WO2017219113A1 - Система транспортных коммуникаций - Google Patents

Система транспортных коммуникаций Download PDF

Info

Publication number
WO2017219113A1
WO2017219113A1 PCT/BY2017/000012 BY2017000012W WO2017219113A1 WO 2017219113 A1 WO2017219113 A1 WO 2017219113A1 BY 2017000012 W BY2017000012 W BY 2017000012W WO 2017219113 A1 WO2017219113 A1 WO 2017219113A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rail
threads
track structure
power
pipe
Prior art date
Application number
PCT/BY2017/000012
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Анатолий Эдуардович Юницкий
Original Assignee
Анатолий Эдуардович Юницкий
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Эдуардович Юницкий filed Critical Анатолий Эдуардович Юницкий
Publication of WO2017219113A1 publication Critical patent/WO2017219113A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B3/00—Elevated railway systems with suspended vehicles
    • B61B3/02—Elevated railway systems with suspended vehicles with self-propelled vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B61B13/04—Monorail systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
    • F16L3/08—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems

Definitions

  • the invention relates to the field of transport communications, in particular, to overhead complex string-type transport systems with a communication structure that provides high-speed freight and passenger transportation, placement of energy supply and communication lines, as well as pipelines for transporting liquid and gaseous media.
  • the Unitsky transport system [1] which includes at least one track structure stretched over the base in the span between the supports in the form of a power member enclosed in a housing with a rolling surface for moving wheeled mobile devices mounted on the track structure.
  • the cross-sectional areas of the power body and the rail body with the rolling surface are optimized, as well as the tension forces of the track structure and the power body in the track structure, the calculation of the height of the sag of the track structure between adjacent supports and the height of the supports is justified.
  • the known transport system has insufficient lateral stiffness, and the structure of the rail thread does not provide high flatness of the track structure when organizing high-speed traffic.
  • the bending stiffness of the system is increased and the spans between supports can be increased to 50 ... 100 m or more, almost with a zero sag of the main thread.
  • the auxiliary thread one or more
  • being located under the main thread in the same plane with it can be used as a retaining rail having a lateral rolling surface for the spatial orientation of wheeled vehicles for a monorail system.
  • the known transport system has insufficient transverse stiffness, and the structure of the rail thread does not provide high flatness of the track structure when organizing high-speed movement, while the presence of a large number of zigzag-connected connecting rod elements leads to high material consumption and, accordingly, the complexity of mounting such a system.
  • Known transport system Unitsky which is taken as a prototype. It contains at least one track structure stretched over the base, in the spans between the supports, in the form of a rail track forming at least two rail threads, each of which consists of a prestressed power element combined with an extended rail thread body mating surface for wheels mobile vehicles, and mobile vehicles installed on the track structure.
  • the main and auxiliary threads on the spans between adjacent supports are interconnected by means of zigzag oriented rod elements (as in [2]), placed on the outside of the main and auxiliary threads and forming triangles with them.
  • the left and right threads are interconnected at each level by transverse jumpers, which are installed in the interface nodes of the core elements and threads.
  • the basis of the work of the known transport system is that the rolling surface conjugated with the housing forms a rail track for the support wheels of movable means, the movement of which can be arranged by any of the known types of drive.
  • the rail thread of the known transport systems is formed by string-type rails stretched between the anchor supports, a common feature of which is the presence of an extended body with a rolling surface conjugated with it and / or with a pre-tensioned longitudinal power unit enclosed within it.
  • the rolling surface can be formed by the surface of the housing itself, for example, in the form of its upper part — the head, or it can be formed by a rail or a patch-type head mated to the housing.
  • the rolling surface conjugated with the housing forms a smooth path for the support wheels of the movable means, each of which gives a vertical load to the track structure.
  • the structure of the rail yarn of known transport systems has an increased material consumption and, accordingly, cost.
  • the head and body of rail threads in a rut when tensioning the power organs on the supports can partially or fully assume the functions of a prestressed power organ if they are pre-tensioned during installation of the structure.
  • rolling elements (rail heads) not only with its body, but also with connecting rod elements. This complicates the installation somewhat (additional weld is required) and increases the material consumption of the structure.
  • the saturation of the connecting elements, and, accordingly, the nodes of their connections with rail threads does not provide sufficient lateral rigidity and elastic stability (monolithicity) of the system, and, consequently, its safety.
  • the basis of the invention is the task of achieving the following technical goals:
  • a communication system comprising at least one stretched over the base, in the spans between the supports, a track structure in the form of at least two rail threads forming a rail track, each of which consists of a preliminary of a stressed power body, coupled with an extended rail of a thread of a rail with a conjugated rolling surface for wheels of movable means, and movable means mounted on the track structure, differences to
  • the rail yarn bodies are connected along the entire length of the gauge with the extended body of a round or profile pipe located between them, forming a monolithic body of the track structure, the pipe body and / or the body of each of the rail threads made with the possibility of filling with a power structure with the formation of pre-stressed power organs, and the rolling surfaces associated with each of the rail-rail housings are made at an angle of inclination to the horizon, ranging from 0 to 45 °.
  • the ratio of the width from the track structure to the width a of the pipe body is chosen within 1.2 ⁇ s / a ⁇ 12, and the area Sp, m 2 , the cross section of the track structure body and the total area Su, m 2 , the cross section of all the power organs enclosed in the track structure is within the limits determined by the ratio: 1 ⁇ (Sp ⁇ personally + Su ⁇ ) / Sp Ep ⁇ 20, where: ⁇ productive is the elastic modulus of the power organ, N / m 2 ;
  • Ep is the modulus of elasticity of the track structure, N / m 2 .
  • the force organs are formed by interfacing a force structure consisting of prestressed extended elements with pipe bodies and / or rail threads with filling voids in the bodies with hardening material based on polymer binders, composites or cement mixtures.
  • the upper rolling surfaces are made at an angle ⁇ of inclination to the horizon, ranging from 0 to 45 °, and the lower rolling surfaces are made at an angle ⁇ of inclination to the horizon, ranging from 0 to 45 °.
  • the wheel movable means installed on the track structure can be made with the possibility of rolling the wheels only on the upper surface of the rolling or contain wheel pairs consisting of upper wheels made with the possibility of rolling on the upper surface of the rolling , and lower wheels made with the possibility of rolling on the lower surface of the rolling.
  • both the upper and lower wheels of the wheelsets can be traction (drive), or only the upper wheels of the wheels can be traction (drive), and the lower wheels are made pinch.
  • the lower wheels of the movable means are equipped with a device providing an additional clamping force Q on the axis of the lower wheels in the direction of the lower rolling surface.
  • Cases of rail threads can also be placed on an extended pipe body and in such a way that the central horizontal axis X of the cross-sectional profiles of the rail cases is higher or lower than the horizontal axis X of the profile of the pipe body.
  • the cross section of the profile of the pipe body is a circle, or an oval, or a polygon.
  • An alternative embodiment of a communication system is the implementation of rail-wire housings in the form of extended single-layer or multi-layer strips, which should preferably be tensioned with prestress.
  • Cases of rail threads can also be made in the form of extended profiles, which in cross section can be V-shaped, or U-shaped, or ⁇ -shaped, or T-shaped, or L-shaped, or C-shaped, or P -shaped profile.
  • the internal cavity of the pipe body can be configured to accommodate power supply and / or communication and / or transportation of liquids or gases.
  • At least one communication and transport channel can be made in the pipe body for laying a pipeline for transporting liquids or gases and / or for placing power supply and / or communication communications.
  • channels with the possibility of placing power supply and / or communication communications in them can be placed in the casing of rail threads.
  • An additional subject of the present invention is the use of the claimed communication system for transporting liquids and / or gases.
  • Another subject of the present invention is also the use of the claimed communication system in power supply and / or communication networks.
  • figure 1 communication system Unitsky - General view
  • figure 2 is a schematic cross-sectional view of the casing of the track structure
  • figure 4 is a symmetrical cross-sectional profile of the track structure;
  • FIG. 6 is a cross-sectional profile of the track structure body with an upper offset of the horizontal axis of the rail threads relative to the horizontal axis of the pipe body profile;
  • Fig. 7 is a cross-sectional profile of a track structure body with a lower offset of the horizontal axis of the rail threads with respect to the horizontal axis of the pipe body profile;
  • Fig - an example of the execution of the track structure, where the cases of rail threads are made in the form of a strip;
  • Fig.9 is an example of the execution of the track structure, where the cases of rail threads are made in the form of a profile.
  • the proposed Unitsky communications system (Fig. 1) contains supports 2 with heads 3 dispersed on the base 1. Suspended sections of one or more track structures 4 are placed on the supports, stretched by a force T above the base between the supports, forming spans of length L.
  • the supports can be steel and reinforced concrete columnar and frame structures, buildings and structures specially equipped with passenger stations and / or cargo terminals 5.
  • Heads 3 are designed to accommodate transition sections of the track and / or times eschonnyh components in communication system structure - a pipeline for transporting liquids or gases and power supply and communication networks, as well as for fastening (anchoring) the tensioned elements of the power structures of the track structure.
  • the fastening devices of the power organs (and the track structure as a whole) in the heads of the 3 supports 2 are any known devices similar to the devices used in suspension and cable-stayed bridges, cableways and prestressed concrete structures for fastening (anchoring) of tensioned power organs (fittings, ropes, high-strength wires, etc.).
  • Anchoring can be carried out both on each support 3, and with a certain sequence: for example, through one support or through two supports, etc.
  • the design of the anchor support 2 may vary depending on the installation location of the support.
  • the shape of the heads 3 with devices for fastening the power organs, elements of pipelines and communication networks on supports installed on the bends of the route, on linear sections of the track, in the mountains or at the ends of the route may be different, since the above-mentioned devices that determine the direction for the transition sections of the track should be smoothly interfaced with the suspended sections of the track in the spans between the supports.
  • the shape of the heads 3 of the supports can be determined by the fact that they are the location of passenger stations and / or cargo terminals 5, nodes of the organization of interchanges (turnouts and turns) of the track structure or branching nodes of pipelines of the communication system.
  • nodes of the organization of interchanges (turnouts and turns) of the track structure or branching nodes of pipelines of the communication system In the central part of stations 5 there is a horizontal section 5.1.
  • supports 2 can be combined with buildings and construction facilities 5.2 (residential, industrial, office, commercial and other buildings and structures).
  • the track structure 4 On the track structure 4 there are movable means 6 (passenger and / or freight and / or passenger-and-freight), which can either be suspended from the bottom to the track structure, as shown in Fig. 1, or mounted on top of the track structure (not shown in the figure )
