UA71059U

UA71059U - Elevated frame system of railway transport

Info

Publication number: UA71059U
Application number: UAU201203484U
Authority: UA
Inventors: Семен Моисеевич Месонжник; Маргарита Семеновна Месонжник
Original assignee: Семен Моисеевич Месонжник; Маргарита Семеновна Месонжник
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2012-06-25

Abstract

An elevated frame system of railway transport includes an overpass consisting of a series of interconnected elevated frames that rely on vertical supports, and made with box-shaped cross section formed by lateral, upper and lower structural elements of frames, two supporting tracks fixed on the structural elements of frame, transport modules mounted on rail tracks with possibility of oncoming traffic, rail interchange systems made at the end sections of the overpass. The rail tracks are located on two levels – the lower track is mounted on the lower structural elements of frames. The upper track is mounted above the lower track on the upper structural elements of frames. The systems of rail interchange at the end sections of overpass are made in the form of a beam, which one end is pivotally secured on the support with possibility of turning the beam in the vertical plane of the track secured on the beam, as well as a drive for turning the beam in the position of joining the track of beam with the lower or upper track of elevated frame.

Description

Корисна модель належить до надземного пасажирського транспорту, зокрема, до високошвидкісних естакад для надземного рейкового пасажирського транспорту.The utility model belongs to surface passenger transport, in particular, to high-speed overpasses for surface rail passenger transport.

Зростання міст, створення нових приміських районів, міст-супутників, розвиток мегаполісів вимагають створення систем швидкого транспортного повідомлення, які дозволяють доставити пасажирів з околиць, що знаходяться від центру на відстані десятків кілометрів, за десятки хвилин з декількома зупинками в дорозі. Такі транспортні системи дозволяють реалізувати практично ідею "міста без околиць".The growth of cities, the creation of new suburban areas, satellite cities, and the development of megacities require the creation of rapid transport communication systems that allow passengers to be delivered from the suburbs, located tens of kilometers from the center, in tens of minutes with several stops on the way. Such transport systems make it possible to practically implement the idea of a "city without suburbs".

Існуючі системи швидкісного пасажирського транспорту сучасних мегаполісів розділяються на підземні (метрополітен), наземні, надземні (естакадний транспорт) і комбіновані.The existing systems of high-speed passenger transport of modern megacities are divided into underground (metro), surface, above-ground (overpass transport) and combined.

Для будівництва підземного метрополітену потрібний тривалий час і великі капітальні вкладення. Так, за цінами 2006 роки вартість 1 км тунелю метрополітену, побудованого закритим способом, складає приблизно 60 млн. доларів США (м. Москва). Враховуючи, що метрополітен, як правило, будується двох колійним, тобто вимагає проходки і оснащення 2-х тунелів, вартість 1 км метрополітену складає близько 120 млн. доларів США («пер/ги мікіредіа.огу/»). Будівництво наземних швидкісних доріг вимагає відчуження територій уздовж траси, втручання в діючі системи комунікацій, знесення існуючих споруд, що не завжди можливо в умовах існуючих забудов міст, супроводжується великими об'ємами земляних робіт, витратами на будівельні матеріали (пісок, гравій, бетон), на нівеляцію шляху і т.д.The construction of an underground subway requires a long time and large capital investments. Thus, at 2006 prices, the cost of 1 km of a closed subway tunnel is approximately 60 million US dollars (Moscow). Taking into account that the subway is usually built with two tracks, that is, it requires 2 tunnels to be dug and equipped, the cost of 1 km of the subway is about 120 million US dollars ("per/gy mikiredia.ogu/"). The construction of surface expressways requires alienation of territories along the route, interference with existing communication systems, demolition of existing structures, which is not always possible in the conditions of existing urban developments, accompanied by large volumes of earthworks, costs of construction materials (sand, gravel, concrete), for leveling the path, etc.

Перспективних рішенням транспортної проблеми мегаполісів є використання надземних естакадних швидкісних транспортних систем, переважно з використанням рейкових видів транспорту, так званих "надземок". Така транспортна система може бути окремою або частиною міської транспортної системи (частиною метрополітену, частиною легко рейкового транспорту і т. д.).A promising solution to the transport problem of megacities is the use of elevated overpass high-speed transport systems, mainly using rail modes of transport, the so-called "overground". Such a transport system can be separate or part of the city transport system (part of the metro, part of light rail transport, etc.).

Будівництво естакадних швидкісних рейкових транспортних систем обходиться набагато дешевше і займає менше часу в порівнянні з наземними і підземними системами. Так, вартість 1 км Бутовської естакадної лінії (м. Москва, 2001-2003 рр.) склала близько 40 млн. доларівThe construction of flyover high-speed rail transport systems is much cheaper and takes less time compared to surface and underground systems. Thus, the cost of 1 km of the Butov flyover line (Moscow, 2001-2003) amounted to about 40 million dollars

США, тобто в три рази дешевше за вартість 1 км метрополітену («пЕр:/ги.м/іКіредіа.огд/»). При цьому під естакадами залишаються незайманими існуючі раніше і працюючі автодороги, транспортні розв'язки, споруди і інженерні комунікації. Надземні естакадні швидкісні транспортніUSA, i.e. three times cheaper than the cost of 1 km of the subway ("pEr:/gy.m/iKiredia.ogd/"). At the same time, previously existing and operating highways, transport junctions, buildings and engineering communications remain intact under the flyovers. High-speed transport overpasses

Зо системи, зокрема рейкового транспорту, знайшли широке застосування в мегаполісах США (у "підземці" Нью-Йорка 153 станції є естакадними «ПЕр://ги.мікіредіа.ого/), Японії, Німеччини,The system, in particular rail transport, has found wide application in the metropolises of the USA (in the "subway" of New York, 153 stations are overpasses "PEr://gy.mikiredia.ogo/), Japan, Germany,

Об'єднаних Арабських Еміратів і інших країн.United Arab Emirates and other countries.

