sling belt conveying system | |
| EA036973B1 (en) | Yunitsky's transport system | |
| CN114765977A (en) | Method for manufacturing and arranging Eunitz-based ultra-high-speed transportation complex | |
| WO2017219113A1 (en) | Transportation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130819 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150220 |