  • the track structure 4 is a rail track fixed to the supports 2 with the ends 3, formed by at least two rail threads 7, between which a pipe 8 is placed, made with a round or profile transverse section of the pipe body 8.1 (Fig. 2).
  • the rail threads 7 along the entire length of the track are fixed on the (opposite to the vertical) sides of the pipe body 8, forming with it a monolithic track structure, the body 9 of which is a transverse section of the profile of the body 8.1 of the pipe 8 with symmetrically arranged relative to the vertical along its lateral outer sides profiles of the bodies 7.1 of the rail threads 7, each of which is a prefabricated structured structure consisting of a prestressed (stretched) force body 7.2, enclosed in long casing 7.1 rail threads.
  • An extended pre-stressed force member 8.2 of the pipe may also be placed in the interior of the casing 8.1 of the pipe 8.
  • the housing 8.1 of the pipe 8 in cross section can be made round or profile.
  • Profile pipe is a closed profile with a different cross-section.
  • possible variants of the cross-sectional profile of the pipe body of the track structure with a non-circular (profile) pipe are presented: in the form of an oval of a vertical (Fig. 3.1) or horizontal (Fig. 3.2), triangle (Fig. .3.3), a square (Fig. 3.4), a polyhedron (Fig. 3.5).
  • Profile pipe 8 in any of the preferred embodiments may be made of rectangular (square), polygonal (including three angles or more) or oval section.
  • the dimensions of the rail yarns 7 and the pipe 8 are chosen so that the inequality for the ratio of the width from the track structure to the width a of the pipe body (see Fig. 4, 5) is fulfilled: 1.2 ⁇ s / a ⁇ 12, (1) If the c / a ratio will be less than 1.2, then the track structure 4 will have insufficient bearing capacity and strength.
  • the track structure will have insufficient rigidity, including torsional stiffness, when moving vehicles on it 6.
  • the force organs of the rail threads 7 and the pipe 8 are formed by placing pre-tensioned elongated elements 7.3 of the power structure of the rail threads and elements 8.3 of the pipe power structure in the respective cases 7.1 of the rail threads and the pipe body 8.1 with filling voids in the cases between the power structure elements 7.3 and 8.3 with the hardening material 7.4 for rail threads and hardening material 8.4 for pipes based on polymer binders, composites or based on cement mixtures.
  • one or several bundles of power elements 7.3 and 8.3, can be used in rail threads 7 and in pipe 8.
  • power structures respectively, from high-strength steel wire and / or from rods assembled in a single bundle and / or scattered over the cavity section of the cases 7.1 and 8.1, and / or one or more standard twisted or uncoiled steel ropes, as well as threads, strands, strips , tapes, pipes or other extended elements from any high-strength materials (not shown in the figures).
  • the voids in the cases between the elements 7.3 and 8.3 of the power structures of the rail threads and the pipe can be filled with hardening material 7.4 and 8.4, respectively, on the basis of polymer binders, composites or cement mixtures, which rigidly bind the force structures of the power organs 7.2 and 8.2 to the corresponding cases 7.1 and 8.1 of rail threads and pipes, monolithic in one whole structure of the track structure 4.
  • the track structure can be fastened by known methods as monolithic in one whole structure, and separately - power structures of power bodies 7.2 and 8.2 of rail threads and pipes and separately cases 7.1 and 8.1 - rail threads and pipes, respectively.
  • the area Sp, m 2 , the cross-section of the casing 9 of the track structure and the total area Su, m 2 , the cross-section of all the power bodies enclosed in the body of the track structure must be within the limits determined from the ratio:
  • Ep is the modulus of elasticity of the track structure, N / m 2 .
  • the power organs are pre-tensioned, simultaneously pre-stressed the strands of rail threads and / or the pipe body can also be stressed.
  • the upper and lower outer surfaces of the bodies 7.1 of the rail threads 7 are conjugated with the corresponding two rolling surfaces — the upper 7.5 and the lower 7.6 — for the movement of the wheel movable means 6.
  • the upper rolling surfaces 7.5 are made at an angle a to the horizontal in ranging from 0 to 45 °
  • the lower rolling surfaces 7.6 are made at an angle ⁇ to the horizon, ranging from 0 to 45 ° (see figure 4 and figure 5).
  • the basis of the system is that the rolling surfaces conjugated with the rail housing form a rail track for the support and / or pinch wheels of the movable means, the movement of which can be arranged by any of the known types of drive.
  • the lower value of the range of angles a and ⁇ of the inclination to the horizon of the rolling surfaces - from 0 ° - is determined by the condition for exclusion of the contact of the wheels of the housing 8.1 of the pipe 8 with the movement of wheeled vehicles 6 along the track structure.
  • the upper value of the range of angles a and ⁇ of the inclination to the horizon of the rolling surfaces - up to 45 ° - is determined by the condition of choosing the resultant from traction forces, rolling resistance of the wheels, air resistance and others - determining the best parameters of movement, as well as minimizing the compression forces of the pipe 8 due to the wedge shape profile shapes of rail thread housings 7.
  • the profiles of the case of rail threads can be symmetrical about the horizontal axis (Fig. 4), i.e. the angle of inclination a to the horizon of the upper rolling surfaces coincides with the angle ⁇ of inclination to the horizon of the corresponding lower rolling surfaces.
  • the profiles of the case of rail threads can be asymmetric with respect to the horizontal axis (Fig. 5), i.e. the angle ⁇ of inclination to the horizon of the upper rolling surfaces does not coincide with the angle ⁇ of inclination to the horizon of the corresponding lower rolling surfaces.
  • the wheel movable means installed on the track structure can be configured to roll the wheels only along the upper 7.5 rolling surface, or the movable means are mounted on the track structure by means of wheel pairs consisting of top 10 wheels, made with the possibility of rolling along upper 7.5 of the rolling surface, and lower 11 wheels made with the possibility of rolling on the lower 7.6 of the rolling surface.
  • both the upper 10 and lower 11 wheelset wheels can be traction (drive), or only the upper wheels can be traction (drive), and the lower wheels are made only traction.
  • the lower 11 wheels of the wheelsets of the movable means 6 are equipped with a device providing an additional clamping force Q on the axis of the lower wheels in the direction of the lower 7.6 rolling surface (see figure 2).
  • the traction force P necessary to ensure the movement of wheeled vehicles in the system is provided by any of the known types of engines with the corresponding transmission and drive to the drive (traction) wheels.
  • the profile pipe 8 is made of a bent closed steel welded profile.
  • the main distinguishing feature of this pipes from a round are its flat faces, and technically, its higher strength and stiffness, however, the specific gravity of a running meter of a profile pipe with the same overall dimensions is higher than a round one.
  • a square (rectangular) shaped pipe made of alloyed or carbon steels unlike a round pipe, provides higher strength of structures and metal structures, however, a square pipe is characterized by lower wind flow compared to a round pipe with a side wind.
  • the choice of a round or other pipe profile for the construction of Unitsky’s communications system is determined by the initial conditions of the system design.
  • Unitsky in the claimed communication system instead of the heaviest structural elements - I-beams, beams, channels, from which trestle track structures are traditionally built, lighter elements - round or profile pipes, and without loss of strength, ensures the achievement of a high technical and economic effect.
  • the pipe body 8 can be made without filling (empty) or can be completely or partially filled by placing elements 8.3 of the power structure in it with or without the formation of the power body 8.2.
  • one or more extended communication and transport channels 12 can be placed inside the pipe 8.1 body 8 depending on the corresponding design and technical justification for their presence, quantity and parameters.
  • one or more extended communication and transport channels 12 can be made with the possibility of moving liquid or gaseous environment, which allows you to use them in organizing extended life support systems of cities and settlements (gas, water, heat supply systems), both trunk and local importance.
  • extended elements of pipelines for transporting oil and oil products or elements of associated branches of the gas transmission system can be placed in channel 12.
  • the communication and transport channels 12 can be used to place communications and / or power supply networks in them, depending on the technical conditions of the respective projects.
  • An alternative embodiment of a communication system is the implementation of any or each of the casings of rail threads in the form of an extended single-layer or multi-layer strip, which should preferably be tensioned with prestress.
  • One of such examples of execution is presented in Fig. 8, where the cases of rail threads 7 are made in the form of extended multilayer strips, with one of the outer surfaces of which (this is possible with any of the outer surfaces of the strip - top, bottom or side depending on the design and location wheels of movable means 6) the rolling surface 7.5 is conjugated - in this example, the upper one.
  • the strip of rail thread 7 is firmly connected with the body 8.1 of the pipe 8 by any known fastening method that provides the specified structural reliability, for example, welding or room strips of rail threads in the landing slots 8.5, made at the same time with the housing 8.1 pipe or other
  • Cases of rail threads 7 can also be made in the form of extended profiles, as reflected in Fig.9.
  • the profile configuration in cross section can be any of the known, such as V-shaped, or U-shaped, or ⁇ -shaped, or T-shaped, or L-shaped, or C-shaped, or U-shaped.
  • 10 movable means can be located not only on the outer rolling surfaces - upper or lower, but also on any of the inner rolling surfaces 7.7, mating with the corresponding surfaces inside the rail body in the form of a profile.
  • Figure 9 shows an example implementation of a communication system with a rail thread 7 having a body in the form of a U-shaped profile in cross section, where the inner rolling surface 7.7 is paired with the inner lower surface of the U-shaped body of the rail thread.
  • Unitsky communications system provides the expansion of its functionality, significantly improves material, economic and environmental efficiency due to another subject of the present invention - the use of the Unitsky communications system for transporting liquids or gases.
  • the subject of the invention is the use of the Unitsky communications system in power supply and communication networks.
  • the construction of the presented Unitsky communications system includes the installation of supports 2 on the basis of 1, the suspension and tension between them, according to at least two power bodies 7.2, the subsequent fixation of the ends of the power bodies in the heads 3 of the anchor supports, as well as the fastening of the power bodies relative to the housing 7.1 with rolling surfaces forming a track structure 4, including a rail track of at least two rail threads 7 for the movement of wheeled movable means 6. Simultaneously with the formation of the power organs 7.2 when hanging and tension between the supports of the elements 7.3 of the power structure, laying and securing the communication channels 13 with their subsequent placement in the cases of rail threads 7.
  • a communication and transportation channel 12 is placed in the pipe body 8 and a pipeline for transporting liquids or gases and / or power supply and communication channels are laid in it, then the free part of the cavity inside the pipe body, in accordance with the design calculation, is filled partially or completely with the power structure elements 8.3 with the formation of prestressed power organs. After that, hardening material 7.4 and 8.4 are pumped into the cavity of rail threads 7 and pipe 8, respectively, after hardening of which the Unitsky communications system is ready for operation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системе коммуникаций, основу которой составляет натянутая над основанием (1) в пролётах между опорами (2) путевая структура (4) в виде образующих рельсовую колею рельсовых нитей (7), корпусы которых по всей длине колеи соединены с расположенным между ними протяжённым корпусом трубы (8), образуя монолитный корпус (9) путевой структуры, причем корпус (8.1) трубы и/или корпусы (7.1) каждой из рельсовых нитей выполнены с возможностью заполнения силовой структурой (7.3) с образованием предварительно напряжённых силовых органов (7.2), а сопряжённые с каждым из корпусов (7.1) рельсовых нитей поверхности (7.5) и (7.6) качения для колёс подвижных средств (6) выполнены под углом наклона к горизонту, находящимся в пределах от 0 до 45°.