Транспортна естакада, як правило, є протяжною інженерною спорудою, що складається з ряду однотипних потужних опор (як правило, залізобетонних) і прольотів, виконаних з подовжніх залізобетонних балок, призначених для розміщення дороги, наприклад рейкових шляхів, вище рівня землі з метою обходу зайнятих територій або транспортних потоків. Більшість естакад виконують двошляховими з розташуванням шляхів на одному горизонтальному рівні і з транспортними розв'язками на кінцевих ділянках естакади, які дозволяють організувати кільцевий трафік руху транспортних модулів. Типова принципова схема існуючих транспортних естакад показана на Фіг. 1. Ширина такої естакади при двопутьовому виконанні не менше восьми метрів.A transport flyover, as a rule, is a long engineering structure consisting of a number of powerful supports of the same type (usually reinforced concrete) and spans made of longitudinal reinforced concrete beams designed to place a road, such as rail tracks, above ground level in order to bypass occupied territories or traffic flows. Most of the flyovers are two-way with the location of the tracks on the same horizontal level and with traffic junctions at the final sections of the flyover, which allow to organize circular traffic of the movement of transport modules. A typical schematic diagram of existing transport overpasses is shown in Fig. 1. The width of such a flyover in a two-track design is at least eight meters.

Очевидно, що такі транспортні системи можуть бути побудовані в нових районах, де для них по генплану передбачені відповідні площі та умови для їх спорудження. В умовах існуючих міських забудов будівництво таких транспортних систем є проблематичним.It is obvious that such transport systems can be built in new districts, where the general plan provides for them appropriate areas and conditions for their construction. In the conditions of existing urban buildings, the construction of such transport systems is problematic.

Різні модифікації високошвидкісних естакад надземного рейкового транспорту захищені множиною патентів в багатьох країнах, що підкреслює актуальність розвитку даного виду транспорту для сучасних мегаполісів.Various modifications of high-speed overpasses of surface rail transport are protected by many patents in many countries, which emphasizes the relevance of the development of this type of transport for modern megacities.

Прикладом (аналогом) може бути швидкісна естакадна транспортна система, відома за патентом США О55231931, МПК ЕОТО 2/04, дата публікації 03.08.1993, яка включає вертикальні опори, що виконані з розгалуженнями у верхній їх частині (що мають М-подібну форму в поперечному перерізі), подовжні балки, встановлені на вертикальних опорах і утворюючі прольоти між вертикальними опорами. Подовжні балки мають центральну коробчату частину і периферійні ділянки, що утворюють горизонтальну платформу, на якій закріплені два рейкові шляхи, по яких в протилежних напрямках рухаються транспортні модулі. Коробчата форма центральної частини подовжніх балок дозволяє підвищити згинальну жорсткість подовжніх балок без збільшення їх маси і застосування додаткових засобів підвищення їх згинальної жорсткості. Зрозуміло, що така транспортна система має рейкові розв'язки на кінцевих ділянках естакади, які дозволяють переводити транспортні модулі з одного рейкового шляху на інший для реалізації кільцевого трафіку руху транспортних модулів.An example (analogue) can be a high-speed overpass transport system known by the US patent O55231931, IPC EOTO 2/04, publication date 03.08.1993, which includes vertical supports made with branches in their upper part (having an M-shaped shape in cross section), longitudinal beams installed on vertical supports and forming spans between vertical supports. Longitudinal beams have a central box-shaped part and peripheral sections that form a horizontal platform on which two rail ways are fixed, along which transport modules move in opposite directions. The box shape of the central part of longitudinal beams allows to increase the bending stiffness of longitudinal beams without increasing their mass and using additional means of increasing their bending stiffness. It is clear that such a transport system has rail junctions at the final sections of the overpass, which allow the transport modules to be transferred from one rail path to another for the implementation of circular traffic of the movement of transport modules.

Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є: естакадна система рейкового транспорту, яка представляє собою естакаду, що складається із сполучених між собою подовжніх елементів, що спираються на вертикальні опори, два опорні рейкові шляхи, закріплені на подовжніх елементах естакади, транспортні модулі, встановлені на рейкових шляхах з можливість руху в протилежних напрямках.The general features of the analog and the proposed solution are: a trestle system of rail transport, which is a trestle consisting of interconnected longitudinal elements resting on vertical supports, two supporting rail tracks fixed on the longitudinal elements of the trestle, transport modules, installed on rails with the possibility of movement in opposite directions.

Також відома естакадна залізниця за патентом Російської Федерації на корисну модельAlso known is the overpass railway under the patent of the Russian Federation for a utility model

КиИб9817 МПК Вб618 5/00, В618В 13/08, ЕО1В 25/00, дата подання заявки 08.06.2007, що містить заглиблені в грунт опорні колони, на яких встановлені поперечні плити. На поперечні плити спираються горизонтальні шляхові балки коробчатої форми з внутрішніми перегородками, що створюють подовжні порожнини. На верхній поверхні шляхових балок закріплена рейкова колія, а з боків шляхових балок встановлені вертикальні панелі огорожі, які уугворюють з шляховими балками коритоподібний профіль, усередині якого рухаються вагони. По верхній кромці вертикальних панелей огорожі уздовж всієї естакади кріпиться профіль з пружного матеріалу для ущільнення зазору між панелями огорожі і бічними стінами вагонів і утворення в під вагонному просторі динамічної повітряної подушки. Для цього вагони обладнані повітрозбірниками і повітропроводами, по яких повітря в процесі руху вагонів надходить, стискаючись, в під вагонний простір (виключаючи локомотив). Повітряна подушка, що утворюється під вагонами, компенсує частину ваги вагона, знижуючи навантаження на шлях і на ходові частини вагона.КиЙб9817 МПК Вб618 5/00, В618В 13/08, ЕО1В 25/00, application date 06/08/2007, containing support columns buried in the ground, on which transverse plates are installed. Horizontal box-shaped track beams with internal partitions, which create longitudinal cavities, rest on the transverse plates. A rail track is fixed on the upper surface of the track beams, and vertical fence panels are installed on the sides of the track beams, which form a trough-like profile with the track beams, inside which the cars move. A profile made of elastic material is attached to the upper edge of the vertical panels of the fence along the entire flyover to seal the gap between the fence panels and the side walls of the cars and create a dynamic air cushion in the space under the cars. For this, the wagons are equipped with air collectors and air ducts, through which air during the movement of the wagons enters, being compressed, into the space under the wagon (excluding the locomotive). The air cushion formed under the wagons compensates for part of the weight of the wagon, reducing the load on the track and on the running parts of the wagon.