Description

СИСТЕМА ТРАНСПОРТНЫХ КОММУНИКАЦИЙ Область техники
Изобретение относится к области транспортных коммуникаций, в частности, к надземным комплексным транспортным системам струнного типа с коммуникационной структурой, обеспечивающей скоростные грузовые и пассажирские перевозки, размещение линий энергообеспечения и связи, а также трубопроводов для транспортировки жидких и газообразных сред.
Предшествующий уровень техники
Известна транспортная система Юницкого [1], которая включает, по меньшей мере, одну натянутую над основанием, в пролёте между опорами путевую структуру в виде силового органа, заключённого в корпус с поверхностью качения для движения установленных на путевой структуре колёсных подвижных средств. В предложенном устройстве оптимизированы площади поперечного сечения силового органа и корпуса рельса с поверхностью качения, а также усилия натяжения путевой структуры и силового органа в путевой структуре, обоснован расчёт высоты провисания путевой структуры между смежными опорами и высоты опор. Известная транспортная система имеет недостаточную поперечную жёсткость, а структура рельсовой нити не обеспечивает достижения высокой ровности путевой структуры при организации скоростного движения.
Известна ^ ^транепортная-еиетема-Юницкого [2] е-путевой структурой-в-виде предварительно напряжённой струнно-стержневой фермы, в которой основная и вспомогательная нити, выполненные с предварительно напряжённым силовым органом и расположенные на разных уровнях между смежными опорами, связаны между собой посредством последовательности периодически зигзагообразно ориентированных стержневых элементов, продольные оси которых образуют с продольными осями основной и вспомогательной нитей треугольники.
Благодаря сочетанию и взаимосвязи свойств предварительно напряжённой путевой структуры со свойствами структур конструкционной жёсткости, каковыми являются традиционные стержневые фермы, повышается изгибная жёсткость системы и обеспечивается возможность увеличения пролётов между опорами до 50... 100 м и более, практически при нулевой стреле провеса основной нити. Это позволяет строить транспортные системы как с многорельсовыми путевыми структурами, так и со структурами типа «монорельс». В известной транспортной системе допускается выполнение вспомогательной нити как в виде силового органа без сплошного корпуса (когда корпус как бы вырождается в множество рассредоточенных вдоль силового органа соединительных обечаек), так и при выполнении её со сплошным протяжённым корпусом, охватывающим силовой орган. В последнем случае вспомогательная нить (одна или более), будучи расположена под основной нитью в одной плоскости с ней, может использоваться в качестве подпорного рельса, имеющего боковую поверхность качения для пространственной ориентации колёсных транспортных средств для системы типа «монорельс».
Однако известная транспортная система имеет недостаточную поперечную жёсткость, а структура рельсовой нити не обеспечивает достижения высокой ровности путевой структуры при организации скоростного движения, при этом наличие большого количества располагаемых зигзагообразно связевых стержневых элементов, приводит к высокой материалоёмкости и, соответственно, сложности монтажа такой системы.
Известна транспортная система Юницкого [3], которая принята за прототип. Она содержит, по меньшей мере, одну натянутую над основанием, в пролётах между опорами, путевую структуру в виде образующих рельсовую колею, по меньшей мере, двух рельсовых нитей, каждая из которых состоит из предварительно напряжённого силового органа, совмещённого с протяжённым корпусом рельсовой нити с сопряжённой с ним поверхностью качения для колёс подвижных средств, и установленные на путевой структуре подвижные средства. Причём основные и вспомогательные нити на пролётах между смежными опорами связаны между собой посредством зигзагообразно ориентированных стержневых элементов (как в [2]), размещённых с внешних сторон основной и вспомогательной нитей и образующих с ними треугольники. Дополнительно левые и правые нити соединены между собой на каждом уровне поперечными перемычками, которые установлены в узлах сопряжения стержневых элементов и нитей.
Основой работы известной транспортной системы является то, что сопряжённая с корпусом поверхность качения образует рельсовую колею для опорных колёс подвижных средств, движение которых может быть организовано посредством любого из известных видов привода.
Рельсовая нить известных транспортных систем образована натянутыми между анкерными опорами рельсами струнного типа, общей особенностью которых является наличие протяжённого корпуса с сопряжённой с ним поверхностью качения и с сопряжённым с ним и/или с заключённым внутри него предварительно напряжённым продольным силовым органом. Поверхность качения может быть образована поверхностью самого корпуса, например, в виде его верхней части - головки, либо может быть образована рельсом или головкой накладного типа, сопряжёнными с корпусом. В любом из вариантов конструкции сопряжённая с корпусом поверхность качения образует гладкий путь для опорных колёс подвижного средства, каждое из которых даёт вертикальную нагрузку на путевую структуру. При этом структура рельсовой нити известных транспортных систем имеет повышенную материалоёмкость и, соответственно, стоимость.
Кроме того, в ряде случаев головка и корпус рельсовых нитей в колее при натяжении силовых органов на опоры могут частично или полностью взять на себя функции предварительно напряжённого силового органа, если они будут при монтаже конструкции предварительно натянуты. В этих случаях необходимо предусматривать дополнительное жёсткое крепление поверхности качения (головки рельса) не только с его корпусом, но и с соединительными стержневыми элементами. Это несколько усложняет монтаж (требуется дополнительный сварной шов) и повышает материалоемкость конструкции.
Общим недостатком известных конструкций рельсовых нитей, объединенных в колею, является высокая материалоёмкость из-за наличия большого количества соединительных элементов (как стержневых продольных элементов, располагаемых зигзагообразно, так и поперечных перемычек), соответственно, такие системы имеют сложную и трудоёмкую технологию монтажа. Кроме того, насыщенность соединительными элементами, и, соответственно, узлами их соединений с рельсовыми нитями, не обеспечивает достаточной поперечной жёсткости и упругой устойчивости (монолитности) системы, а, следовательно, и её безопасности.
Ещё один недостаток известных конструкций рельсовых нитей, объединённых в колею, связан с тем, что поверхность качения, образованная поверхностью корпуса в виде его верхней части - головки, либо образованная рельсом или головкой накладного типа, сопряжёнными с корпусом, всегда расположена только с одной стороны - на верхней части корпуса. Сопряжённая с корпусом поверхность качения образует гладкий путь для опорных колёс подвижного средства, каждое из которых даёт вертикальную нагрузку на путевую структуру, не обеспечивая при этом достаточных качеств, связанных с надёжностью, плавностью и мягкостью хода транспортного средства. Это особенно проявляется при организации движения с большими продольными уклонами пути - более 10%.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения положена задача достижения следующих технических целей:
- расширения функциональных возможностей системы коммуникаций;
- стабилизации поперечного размера колеи на всём протяжении рельсового пути за счёт повышения поперечной жёсткости путевой структуры;
- упругой устойчивости системы коммуникаций и ее надёжности; - улучшения эксплуатационно-технических характеристик системы коммуникаций, повышения жёсткости конструкции путевой структуры в целом и ровности рельсового пути;
- улучшения качеств, связанных с плавностью и мягкостью хода подвижных средств.