Шляхові балки виконані з композиційних матеріалів (склопластики і інші високоміцні матеріали на основі поліуретанового або епоксидного зв'язуючого). Разом із зниженням маси і підвищенням міцності такі шляхові балки (в порівнянні з бетонними) характеризуються високою точністю форми і чистотою поверхні. Останнє істотно впливає на зниження втрат від аеродинамічного опору, що виникає при проходженні високошвидкісних вагонів. Подовжні порожнини в шляхових балках використовуються для прокладки різних комунікацій, а частина порожнин може використовуватися як повітроводи для обдування шляху. Естакадна дорога може бути виконана як одноколійною, так і двоколійною.Road beams are made of composite materials (fiberglass and other high-strength materials based on polyurethane or epoxy binder). Together with a reduction in mass and an increase in strength, such road beams (compared to concrete ones) are characterized by high accuracy of shape and surface cleanliness. The latter significantly affects the reduction of losses from aerodynamic resistance, which occurs during the passage of high-speed cars. Longitudinal cavities in road beams are used for laying various communications, and part of the cavities can be used as air ducts for blowing the path. The overpass can be made both single-track and double-track.

За ствердженням заявника запропонована конструкція, зберігаючи основні переваги існуючих залізниць і використовуваного на них рухомого складу, дозволяє істотно понизитиAccording to the applicant, the proposed design, preserving the main advantages of existing railways and the rolling stock used on them, allows to significantly reduce

Зо навантаження на шлях і тим самим підвищити швидкість руху рухомого складу.From the load on the road and thereby increase the speed of movement of rolling stock.

Можна привести і інші приклади естакадних систем рейкового транспорту, що включають естакаду, яка складається із сполучених між собою подовжніх елементів (прольотів естакади), що спираються на вертикальні опори, два рейкові шляхи, що закріплені на подовжніх елементах естакади, транспортні модулі, що встановлені на рейкових шляхах з можливість руху в протилежних напрямках.Other examples of trestle systems of rail transport can be cited, including a trestle consisting of interconnected longitudinal elements (trespass spans) resting on vertical supports, two rail tracks fixed on the longitudinal elements of the trestle, transport modules installed on rail tracks with the possibility of movement in opposite directions.

Загальними недоліками вище зазначених аналогів, які обмежують можливості використання естакадних систем рейкового транспорту в умовах існуючих міських забудов, являються: розташування рейкових шляхів із зустрічним рухом транспортних модулів на одному рівні, тобто на одній горизонтальній платформі, неминуче вимагає збільшення поперечного розміру естакади, що украй небажано при спорудженні естакадного транспорту в умовах існуючих міських забудов; форма поперечного перерізу конструкцій прольотів естакади характеризується розвиненими розмірами в горизонтальному напрямку і незначними, в порівнянні з горизонтальними, розмірами в вертикальному напрямку; геометричний момент інерції поперечного перерізу таких конструкцій, який є показником згинальної жорсткості, в таких конструкціях незначний, що вимагає використання потужних залізобетонних прольотних балок і збільшення кількості опор естакади, що також небажано при спорудженні естакадного транспорту в умовах існуючих міських забудов.The general disadvantages of the above analogues, which limit the possibilities of using overpass systems of rail transport in the conditions of existing urban buildings, are: the location of rail tracks with oncoming traffic of transport modules on the same level, that is, on one horizontal platform, inevitably requires an increase in the transverse size of the overpass, which is extremely undesirable during the construction of overpass transport in the conditions of existing urban buildings; the shape of the cross-section of the flyover span structures is characterized by developed dimensions in the horizontal direction and insignificant, compared to the horizontal, dimensions in the vertical direction; the geometric moment of inertia of the cross-section of such structures, which is an indicator of bending stiffness, is insignificant in such structures, which requires the use of powerful reinforced concrete span beams and an increase in the number of overpass supports, which is also undesirable in the construction of overpass transport in the conditions of existing urban buildings.

Як прототип вибрана естакадна фермова система рейкового транспорту, що відома за патентом Російської Федерації КО2328392, МПК Вб18 1/00, В618 5/02, 618 13/00, Е0О1В 25/00, дата подання заявки 07.12.2006.As a prototype, the overpass truss system of rail transport, known under the patent of the Russian Federation KO2328392, IPC Vb18 1/00, B618 5/02, 618 13/00, E0O1B 25/00, application date 07.12.2006, was chosen.

Естакадна фермова система рейкового транспорту представляє собою естакаду, утворену сполученими між собою естакадними фермами, виготовленими з труб круглого або прямокутного перерізу, або з профілів (двотавровий, швелер і т.п.-). Кожна естакадна ферма бо виконана з коробчатим поперечним перерізом, що утворений бічними, верхніми і нижніми конструктивними елементами ферм. Коробчатий поперечний переріз ферм має трикутну форму. У місцях з'єднання естакадних ферм передбачені теплові зазори, що компенсують зміну довжини естакадних ферм в результаті коливань температури. Естакадні ферми спираються на вертикальні опори, які можуть бути виконані з трубчатим перерізом (телескопічними для зручності регулювання їх висоти для пристосування траси до нерівностей поверхні), або решітковими конструкціями по типу опор високовольтних передач. Естакадні ферми можна роз'єднувати в місцях їх стиків і перевозити на нове місце, так само як і опори. У нижній частині кожної естакадної ферми по обидві її сторони розташовані опорні рейки, які можуть бути одночасно силовими елементами ферм. У верхній частині кожної естакадної ферми по обидві її сторони розташовані підтримуючі рейки. Внутрішній простір коробчатого поперечного перерізу естакадних ферм може бути використаний для прокладки різних комунікацій (силових кабелів, кабелів зовнішнього освітлення, телефонних кабелів і т. д.), а також для евакуації пасажирів з рухомого складу при аварійних ситуаціях.The trestle truss system of rail transport is a trestle formed by interconnected trestle trusses, made of pipes of round or rectangular section, or of profiles (double-girder, channel, etc.). Each trestle truss is made with a box cross-section formed by the side, upper and lower structural elements of the trusses. The box cross-section of the trusses has a triangular shape. Thermal gaps are provided at the junctions of the trestle trusses, which compensate for the change in the length of the trestle trusses as a result of temperature fluctuations. Overpass trusses rest on vertical supports, which can be made with a tubular cross-section (telescopic for ease of height adjustment to adapt the track to surface irregularities), or lattice structures similar to the supports of high-voltage transmissions. Trestle trusses can be separated at their junctions and transported to a new location, as well as supports. In the lower part of each trestle truss, on both sides of it, there are support rails, which can be the power elements of the trusses at the same time. In the upper part of each trestle truss, there are support rails on both sides. The inner space of the box cross-section of trestle trusses can be used for laying various communications (power cables, outdoor lighting cables, telephone cables, etc.), as well as for the evacuation of passengers from rolling stock in emergency situations.