Технические цели в соответствии с задачей изобретения достигаются посредством системы коммуникаций, включающей, по меньшей мере, одну натянутую над основанием, в пролетах между опорами, путевую структуру в виде образующих рельсовую колею, по меньшей мере, двух рельсовых нитей, каждая из которых состоит из предварительно напряжённого силового органа, сопряжённого с протяжённым корпусом рельсовой нити с сопряжённой с ним поверхностью качения для колёс подвижных средств, и установленные на путевой структуре подвижные средства, отличия которой согласно изобретению заключаются в том, что корпусы рельсовых нитей по всей длине колеи соединены с расположенным между ними протяжённым корпусом круглой или профильной трубы, образуя монолитный корпус путевой структуры, причём корпус трубы и/или корпусы каждой из рельсовых нитей выполнены с возможностью заполнения силовой структурой с образованием предварительно напряжённых силовых органов, а сопряжённые с каждым из корпусов рельсовых нитей поверхности качения выполнены под углом наклона к горизонту, находящимся в пределах от 0 до 45°.
Достижение технической цели обеспечивается также и тем, что отношение ширины с корпуса путевой структуры к ширине а корпуса трубы выбирают в пределах 1,2 < с/а < 12, а площадь Sp, м2, поперечного сечения корпуса путевой структуры и суммарная площадь Su, м2, поперечного сечения всех силовых органов, заключённых в корпус путевой структуры, находятся в пределах, определяемых из соотношения: 1 < (Sp Ер + Su Ец) / Sp Ep < 20, где: Еи - модуль упругости силового органа, Н/м2;
Ер - модуль упругости корпуса путевой структуры , Н/м2. Силовые органы образованы сопряжением силовой структуры, состоящей из предварительно напряжённых протяжённых элементов, с корпусами трубы и/или рельсовых нитей с заполнением пустот в корпусах твердеющим материалом на основе полимерных связующих, композитов или цементных смесей.
Верхние поверхности качения выполнены под углом а наклона к горизонту, находящимся в пределах от 0 до 45°, а нижние поверхности качения выполнены под углом β наклона к горизонту, находящимся в пределах от 0 до 45°.
В соответствии с вариантом расположения поверхностей качения на корпусе рельсовой нити колёсные подвижные средства, установленные на путевой структуре, могут быть выполнены с возможностью качения колёс только по верхней поверхности качения либо содержат колёсные пары, состоящие из верхних колёс, выполненных с возможностью качения по верхней поверхности качения, и нижних колёс, выполненных с возможностью качения по нижней поверхности качения.
При этом, как верхние, так и нижние колёса колёсных пар могут быть выполнены тяговыми (ведущими), либо только верхние колёса колёсных пар могут быть выполнены тяговыми (ведущими), а нижние колёса выполнены поджимными. Для этого нижние колёса подвижных средств оснащают устройством, обеспечивающим дополнительное прижимное усилие Q на оси нижних колёс в направлении нижней поверхности качения.
Корпусы рельсовых нитей закреплены на протяжённом корпусе трубы таким образом, что центральные горизонтальные оси Хи X поперечных разрезов корпусов трубы и рельсовых нитей совпадают.
Корпусы рельсовых нитей могут быть размещены также на протяжённом корпусе трубы и таким образом, что центральная горизонтальная ось X профилей поперечных разрезов корпусов рельсовых нитей лежит выше либо ниже горизонтальной оси X профиля корпуса трубы. Поперечный разрез профиля корпуса трубы представляет собой круг, или овал, или многоугольник.
Альтернативным видом исполнения системы коммуникаций является реализация корпусов рельсовых нитей в виде протяжённых однослойных или многослойных полос, которые предпочтительно должны быть натянуты с предварительным напряжением.
Корпусы рельсовых нитей могут быть выполнены также в виде протяжённых профилей, которые в поперечном разрезе могут представлять собой V-образный, или U-образный, или Ζ-образный, или Т-образный, или Г- образный, или С-образный, или П-образный профиль.
Вместе с тем, внутренняя полость корпуса трубы может быть выполнена с возможностью размещения в ней коммуникаций энергоснабжения и/или связи и/или транспортировки жидкостей или газов.
Для этого в корпусе трубы может быть выполнен, как минимум, один коммуникационно-транспортный канал для прокладки трубопровода для транспортировки жидкостей или газов и/или для размещения коммуникаций энергоснабжения и/или связи.
При необходимости в корпусы рельсовых нитей могут быть помещены каналы с возможностью размещения в них коммуникаций энергоснабжения и/или связи.
Дополнительным предметом настоящего изобретения является применение заявленной системы коммуникаций для транспортировки жидкостей и/или газов.
Еще одним предметом настоящего изобретения является также применение заявленной системы коммуникаций в сетях энергоснабжения и/или связи.
Краткое описание чертежей
Сущность настоящего изобретения поясняется при помощи чертежей фиг.1 - фиг.7, на которых изображено следующее:
фиг.1 - система коммуникаций Юницкого - общий вид; фиг.2 - схематическое изображение поперечного разреза корпуса путевой структуры;
фиг. 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 - варианты исполнения профиля поперечного разреза корпуса трубы путевой структуры с некруглой (профильной) трубой; фиг.4 - симметричный профиль поперечного разреза корпуса путевой структуры;
фиг.5 - асимметричный профиль поперечного разреза корпуса путевой структуры;
фиг.6 - профиль поперечного разреза корпуса путевой структуры с верхним смещением горизонтальной оси рельсовых нитей относительно горизонтальной оси профиля корпуса трубы;
фиг.7 - профиль поперечного разреза корпуса путевой структуры с нижним смещением горизонтальной оси рельсовых нитей относительно горизонтальной оси профиля корпуса трубы;
фиг.8 - пример исполнения путевой структуры, где корпусы рельсовых нитей выполнены в виде полосы;
фиг.9 - пример исполнения путевой структуры, где корпусы рельсовых нитей выполнены в виде профиля.
Варианты осуществления изобретения
Сущность изобретения более подробно представляется в следующих неограничивающих вариантах его практической реализации.
Предлагаемая система коммуникаций Юницкого (фиг.1) содержит рассредоточенные на основании 1 опоры 2 с оголовками 3. На опорах размещены подвесные участки одной или более путевых структур 4, натянутых усилием Т над основанием между опорами, образующие пролёты длиной L. В качестве опор могут выступать стальные и железобетонные столбчатые и каркасные конструкции, здания и сооружения, специально оборудованные пассажирскими станциями и/или грузовыми терминалами 5. Оголовки 3 предназначены для размещения на них переходных участков пути и/или размещённых в структуре системы коммуникационных компонентов - трубопровода для транспортировки жидкостей или газов и сетей энергоснабжения и связи, а также для крепления (анкерения) натянутых элементов силовых органов путевой структуры.
Устройства крепления силовых органов (и путевой структуры в целом) в оголовках 3 опор 2 представляют собой любые известные устройства, аналогичные устройствам, используемым в висячих и вантовых мостах, канатных дорогах и предварительно напряжённых железобетонных конструкциях для крепления (анкерения) натянутых силовых органов (арматуры, канатов, высокопрочных проволок и др.). Анкерения могут осуществляться как на каждой опоре 3, так и с определённой последовательностью: например, через одну опору или через две опоры и т.д.
Конструкция анкерной опоры 2 может изменяться в зависимости от места установки опоры. В частности, форма оголовков 3 с устройствами крепления силовых органов, элементов трубопроводов и коммуникационных сетей на опорах, устанавливаемых на поворотах трассы, на линейных участках пути, в горах или по концам трассы, может быть различной, так как упомянутые устройства, определяющие направление для переходного участка пути, должны быть плавно сопряжены с подвесными участками пути в пролётах между опорами.
Кроме того, форма оголовков 3 опор может определяться и тем, что они являются местом размещения пассажирских станций и/ или грузовых терминалов 5, узлов организации развязок (стрелочных переводов и поворотов) путевой структуры или узлов разветвления трубопроводов системы коммуникаций. В центральной части станций 5 размещён горизонтальный участок 5.1.
Кроме того, опоры 2 могут быть совмещёнными со зданиями и строительными сооружениями 5.2 (жилые, производственные, офисные, торговые и другие здания и сооружения).
На путевой структуре 4 размещены подвижные средства 6 (пассажирские и/или грузовые, и/или грузопассажирские), которые могут быть либо подвешены снизу к путевой структуре, как показано на фиг.1, либо - установлены сверху на путевую структуру (на рисунке не показано). Путевая структура 4 представляет собой закреплённую на опорах 2 с оголовками 3 рельсовую колею, образованную, по меньшей мере, двумя рельсовыми нитями 7, между которыми помещена труба 8, исполненная с круглым или профильным поперечным разрезом корпуса 8.1 трубы (фиг.2). Рельсовые нити 7 по всей длине колеи закреплены на (противолежащих относительно вертикали) боковых сторонах корпуса трубы 8, образуя с ней монолитную путевую структуру, корпус 9 которой представляет собой в поперечном разрезе профиль корпуса 8.1 трубы 8 с симметрично расположенными относительно вертикали по его боковым внешним сторонам профилями корпусов 7.1 рельсовых нитей 7, каждая из которых представляет собой сборную структурированную конструкцию, состоящую из предварительно напряжённого (растянутого) силового органа 7.2, заключённого в протяжённый корпус 7.1 рельсовой нити.
Во внутреннее пространство корпуса 8.1 трубы 8 может также быть помещён протяжённый предварительно напряжённый силовой орган 8.2 трубы.
Корпус 8.1 трубы 8 в поперечном сечении может быть выполнен круглым или профильным. Труба профильная - это замкнутый профиль с отличающимся от круглого сечением. На фиг.3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 представлены возможные варианты исполнения профиля поперечного разреза корпуса трубы путевой структуры с некруглой (профильной) трубой: в виде овала вертикального (фиг.3.1) или горизонтального (фиг.3.2), треугольника (фиг.3.3), квадрата (фиг.3.4), многогранника (фиг.3.5). Профильная труба 8 в любом из предпочтительных вариантов исполнения может быть изготовлена прямоугольного (квадратного), многоугольного (включающего три угла и более) или овального сечения.
Размеры рельсовых нитей 7 и трубы 8 выбирают таким образом, чтобы выполнялось неравенство для отношения ширины с корпуса путевой структуры к ширине а корпуса трубы (см. фиг.4, 5): 1,2 < с/а < 12, (1) Если отношение с/а будет меньше 1,2, то путевая структура 4 будет иметь недостаточную несущую способность и прочность.
Если отношение с/а будет больше 12, то путевая структура будет иметь ю недостаточную жёсткость, в том числе крутильную, при проезде по ней подвижных средств 6.
Силовые органы рельсовых нитей 7 и трубы 8 образованы размещением предварительно напряжённых протяжённых элементов 7.3 силовой структуры рельсовых нитей и элементов 8.3 силовой структуры трубы в соответствующих корпусах 7.1 рельсовых нитей и корпусе 8.1 трубы с заполнением пустот в корпусах между элементами 7.3 и 8.3 силовой структуры твердеющим материалом 7.4 для рельсовых нитей и твердеющим материалом 8.4 для трубы на основе полимерных связующих, композитов или на основе цементных смесей.
В качестве силовых органов, поперечный разрез которых представлен на фиг.2, как в рельсовых нитях 7, так и в трубе 8 могут использоваться один или несколько пучков силовых элементов 7.3 и 8.3 ,. силовых структур соответственно, из высокопрочной стальной проволоки и/или из прутьев, собранных в один пучок и/или рассредоточенных по сечению полости корпусов 7.1 и 8.1, и/или одного или нескольких стандартных витых или невитых стальных канатов, а также нитей, прядей, полос, лент, труб или других протяжённых элементов из любых высокопрочных материалов (на рисунках не показано). Пустоты в корпусах между элементами 7.3 и 8.3 силовых структур рельсовых нитей и трубы могут заполняться твердеющим материалом 7.4 и 8.4 - соответственно - на основе полимерных связующих, композитов или цементными смесями, которые жестко связывают в одно целое силовые структуры силовых органов 7.2 и 8.2 с соответствующими корпусами 7.1 и 8.1 рельсовых нитей и трубы, омоноличивая в одно целое конструкцию путевой структуры 4. На оголовках 3 опор 2 путевая структура может крепиться известными способами как омоноличенная в одно целое конструкция, так и поэлементно - отдельно силовые структуры силовых органов 7.2 и 8.2 рельсовых нитей и трубы и отдельно корпусы 7.1 и 8.1 - рельсовых нитей и трубы соответственно.
Площадь Sp, м2, поперечного сечения корпуса 9 путевой структуры и суммарная площадь Su, м2, поперечного сечения всех силовых органов, заключённых в корпус путевой структуры (силовых органов 7.2, помещённых в корпусы 7.1 рельсовых нитей, и силового органа 8.2, помещённого в корпус 8.1 трубы), должны находиться в пределах, определяемых из соотношения:
1 < (SPEP + SuEu) / SPEP < 20, (2) где: Еи- модуль упругости силового органа, Н/м2;
Ер - модуль упругости корпуса путевой структуры , Н/м2.
Нижний предел отношения (2): (SpEp + SuEu) I SpEp = 1 соответствует частному случаю, когда корпус путевой структуры выполнен пустым, без заполнения силовыми органами корпусов трубы и рельсовых нитей, только упругие свойства которых при этом определяют натяжение и прочность системы в целом. В данном случае как корпус трубы, так и протяжённые корпусы рельсовых нитей закрепляют в оголовках 3 опор 2 с предварительным натяжением, при этом они сами выполняют функции предварительно напряжённых силовых органов.
Верхний предел отношения (2): (SpEp + SuEu) I SpEp = 20 соответствует условию, когда корпус путевой структуры заполнен предварительно напряжёнными элементами силовых органов настолько, что путевая структура становится чрезмерно напряжённой и неэффективной, так как вырождается в разновидность канатной дороги, путь в которой (канат) не имеет изгибной жёсткости и плохо приспособлен для движения колёс подвижных средств.
При любых вариантах практических реализаций заполнения силовыми органами корпуса путевой структуры (рельсовых нитей - полностью или частично, или трубы - полностью или частично, или совместно рельсовых нитей и трубы - полностью или частично) при закреплении на анкерных опорах силовые органы выполняются предварительно напряжёнными, одновременно предварительно напряжёнными могут выполняться и корпусы рельсовых нитей и/или корпус трубы.
Верхняя и нижняя внешние поверхности корпусов 7.1 рельсовых нитей 7 сопряжены с соответствующими двумя поверхностями качения - верхней 7.5 и нижней 7.6 - для движения колёсных подвижных средств 6. Верхние поверхности 7.5 качения выполнены под углом а к горизонту, находящимся в пределах от 0 до 45°, нижние поверхности 7.6 качения выполнены под углом β к горизонту, находящимся в пределах от 0 до 45° (см. фиг.4 и фиг.5).
Основой работы системы является то, что сопряжённые с корпусом рельсовой нити поверхности качения образуют рельсовую колею для опорных и/или поджимных колес подвижных средств, движение которых может быть организовано посредством любого из известных видов привода.
Нижнее значение диапазона углов а и β наклона к горизонту поверхностей качения - от 0°- определяется условием исключения касания колёс корпуса 8.1 трубы 8 при движении колёсных подвижных средств 6 по путевой структуре. Верхнее значение диапазона углов а и β наклона к горизонту поверхностей качения - до 45° - определяется условием выбора результирующей из сил тяги, сопротивления качению колёс, сопротивления воздуха и других - определяющей наилучшие параметры движения, а также минимизацией усилий обжатия трубы 8 из-за клиновидности формы профиля корпусов рельсовых нитей 7.
В поперечном разрезе корпуса путевой структуры профили корпусов рельсовых нитей могут быть симметричны относительно горизонтальной оси (фиг.4), т.е. угол а наклона к горизонту верхних поверхностей качения совпадает с углом β наклона к горизонту соответствующих нижних поверхностей качения.