Транспортні модулі, які призначені для перевезення пасажирів або вантажів, рухаються по опорних рейках, що розташовані в нижній частині естакадної ферми, на колесах, які для зниження шуму можуть бути виконані з синтетичною або гумовою вставкою. Вертикальна стабілізація транспортних модулів забезпечується контактом підтримуючих коліс модуля з підтримуючими рейками, що розташовані у верхній частині естакадної ферми. Розміщення сидінь у вагонах може бути виконано у вигляді безперервного ряду уздовж сторони вагону, зверненої до естакадної ферми, а розміщення дверей з протилежної сторони.Transport modules, which are intended for the transportation of passengers or goods, move along the support rails located in the lower part of the trestle truss, on wheels that can be made with a synthetic or rubber insert to reduce noise. Vertical stabilization of transport modules is provided by the contact of the supporting wheels of the module with the supporting rails located in the upper part of the trestle truss. Placement of seats in carriages can be made in the form of a continuous row along the side of the carriage facing the trestle truss, and the placement of doors on the opposite side.

Привід транспортних модулів може бути в вигляді лінійних двигунів, електродвигунів обертання, мотор редукторів і т.п.The drive of transport modules can be in the form of linear motors, electric rotation motors, gear motors, etc.

Кінцеві станції естакади забезпечені системами рейкової розв'язки, які дозволяють організувати кільцевий трафік руху транспортних модулів. Системи рейкової розв'язки на кінцевих станціях виконані у вигляді відомих поворотних кругів, що використовуються в залізничному транспорті, які дозволяють переводити транспортні модулі з одного рейкового шляху на інший, забезпечуючи зворотний напрямком руху транспортних модулів.The end stations of the overpass are equipped with rail junction systems, which allow to organize circular traffic of the movement of transport modules. Rail junction systems at terminal stations are made in the form of well-known turning circles used in railway transport, which allow transferring transport modules from one rail path to another, ensuring the reverse direction of movement of transport modules.

За ствердженням заявника запропонована транспортна система практично не займає місця, оскільки ферми, розташовані над міським рухом, легші ніж розповсюджені залізобетонніAccording to the applicant, the proposed transport system takes up almost no space, since the trusses located above the city traffic are lighter than the spread reinforced concrete ones

Зо естакади, не вимагають для своєї підтримки потужних опор. Траса, розташована уздовж магістралі, практично не виходить за габарити розподільної зони між транспортними потоками.From the overpass, they do not require powerful supports for their support. The route, located along the highway, practically does not go beyond the dimensions of the distribution zone between traffic flows.

При переході траси через глибокі ущелини, річки з глибоким руслом опори можуть бути виконані в вигляді тросової підвіски.When crossing the track through deep gorges, rivers with a deep channel, the support can be made in the form of a cable suspension.

Загальними ознаками прототипу і рішення, що заявляється, є: естакадна фермова система рейкового транспорту, яка включає естакаду, що складається з послідовно з'єднаних між собою естакадних ферм, які спираються на вертикальні опори і виконані з коробчатим поперечним перерізом, що утворений бічними, верхніми і нижніми конструктивними елементами ферм, два опорних рейкових шляхи, що закріплені на конструктивних елементах ферм, транспортні модулі, що встановлені на рейкових шляхах з можливість зустрічного руху, системи рейкової розв'язки, що виконані на кінцевих ділянках естакади.The general features of the prototype and the proposed solution are: a trestle truss system of rail transport, which includes a trestle consisting of successively connected trestle trusses, which rest on vertical supports and are made with a box cross-section formed by lateral, upper and lower structural elements of the trusses, two supporting rail tracks fixed on the structural elements of the trusses, transport modules installed on the rail tracks with the possibility of oncoming traffic, rail junction systems made at the end sections of the overpass.

Для естакадної фермової система рейкового транспорту, вибраної як прототип, характерне розташування рейкових шляхів із зустрічним рухом транспортних модулів на одному рівні, тобто на одній горизонтальній платформі. Таке розташування рейкових шляхів широко застосовується в існуючих естакадних транспортних системах (так звані "зіде-ру-5іде" траки).For the trestle truss system of rail transport, chosen as a prototype, the arrangement of rail tracks with oncoming traffic of transport modules on the same level, i.e. on one horizontal platform, is characteristic. This arrangement of rail tracks is widely used in existing overpass transport systems (so-called "side-ru-5ide" tracks).

Очевидна неминучість збільшення поперечного розміру естакади при такому розташуванні рейкових шляхів, обмежує можливості використання такої транспортної системи в умовах існуючої міської забудови.The obvious inevitability of an increase in the transverse size of the overpass with such an arrangement of rail tracks limits the possibilities of using such a transport system in the conditions of existing urban development.

Форма поперечного перерізу естакадних ферм (трикутник з вершиною у верхній частині естакади) не є оптимальною з точки зору забезпечення необхідної згинальної жорсткості естакади, що обмежує швидкість руху транспортних модулів, вимагає збільшення кількості опор естакади, що також не бажано при будівництві естакад в умовах існуючої міської забудови.The shape of the cross-section of the overpass trusses (a triangle with the apex in the upper part of the overpass) is not optimal from the point of view of ensuring the necessary bending stiffness of the overpass, which limits the speed of movement of transport modules, requires an increase in the number of overpass supports, which is also not desirable when constructing overpasses in the conditions of the existing city buildings

Поперечний переріз естакадних ферм у формі трикутника з вершиною у верхній частині естакади не забезпечує симетричний розподіл механічний напруг по поперечному перерізу ферми при її навантаженні в вертикальному напрямку і тим самим обмежує показники подовжньої стійкості естакадних ферм при збільшенні довжини прольотів естакади.The cross-section of trestle trusses in the form of a triangle with the apex in the upper part of the trestle does not ensure a symmetrical distribution of mechanical stresses along the cross-section of the truss when it is loaded in the vertical direction and thus limits the indicators of the longitudinal stability of trestle trusses when the length of the spans of the trestle is increased.

Слід також відмітити, що транспортні модулі являються не типовими рейковими транспортними засобами, що ускладнює транспортну систему і збільшує її вартість.It should also be noted that transport modules are not typical rail vehicles, which complicates the transport system and increases its cost.

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення естакадної фермової системи рейкового транспорту, в якій за рахунок конструктивних особливостей виконання забезпечується зменшення поперечного розміру естакади з одночасним підвищенням (її згинальної жорсткості і подовжньої стійкості.The basis of the useful model is the task of improving the trestle truss system of rail transport, in which, due to the design features of the execution, it is ensured that the transversal size of the trestle is reduced with a simultaneous increase (its bending stiffness and longitudinal stability.

Поставлена задача вирішується тим, що в естакадній фермовій системі рейкового транспорту, яка включає естакаду, що складається з послідовно з'єднаних між собою естакадних ферм, які спираються на вертикальні опори і виконані з коробчатим поперечним перерізом, що утворений бічними, верхніми і нижніми конструктивними елементами ферм, два опорних рейкових шляхи, що закріплені на конструктивних елементах ферм, транспортні модулі, що встановлені на рейкових шляхах з можливістю зустрічного руху, системи рейкової розв'язки, що виконані на кінцевих ділянках естакади, відповідно до корисної моделі, рейкові шляхи розташовані на двох рівнях - нижній рейковий шлях закріплений на нижніх конструктивних елементах ферм, верхній рейковий шлях закріплений над нижнім рейковим шляхом на верхніх конструктивних елементах ферм, а системи рейкової розв'язки на кінцевих ділянках естакади виконані у вигляді балки, один кінець якої шарнірно закріплений на опорі з можливістю повороту балки у вертикальній площині, рейкового шляху, закріпленого на балці, а також приводу повороту балки в положення стиковки рейкового шляху балки з нижнім або з верхнім рейковим шляхом естакадної ферми.The task is solved by the fact that in the trestle truss system of rail transport, which includes a trestle consisting of successively connected trestle trusses, which rest on vertical supports and are made with a box cross-section formed by side, upper and lower structural elements trusses, two supporting rail tracks fixed on the structural elements of the trusses, transport modules installed on the rail tracks with the possibility of oncoming traffic, rail junction systems made at the end sections of the overpass, according to the useful model, the rail tracks are located on two levels - the lower rail track is fixed on the lower structural elements of the trusses, the upper rail track is fixed above the lower rail track on the upper structural elements of the trusses, and the rail junction systems on the end sections of the overpass are made in the form of a beam, one end of which is hinged on a support with the possibility rotation of the beam in the vertical plane, of the rail track fixed on the beam, as well as the drive to turn the beam into the position of the connection of the rail track of the beam with the lower or upper rail track of the trestle truss.

Зазначені ознаки є істотними ознаками корисної моделі.The specified features are essential features of a useful model.

Доцільно кожну естакадну ферму в її центральній частині жорстко з'єднати з вертикальною опорою, а протилежні кінці ферми встановити на сусідніх вертикальних опорах з можливістю їх осьового переміщення і розташувати з тепловими зазорами по відношенню до сусідніх естакадних ферм. Це дозволяє створити безстикові рейкові шляхи на відстані двох прольотів естакади.It is advisable to rigidly connect each trestle truss in its central part to a vertical support, and to install the opposite ends of the truss on adjacent vertical supports with the possibility of their axial movement and to place them with thermal gaps in relation to the neighboring trestle trusses. This makes it possible to create seamless rail tracks at a distance of two overpass spans.

Коробчатий поперечний переріз естакадних ферм може мати або прямокутну, або трапецієподібну, або круглу, або еліптичну форму.The box cross-section of trestle trusses can be rectangular, trapezoidal, circular, or elliptical in shape.

Привід поворотної балки системи рейкової розв'язки може бути виконаний у вигляді силового гідравлічного циліндра або у вигляді лебідкового механізму.The drive of the turning beam of the rail junction system can be made in the form of a power hydraulic cylinder or in the form of a winch mechanism.

На кінцевій ділянці естакади доцільно прокласти рейковий шлях, що стикується з рейковим шляхом, закріпленим на балці системи рейкової розв'язки, для підведення транспортних модулів в транспортну систему або відведення транспортних модулів з транспортної системи.At the final section of the overpass, it is advisable to lay a rail track that connects with the rail track fixed on the beam of the rail junction system, for bringing transport modules into the transport system or withdrawing transport modules from the transport system.

Зо Причинно-наслідковий зв'язок маж сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає у такому.The cause-and-effect relationship between the set of signs and the technical result is as follows.

Так відмінні ознаки корисної моделі (рейкові шляхи розташовані на двох рівнях - нижній рейковий шлях закріплений на нижніх конструктивних елементах ферм, верхній рейковий шлях закріплений над нижнім рейковим шляхом на верхніх конструктивних елементах ферм, а системи рейкової розв'язки на кінцевих ділянках естакади виконані у вигляді балки, один кінець якої шарнірно закріплений на опорі з можливістю повороту балки у вертикальній площині, рейкового шляху, закріпленого на балці, а також приводу повороту балки в положення стиковки рейкового шляху балки з нижнім або з верхнім рейковим шляхом естакадної ферми) в сукупності з істотними ознаками, загальними з прототипом, забезпечують зменшення поперечного розміру естакади з одночасним підвищенням її згинальної жорсткості і подовжньої стійкості.These are the distinguishing features of the useful model (rail ways are located on two levels - the lower rail way is fixed on the lower structural elements of the trusses, the upper rail way is fixed above the lower rail way on the upper structural elements of the trusses, and the rail junction systems on the end sections of the trestle are made in the form of a beam, one end of which is hingedly fixed on a support with the possibility of turning the beam in the vertical plane, a rail path fixed on the beam, as well as a drive to turn the beam into the position of the connection of the rail path of the beam with the lower or upper rail path of the trestle truss) together with essential features , common with the prototype, provide a reduction in the transverse size of the overpass while simultaneously increasing its bending stiffness and longitudinal stability.