Однако возможны неограничивающие примеры реализации заявляемой системы коммуникаций, когда в поперечном разрезе корпуса путевой структуры профили корпусов рельсовых нитей могут быть асимметричны относительно горизонтальной оси (фиг.5), т.е. угол а наклона к горизонту верхних поверхностей качения не совпадает с углом β наклона к горизонту соответствующих нижних поверхностей качения.
В соответствии с любым из неограничивающих вариантов расположения поверхностей качения на корпусе рельсовой нити колёсные подвижные средства, установленные на путевой структуре, могут быть выполнены с возможностью качения колёс только по верхней 7.5 поверхности качения, либо подвижные средства установлены на путевой структуре посредством колёсных пар, состоящих из верхних 10 колёс, выполненных с возможностью качения по верхней 7.5 поверхности качения, и нижних 11 колёс, выполненных с возможностью качения по нижней 7.6 поверхности качения.
При этом, как верхние 10, так и нижние 11 колёса колёсных пар могут быть выполнены тяговыми (ведущими), либо только верхние колёса колёсных пар могут быть выполнены тяговыми (ведущими), а нижние колёса выполнены только поджимными. В этом случае нижние 11 колёса колёсных пар подвижных средств 6 оснащены устройством, обеспечивающим дополнительное прижимное усилие Q на оси нижних колёс в направлении нижней 7.6 поверхности качения (см. фиг.2).
Тяговое усилие Р, необходимое для обеспечения движения колёсных подвижных средств в системе, (см. фиг.2) обеспечивается любым из известных типов двигателей с соответствующими трансмиссией и приводом на ведущие (тяговые) колёса.
Корпусы 7.1 рельсовых нитей закреплены по всей длине колеи на противолежащих относительно вертикали боковых сторонах корпуса 8.1 трубы, образуя с ним корпус 9 путевой структуры, поперечный разрез которого представляет собой профиль корпуса 8.1 трубы 8 с симметрично расположенными относительно вертикали по его боковым внешним сторонам профилями корпусов 7.1 рельсовых нитей 7. При этом возможны различные варианты расположения корпусов 7.1 по высоте корпуса 8.1 трубы, такие как:
- центральные горизонтальные оси Хи Х профилей поперечных разрезов корпуса 8.1 трубы и корпусов 7.1 рельсовых нитей совпадают (см. фиг.4),
- или центральная горизонтальная ось X' поперечных разрезов корпусов 7.1 рельсовых нитей лежит выше горизонтальной оси X профиля корпуса 8.1 трубы (см. фиг.6),
- или центральная горизонтальная ось X профилей поперечных разрезов корпусов 7.1 рельсовых нитей лежит ниже горизонтальной оси X профиля корпуса 8.1 трубы (см. фиг.7).
Предпочтительно профильная труба 8 изготавливается из гнутого замкнутого стального сварного профиля. Главная отличительная черта такой трубы от круглой - её плоские грани, а в техническом отношении - её более высокая прочность и жёсткость, однако удельный вес погонного метра профильной трубы при тех же габаритных размерах выше круглой.
Квадратная (прямоугольная) профильная труба, изготовленная из легированных или углеродистых сталей, в отличии от трубы круглой, обеспечивает более высокую прочность сооружений и металлоконструкций, однако квадратная труба характеризуется меньшей по величине ветровой обтекаемостью в сравнении с трубой круглой при боковом ветре. Выбор круглого или иного профиля трубы для сооружения системы коммуникаций Юницкого определяют по исходным условиям проектирования системы.
Применение в заявленной коммуникационной системе Юницкого вместо наиболее тяжёлых конструктивных элементов - двутавров, балок, швеллеров, из которых традиционно строят эстакадные путевые конструкции, элементов более легких - круглых или профильных труб, притом без потери прочности, обеспечивает достижение высокого технико-экономического эффекта.
В любом из неограничивающих вариантов реализации заявленной системы коммуникаций возможны различные неисключающие сочетания заполнения корпусов трубы и рельсовых нитей. В частности, корпус трубы 8 может быть выполнен без заполнения (пустым) либо может быть полностью или частично заполнен посредством размещения в нем элементов 8.3 силовой структуры с образованием или без образования силового органа 8.2.
В предпочтительном варианте реализации изобретения независимо от наличия или отсутствия заполнения корпуса трубы силовой структурой внутри корпуса 8.1 трубы 8 может быть помещен один или несколько протяжённых коммуникационно-транспортных каналов 12 в зависимости от соответствующего проектно-технического обоснования их наличия, количества и параметров. При условии конструкционного обеспечения требований экологической, санитарно-гигиенической, пожарной и др. видов безопасности один или несколько протяжённых коммуникационно-транспортных каналов 12 могут быть выполнены с возможностью перемещения жидкой или газообразной среды, что позволяет использовать их при организации протяжённых систем жизнеобеспечения городов и населённых пунктов (систем газо-, водо-, теплоснабжения), как магистральных, так и местного значения. Кроме этого, в канале 12 могут быть размещены протяженные элементы трубопроводов для транспортировки нефти и нефтепродуктов или элементы попутных ответвлений газотранспортной системы как магистральной, так и локальной для перекачки природного или сжиженного газа. Наряду с этим или вместо этого коммуникационно-транспортные каналы 12 возможно использовать для размещения в них коммуникаций связи и/или сетей электроснабжения в зависимости от технических условий соответствующих проектов.
В предпочтительном варианте реализации изобретения наряду с заполнением корпуса рельсовой нити элементами 7.3 силовой структуры с образованием силового органа 7.2 внутри корпуса 7.1 рельсовой нити 7 может быть помещён, как минимум, один протяжённый коммуникационный канал 13. При условии конструкционного обеспечения требований экологической, пожарной и др. видов безопасности в зависимости от технических условий соответствующих проектов в коммуникационных каналах 13 могут быть размещены протяжённые коммуникации связи и/или сетей электроснабжения.
Альтернативным видом исполнения системы коммуникаций является реализация любого или каждого из корпусов рельсовых нитей в виде протяжённой однослойной или многослойной полосы, которая предпочтительно должна быть натянута с предварительным напряжением. Один из таких примеров исполнения представлен на фиг.8, где корпусы рельсовых нитей 7 выполнены в виде протяжённых многослойных полос, с одной из внешних поверхностей которых (это возможно с любой из внешних поверхностей полосы - верхней, нижней или боковой в зависимости от конструкции и расположения колёс подвижных средств 6) сопряжена поверхность качения 7.5 - в данном примере - верхняя. При этом полоса рельсовой нити 7 жёстко связывается с корпусом 8.1 трубы 8 любым известным способом крепления, обеспечивающим заданную конструкционную надёжность, - например, сваркой или помещением полос рельсовых нитей в посадочные гнёзда 8.5, выполненные заодно с корпусом 8.1 трубы или др.
Корпусы рельсовых нитей 7 могут быть выполнены также в виде протяжённых профилей, как отражено на фиг.9. При этом конфигурация профиля в поперечном разрезе может быть любой из известных, таких как V- образный, или U-образный, или Ζ-образный, или Т-образный, или Г-образный, или С-образный, или П-образный профиль. В случаях реализации рельсовой нити в виде протяжённых профилей колёса 10 подвижных средств могут располагаться не только на внешних поверхностях качения - верхней или нижней, но и на любой из внутренних поверхностей 7.7 качения, сопряжённых с соответствующими поверхностями внутри корпуса рельсовой нити в виде профиля. На фиг.9 показан пример реализации системы коммуникаций с рельсовой нитью 7, имеющей корпус в виде П-образного профиля в поперечном разрезе, где внутренняя поверхность 7.7 качения сопряжена с внутренней нижней поверхностью П-образного корпуса рельсовой нити.