Пояснюється це наступним.This is explained as follows.

Розташування рейкових шляхів на двох рівнях - нижній рейковий шлях закріплений на нижніх конструктивних елементах ферм, верхній рейковий шлях закріплений над нижнім рейковим шляхом на верхніх конструктивних елементах ферм - дає можливість зменшення поперечного розміру естакади. Так при розташуванні рейкових шляхів на одному рівні поперечний розмір естакади не може бути менше 6-8 м. При розташуванні рейкових шляхів на двох рівнях, як зазначено вище, поперечний розмір естакади може бути в межах 3,0-3,5 м. Це є очевидним.The location of the rail ways on two levels - the lower rail way is fixed on the lower structural elements of the trusses, the upper rail way is fixed above the lower rail way on the upper structural elements of the trusses - makes it possible to reduce the transverse size of the trestle. Thus, when the rail tracks are located on one level, the transverse size of the overpass cannot be less than 6-8 m. When the rail tracks are located on two levels, as indicated above, the transverse size of the overpass can be within 3.0-3.5 m. This is obvious

Виконання системи рейкової розв'язки у вигляді балки з рейковим шляхом, один кінець якої шарнірно закріплений на опорі з можливістю повороту балки у вертикальній площині у положення стиковки рейкового шляху балки з нижнім або з верхнім рейковим шляхом естакадної ферми дозволяє вписати систему рейкової розв'язки в габарити естакади, не вимагає додаткових територій для її спорудження.The implementation of the rail junction system in the form of a beam with a rail track, one end of which is hinged on a support with the possibility of turning the beam in the vertical plane to the position of the connection of the rail track of the beam with the lower or upper rail track of the trestle truss, allows you to enter the rail junction system in dimensions of the overpass, does not require additional territories for its construction.

Коробчатий поперечний переріз естакадних ферм, що має прямокутну, або трапецієподібну, або круглу, або еліптгичну форму, є найбільш раціональним з точки зору забезпечення максимальної згинальної жорсткості естакадних ферм відносно горизонтальної осі їх поперечного перерізу.The box cross-section of trestle trusses, which has a rectangular, or trapezoidal, or round, or elliptical shape, is the most rational from the point of view of ensuring the maximum bending stiffness of trestle trusses relative to the horizontal axis of their cross-section.

Наприклад, для прямокутного поперечного перерізу естакадних ферм геометричний момент бо інерції перерізу, що визначає ступінь згинальної жорсткості конструкції, для прямокутного перерізу з висотою п і шириною р визначається за формулою: УБИ12, де у) - значення геометричного моменту інерції прямокутного перерізу, б - ширина прямокутного перерізу, п - висота прямокутного перерізу. Тобто збільшення висоти прямокутного перерізу естакадної ферми викликає збільшення її згинальної жорсткості в кубічній залежності. Так, підраховано, що естакадна ферма з прямокутним перерізом з розмірами 0-3 м, п-3 м характеризується згинальною жорсткістю, достатньою для забезпечення швидкості руху транспортних модулів до 150 км/годину і збільшення довжини прольотів естакади до 50-60 м.For example, for a rectangular cross-section of trestle trusses, the geometric moment of inertia of the cross-section, which determines the degree of bending rigidity of the structure, for a rectangular cross-section with a height of n and a width of p, is determined by the formula: UBY12, where y) is the value of the geometric moment of inertia of the rectangular section, b is the width of rectangular cross-section, n is the height of the rectangular cross-section. That is, an increase in the height of the rectangular cross-section of the trestle truss causes an increase in its bending stiffness in cubic dependence. Thus, it is calculated that the flyover truss with a rectangular cross-section with dimensions of 0-3 m, n-3 m is characterized by a bending stiffness sufficient to ensure the speed of movement of transport modules up to 150 km/hour and increase the length of flyover spans to 50-60 m.

Коробчатий поперечний переріз естакадних ферм, який має прямокутну, або трапецієподібну, або круглу, або еліптичну форму забезпечує симетричний розподіл механічних напруг по поперечному перерізу ферми при її навантаженні в вертикальному напрямку, що, як наслідок, забезпечує подовжню стійкість естакадних ферм з збільшеною довжиною прольотів естакади.The box-shaped cross-section of trestle trusses, which has a rectangular, trapezoidal, round, or elliptical shape, ensures a symmetrical distribution of mechanical stresses along the cross-section of the truss when it is loaded in the vertical direction, which, as a result, ensures the longitudinal stability of trestle trusses with an increased length of trestle spans .

Все вище зазначене забезпечує можливість зменшення поперечного розміру естакади з одночасним підвищенням її згинальної жорсткості і подовжньої стійкості, що є важливими показниками естакад рейкового транспорту, які споруджуються в умовах існуючих міських забудов.All of the above provides the possibility of reducing the transverse size of the overpass while simultaneously increasing its bending stiffness and longitudinal stability, which are important indicators of rail transport overpasses that are built in the conditions of existing urban buildings.

Нижче приводиться опис корисної моделі, що заявляється, з посиланнями на креслення, на яких показано:The following is a description of the claimed utility model with reference to the drawings in which:

Фіг 1 - Естакадна фермова система рейкового транспорту, типова принципова схема існуючих транспортних естакад.Fig. 1 - Overpass truss system of rail transport, a typical schematic diagram of existing transport overpasses.

Фіг. 2 - Естакадна фермова система рейкового транспорту, фрагмент естакади з транспортними модулями.Fig. 2 - Overpass truss system of rail transport, fragment of overpass with transport modules.

Фіг. 3, 4, 5, 6 - Естакадна фермова система рейкового транспорту, розрізи А-А на Фіг. 1 відповідно для прямокутної, трапецієподібної, круглої, еліптичної форми коробчатого поперечного перерізу естакадних ферм.Fig. 3, 4, 5, 6 - Trestle truss system of rail transport, sections A-A in Fig. 1, respectively, for the rectangular, trapezoidal, round, elliptical shape of the box cross-section of trestle trusses.