Изготовление рельсовых нитей в виде полос или профилей применяется в случаях необходимости упрощения, облегчения и удешевления конструкции системы коммуникаций при обеспечении достаточных прочностных параметров системы.
Описанное выше размещение коммуникационно-транспортных каналов
12 и 13 в корпусе 9 представленной системы коммуникаций Юницкого обеспечивает расширение её функциональных возможностей, существенно повышает материально-экономическую и экологическую эффективность за счёт ещё одного предмета настоящего изобретения - применения системы коммуникаций Юницкого для транспортировки жидкостей или газов.
Предметом изобретения является также применение системы коммуникаций Юницкого в сетях энергоснабжения и связи.
Промышленная применимость
Построение представленной системы коммуникаций Юницкого включает установку опор 2 на основании 1, подвеску и натяжение между ними, по меньшей мере, двух силовых органов 7.2, последующую фиксацию концов силовых органов в оголовках 3 анкерных опор, а также крепление силовых органов относительно корпусов 7.1 с поверхностями качения, образующих путевую структуру 4, включающую рельсовую колею из, по меньшей мере, двух рельсовых нитей 7 для движения колёсных подвижных средств 6. Одновременно с формированием силовых органов 7.2 при подвешивании и натяжении между опорами элементов 7.3 силовой структуры осуществляют прокладку и закрепление коммуникационных каналов 13 с их последующим размещением в корпусах рельсовых нитей 7.
Корпусы 7.1 рельсовых нитей по всей длине колеи соединяют с помещённым между ними корпусом 8.1 круглой или профильной трубы 8 с образованием монолитного корпуса путевой структуры.
Предварительно в корпус трубы 8 помещают коммуникационно- транспортировочный канал 12 и прокладывают в нем трубопровод для транспортировки жидкостей или газов и/или каналы коммуникаций энергоснабжения и связи, затем свободную часть полости внутри корпуса трубы в соответствии с проектировочным расчетом заполняют элементами 8.3 силовой структуры частично или полностью с образованием предварительно напряженных силовых органов. После этого в полости рельсовых нитей 7 и трубы 8 закачивают твердеющий материал 7.4 и 8.4 - соответственно, после отвердения которых система коммуникаций Юницкого готова к эксплуатации.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система коммуникаций, включающая, по меньшей мере, одну натянутую над основанием, в пролётах между опорами, путевую структуру в виде образующих рельсовую колею, по меньшей мере, двух рельсовых нитей, каждая из которых состоит из предварительно напряжённого силового органа, сопряжённого с протяжённым корпусом рельсовой нити с сопряжённой с ним поверхностью качения для колёс подвижных средств, и установленные на путевой структуре подвижные средства, отличающаяся тем, что корпусы рельсовых нитей по всей длине колеи соединены с расположенным между ними протяжённым корпусом круглой или профильной трубы, образуя монолитный корпус путевой структуры, причём корпус трубы и/или корпусы каждой из рельсовых нитей выполнены с возможностью заполнения силовой структурой с образованием предварительно напряжённых силовых органов, а сопряженные с каждым из корпусов рельсовых нитей поверхности качения выполнены под углом наклона к горизонту, находящимся в пределах от 0 до 45°.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что отношение ширины с корпуса путевой структуры к ширине а корпуса трубы находится в пределах:
1,2 < с/а < 12.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что площадь Sp, м2, поперечного сечения корпуса путевой структуры и суммарная площадь Su, м2, поперечного сечения всех силовых органов, заключённых в корпус путевой структуры, находятся в пределах, определяемых из соотношения:
1 < (Sp EP + SU EU)/SP ЕР < 20,
где: Еи, Н/м2 - модуль упругости силового органа;
Ер, Н/м2 - модуль упругости корпуса путевой структуры.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что силовые органы образованы сопряжением силовой структуры, состоящей из предварительно напряжённых протяжённых элементов, с корпусами трубы и/или рельсовых нитей с заполнением пустот в корпусах твердеющим материалом на основе полимерных связующих, композитов или цементных смесей.
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что протяжённые элементы силовой структуры выполнены из проволоки, и/или из стержней, и/или из витых или невитых канатов, и/или из нитей, полос, лент, труб.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что сопряжённые с корпусом каждой рельсовой нити поверхности качения для колёсных подвижных средств находятся как на верхних, так и на нижних внешних поверхностях корпусов рельсовых нитей, образуя, соответственно, верхние и нижние поверхности качения для колёсных подвижных средств.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что верхние поверхности качения выполнены с наклоном под углом а к горизонту, находящимся в пределах от О до 45°, а нижние поверхности качения выполнены с наклоном под углом β к горизонту, находящимся в пределах от 0 до 45°.
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что колёсные подвижные средства содержат колёсные пары, состоящие из верхних колёс, выполненных с возможностью качения по верхней поверхности качения, и нижних колёс, выполненных с возможностью качения по нижней поверхности качения.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что колёсные пары нижних колёс подвижных средств оснащены устройством, обеспечивающим дополнительное прижимное усилие на оси нижних колёс в направлении нижней поверхности качения.
10. Система по п.1 , отличающаяся тем, что центральные горизонтальные оси Хи Х' поперечных разрезов корпусов трубы и рельсовых нитей совпадают.
11. Система по п.1, отличающаяся тем, что центральная горизонтальная ось X' профилей поперечных разрезов корпусов рельсовых нитей лежит выше горизонтальной оси X профиля корпуса трубы.
12. Система по п.1, отличающаяся тем, что центральная горизонтальная ось X' профилей поперечных разрезов корпусов рельсовых нитей лежит ниже горизонтальной оси профиля корпуса трубы.
13. Система по п.1, отличающаяся тем, что поперечный разрез профиля корпуса трубы представляет собой круг, или овал, или многоугольник.
14. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпусы рельсовых нитей выполнены в виде протяжённых однослойных или многослойных полос.
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что однослойные или многослойные полосы, составляющие корпусы рельсовой нити, натянуты с предварительным напряжением.
16. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпусы рельсовых нитей выполнены в виде протяжённых профилей.
17. Система по п.16, отличающаяся тем, что протяжённый профиль в поперечном разрезе представляет собой V-образный, или U-образный, или Z- образный, или Т-образный, или Г-образный, или С-образный, или П-образный профиль.
18. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпус трубы содержит по меньшей мере один коммуникационно-транспортный канал, выполненный с возможностью размещения трубопровода для транспортировки жидкостей или газов и/или коммуникаций энергоснабжения и/или связи.
19. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпусы рельсовых нитей содержат коммуникационные каналы с возможностью размещения в них коммуникаций энергоснабжения и/или связи.
20. Применение системы коммуникаций по п.1 для транспортировки жидкостей и/или газов.
21. Применение системы коммуникаций по п.1 в сетях энергоснабжения и/или связи.
PCT/BY2017/000012 2016-06-20 2017-06-15 Система транспортных коммуникаций WO2017219113A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201600627A EA033575B1 (ru) 2016-06-20 2016-06-20 Система коммуникаций юницкого и её применение для транспортировки жидкостей и/или газов и/или в сетях электроснабжения и/или связи
EA201600627 2016-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017219113A1 true WO2017219113A1 (ru) 2017-12-28