Фіг. 7 - Естакадна фермова система рейкового транспорту, рейкові розв'язки на кінцевих ділянках естакади з приводом балки у вигляді силового гідравлічного циліндра.Fig. 7 - Overpass truss system of rail transport, rail junctions at the end sections of the overpass with a beam drive in the form of a power hydraulic cylinder.

Фіг. 8 - Естакадна фермова система рейкового транспорту, рейкові розв'язки на кінцевих ділянках естакади з приводом балки у вигляді лебідкового механізму.Fig. 8 - Overpass truss system of rail transport, rail junctions at the final sections of the overpass with a beam drive in the form of a winch mechanism.

Зо Фіг. 9 - Естакадна фермова система рейкового транспорту, схема переводу транспортних модулів на верхній рейковий шлях.From Fig. 9 - Trestle truss system of rail transport, scheme of transfer of transport modules to the upper rail track.

Фіг. 10 - Естакадна фермова система рейкового транспорту, схема переводу транспортних модулів на нижній рейковий шлях.Fig. 10 - Trestle truss system of rail transport, scheme of transfer of transport modules to the lower rail track.

Фіг. 11 - Естакадна фермова система рейкового транспорту, схема підведення транспортних модулів в транспортну систему або відведення транспортних модулів із транспортної системи.Fig. 11 - Trestle truss system of rail transport, the scheme of bringing transport modules into the transport system or withdrawing transport modules from the transport system.

Фіг. 12 - Естакадна фермова система рейкового транспорту, загальний вигляд транспортної системи в умовах існуючої міської забудови.Fig. 12 - Trestle truss system of rail transport, general view of the transport system in the conditions of existing urban development.

Естакадна фермова система рейкового транспорту представляє собою естакаду, що складається з послідовно з'єднаних між собою естакадних ферм 1, які спираються на вертикальні опори 2, двох опорних рейкових шляхів 3, 4, що закріплені на конструктивних елементах естакадних ферм 1, транспортних модулів 5, що встановлені на рейкових шляхах 3, 4 з можливість зустрічного руху, і систем рейкової розв'язки, виконаних на кінцевих ділянках естакади.The trestle truss system of rail transport is a trestle consisting of successively connected trestle trusses 1, which rest on vertical supports 2, two supporting rail ways 3, 4, which are fixed on the structural elements of the trestle trusses 1, transport modules 5, that are installed on rail tracks 3, 4 with the possibility of oncoming traffic, and rail junction systems made at the final sections of the overpass.

Кожна естакадна ферма 1 виконана з коробчатим поперечним перерізом у вигляді рамки 6, утвореної бічними 7, верхніми 8 і нижніми 9 конструктивними елементами ферми 1. Бічні 7, верхні 8 і нижні 9 конструктивні елементи ферм 1, що утворюють рамку 6, послідовно з'єднані за допомогою подовжніх конструктивних елементів 10. Подовжні конструктивні елементи 10 з'єднані між собою укосами 11. Всі конструктивні елементи естакадної ферми виготовлені з труб круглого або прямокутного перерізу, або з профілів (двотавровий, кутовий, швелер і т.п.).Each trestle truss 1 is made with a box cross-section in the form of a frame 6 formed by side 7, upper 8 and lower 9 structural elements of truss 1. Side 7, upper 8 and lower 9 structural elements of truss 1 forming frame 6 are connected in series with the help of longitudinal structural elements 10. Longitudinal structural elements 10 are connected to each other by slopes 11. All structural elements of the trestle truss are made of pipes of round or rectangular section, or of profiles (I-beam, corner, channel, etc.).

Коробчатий поперечний переріз естакадних ферм 1 може мати або прямокутну, або трапецієподібну, або круглу, або еліптичну форму (Фіг. 3, 4, 5, б), які є найбільш раціональними з точки зору забезпечення максимальної згинальної жорсткості та подовжньої стійкості естакадних ферм 1 з збільшеною довжиною прольотів естакади.The box cross-section of trestle trusses 1 can have either a rectangular, trapezoidal, round, or elliptical shape (Fig. 3, 4, 5, b), which are the most rational from the point of view of ensuring maximum bending stiffness and longitudinal stability of trestle trusses 1 with increased length of overpass spans.

Рейкові шляхи 3, 4 розташовані на двох рівнях - нижній рейковий шлях З закріплений на нижніх 9 конструктивних елементах ферми 1, верхній рейковий шлях 4 закріплений над нижнім рейковим шляхом З на верхніх конструктивних елементах 8 ферми 1.Rail ways 3, 4 are located on two levels - the lower rail way Z is fixed on the lower 9 structural elements of truss 1, the upper rail way 4 is fixed above the lower rail way C on the upper structural elements 8 of truss 1.

Транспортні модулі 5 рухаються по нижньому З та верхньому 4 рейковому шляху в протилежних напрямках. Транспортні модулі 5 являються типовими рейковими транспортними засобами, що спрощує транспортну систему і зменшує її вартість. Привід транспортних модулів бо може бути в вигляді лінійних двигунів, електродвигунів, мотор редукторів і т.п. (не показано).Transport modules 5 move along the lower Z and upper 4 rail tracks in opposite directions. Transport modules 5 are typical rail vehicles, which simplifies the transport system and reduces its cost. The drive of transport modules can be in the form of linear motors, electric motors, gearbox motors, etc. (not shown).

Для зниження шуму колеса транспортних модулів 5 можуть бути виконані з синтетичною або гумовою вставкою.To reduce noise, the wheels of transport modules 5 can be made with a synthetic or rubber insert.

Кожна естакадна ферма 1 в її центральній частині жорстко з'єднана з вертикальною опорою 2, а протилежні кінці ферми 1 встановлені на сусідніх вертикальних опорах 2 з можливістю їх осьового переміщення і розташовані з тепловими зазорами по відношенню до сусідніх естакадних ферм 1.Each trestle truss 1 in its central part is rigidly connected to a vertical support 2, and the opposite ends of the truss 1 are installed on adjacent vertical supports 2 with the possibility of their axial movement and are located with thermal gaps in relation to the neighboring trestle trusses 1.

Системи рейкової розв'язки на кінцевих ділянках естакади виконані у вигляді балки 12, один кінець якої шарнірно закріплений на опорі 13 з можливістю повороту балки 12 у вертикальній площині, рейкового шляху 14, закріпленого на балці 12, а також приводу повороту балки 12 в положення стиковки рейкового шляху 14 балки 12 з нижнім З або з верхнім 4 рейковими шляхами естакадної ферми 1. Привід повороту балки 12 може бути виконаний у вигляді силового гідравлічного циліндра 15 або у вигляді лебідкового механізму 16.Rail junction systems at the final sections of the overpass are made in the form of a beam 12, one end of which is hinged to a support 13 with the possibility of turning the beam 12 in the vertical plane, a rail track 14 fixed on the beam 12, and a drive to turn the beam 12 into the docking position rail path 14 of the beam 12 with the lower Z or with the upper 4 rail ways of the trestle truss 1. The drive for turning the beam 12 can be made in the form of a power hydraulic cylinder 15 or in the form of a winch mechanism 16.

На кінцевій ділянці естакади прокладено рейковий шлях 17, що стикується з рейковим шляхом 14, закріпленим на балці 12 системи рейкової розв'язки, для подачі транспортних модулів 5 в транспортну систему або відведення транспортних модулів 5 із транспортної системи, наприклад, в депо.At the final section of the overpass, a rail path 17 is laid, which connects with the rail path 14, fixed on the beam 12 of the rail junction system, for the supply of transport modules 5 to the transport system or the removal of transport modules 5 from the transport system, for example, to a depot.

Для переведення транспортного модуля 5 з нижнього рейкового шляху З на верхній рейковий шлях 4 транспортній модуль 5 заганяють на рейкові шляхи 14, 17. Балку 12 системи рейкової розв'язки повертають в положення стиковки рейкового шляху 14 балки 12 з верхнім 4 рейковим шляхом естакадної ферми 1. Транспортний модуль 5 з рейкового шляху 14 подають на верхній рейковий шлях 4 естакадної ферми 1. Для переведення транспортного модуля 5 з верхнього рейкового шляху 4 на нижній рейковий шлях З балку 12 повертають в положення стиковки рейкового шляху 14 балки 12 з нижнім З рейковим шляхом естакадної ферми 1.To transfer the transport module 5 from the lower rail track C to the upper rail track 4, the transport module 5 is driven onto the rail tracks 14, 17. The beam 12 of the rail junction system is returned to the position of the connection of the rail track 14 of the beam 12 with the upper 4 rail track of the trestle truss 1 The transport module 5 from the rail track 14 is fed to the upper rail track 4 of the overpass farm 1. To transfer the transport module 5 from the upper rail track 4 to the lower rail track Z beam 12 is turned to the position of the connection of the rail track 14 beam 12 with the lower Z rail track of the overpass farms 1.

Така система рейкової розв'язки вписується в габарити естакади, не вимагає додаткових територій для її спорудження.Such a rail junction system fits into the dimensions of the overpass and does not require additional areas for its construction.

У зв'язку з високою жорсткістю естакадних ферм 1, прольоти між вертикальними опорами 2 можуть бути 50-60 метрів, що знижує кількість вертикальних опор, покращує економічні показники системи. Особливості закріплення естакадних ферм 1 на вертикальних опорах 2 дозволяють створити без стикові ділянки рейкових шляхів 3, 4 завдовжки 100-120 метрів (в межах двох прольотів естакади).Due to the high rigidity of trestle trusses 1, spans between vertical supports 2 can be 50-60 meters, which reduces the number of vertical supports and improves the economic performance of the system. Peculiarities of fastening trestle trusses 1 on vertical supports 2 make it possible to create seamless sections of rail tracks 3, 4 100-120 meters long (within two spans of the trestle).

Швидкість руху транспортних модулів 5 може досягати 120-140 км/годину, оскільки підвищена жорсткість естакадних ферм 1 і можливість збільшення довжини безстикових ділянок рейкових шляхів 3, 4, забезпечують стійкість системи при вказаних швидкостях руху. Доставка пасажирів на відстань 15-20 км з 5-8 зупинками займатиме 15-20 хвилин.The speed of movement of transport modules 5 can reach 120-140 km/hour, since the increased rigidity of overpass trusses 1 and the possibility of increasing the length of non-joining sections of rail tracks 3, 4 ensure the stability of the system at the specified speeds. Delivery of passengers over a distance of 15-20 km with 5-8 stops will take 15-20 minutes.

Зменшені поперечні розміри перерізу естакадних ферм (в результаті розташування рейкових шляхів на двох рівнях - один над іншим) дозволяють вписати транспортну систему в існуючу міську забудову, оскільки її можна розташувати навіть на узбіччі існуючих вулиць і доріг.The reduced cross-sectional dimensions of the trestle trusses (as a result of the location of the rails on two levels - one above the other) allow the transport system to fit into the existing urban development, as it can be located even on the side of existing streets and roads.

Вона практично не впливатиме на міську забудову. Володіючи практично всіма перевагами метрополітену, такий естакадний транспорт в рази буде дешевше в будівництві і експлуатації.It will practically not affect the urban development. Possessing almost all the advantages of the subway, such overpass transport will be many times cheaper in construction and operation.

Можливий вигляд естакадної фермової система рейкового транспорту в умах існуючої міської забудови показано на Фіг. 9.A possible view of the trestle truss system of rail transport in the minds of the existing urban development is shown in Fig. 9.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. Trestle truss system of rail transport, which includes a trestle consisting of successively connected trestle trusses, which rest on vertical supports and are made with a box cross-section formed by the side, upper and lower structural elements of the trusses, two supporting rail tracks fixed on structural elements of trusses, transport modules installed on rail tracks with the possibility of oncoming traffic, rail junction systems made on the final sections of the overpass, which is distinguished by the fact that the rail tracks are located on two levels - the lower rail track fixed on the lower structural elements of the trusses, the upper rail way is fixed above the lower rail way on the upper structural elements of the trusses, and the rail junction systems on the end sections of the trestle are made in the form of a beam, one end of which is hinged on a support with the possibility of turning the beam in the vertical plane , a rail track fixed on a beam, and that when the drive turns the beam into the position of the connection of the rail track of the beam with the lower or upper rail track of the trestle truss.

2. The system according to claim 1, which differs in that each trestle truss in its central part is rigidly connected to a vertical support, and the opposite ends of the trestle truss are installed on