Family

ID=60765484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/BY2017/000012 WO2017219113A1 (ru) 2016-06-20 2017-06-15 Система транспортных коммуникаций

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA033575B1 (ru)
WO (1) WO2017219113A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2976820A (en) * 1954-05-13 1961-03-28 Schaar Erich Mono-rail railroad
US3012521A (en) * 1959-06-15 1961-12-12 Gen Steel Ind Inc Monorail system
US3447481A (en) * 1966-03-14 1969-06-03 Gorham Universal Mfg Co Inc Locomotor and rail apparatus therefor
RU2475386C1 (ru) * 2011-08-31 2013-02-20 Анатолий Эдуардович Юницкий Транспортная система юницкого и способ построения струнной транспортной системы
RU2520983C2 (ru) * 2011-09-08 2014-06-27 Анатолий Эдуардович Юницкий Транспортная система юницкого

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2976820A (en) * 1954-05-13 1961-03-28 Schaar Erich Mono-rail railroad
US3012521A (en) * 1959-06-15 1961-12-12 Gen Steel Ind Inc Monorail system
US3447481A (en) * 1966-03-14 1969-06-03 Gorham Universal Mfg Co Inc Locomotor and rail apparatus therefor
RU2475386C1 (ru) * 2011-08-31 2013-02-20 Анатолий Эдуардович Юницкий Транспортная система юницкого и способ построения струнной транспортной системы
RU2520983C2 (ru) * 2011-09-08 2014-06-27 Анатолий Эдуардович Юницкий Транспортная система юницкого

Also Published As

Publication number Publication date
EA033575B1 (ru) 2019-11-06
EA201600627A1 (ru) 2017-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2325293C2 (ru) Струнная транспортная система юницкого и способ построения струнной транспортной системы
RU2520983C2 (ru) Транспортная система юницкого
RU2475387C1 (ru) Транспортная система юницкого и способ построения струнной транспортной системы
CN115427283B (zh) 尤尼茨基弦索式运输系统
EP3395637B1 (en) Communications system
RU2475386C1 (ru) Транспортная система юницкого и способ построения струнной транспортной системы
WO2017219113A1 (ru) Система транспортных коммуникаций
EP3907117B1 (en) String transport system
WO2017219112A1 (ru) Система коммуникаций юницкого
WO2017219115A1 (ru) Система коммуникаций юницкого
RU2224064C1 (ru) Транспортная система юницкого (варианты) и способ построения транспортной системы
WO2018112594A1 (ru) Транспортная система юницкого
EP3617024B1 (en) Truss track structure and rail
EP3702231B1 (en) String track structure
WO2017219116A1 (ru) Система коммуникаций юницкого
CN112770955B (zh) 尤尼茨基的运输系统及其制造及组装方法
EP4074570A1 (en) Transport system
WO2018223208A1 (ru) Рельс транспортной системы
EA037758B1 (ru) Транспортная система юницкого (варианты)
EA044147B1 (ru) Транспортная система юницкого
EA006111B1 (ru) Транспортная система юницкого ( варианты ) и способ построения транспортной системы
EA036973B1 (ru) Транспортная система юницкого

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17814353

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17814353

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1