高效联合轨道梁的制作方法

高效联合轨道梁
1.技术领域
2.本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种高效联合轨道梁。
3.

背景技术：

4.现有城市交通系统主要是地面和地下通道，已经满足不了现代城市快速发展的需求，表现有：1、城市堵车现象普遍，高铁和地铁造价太高，难以大面积普及，人们通勤时间过长，拥堵造成我国gdp损失达5~8%；2、中国目前停车位总体缺额高达70%，停车难的问题还没有根本的解决方案；3、随着电子商务的快速发展，城市物流系统向散运、高效方向发展，现有汽车、三轮车运送快递的方式已经难以满足日益增长的快递需求；4、架空配电线路成本低，安全可靠，但占用城市上空资源且对市容造成一定的影响，随着电缆价格下降，现有城市配电网倾向于采用敷设地下电缆传输电能，通信网也主要采用敷设地下光缆传输信息，都需要开挖建设地下管廊，但土建造价高昂，约占总造价一半，容易遭受外力破坏，维护成本较高，修复时间过长。
5.为解决上述问题，一些城市修建了空中轨道交通系统。但现有空中轨道交通系统还存在如下不足，未能大面积推广应用：1、现有技术造价高昂，功能单一，造成空中资源冲突和浪费。道路上的空间是稀缺资源，需要高效的综合性的架空轨道满足城市循环系统的需求。2、现有空中的轨道的最小弯曲半径与城市道路不一致。3、现有空中轨道属于中小运力交通工具，不能满足繁忙市区的交通需求。4、现有轨道梁在承受额定客运荷载时挠度大，高达20mm，乘坐时有颠簸感，轨道梁难以承受货运物流等重载运输。5、高压电缆的运行寿命受振动影响很大，轨道梁的挠度过大，降低在轨道梁上架设高压电缆的使用寿命。6、安装在箱梁内部的配电设备、高低压电缆、通信光缆不方便维护修理。7、在大风天气和过弯道时，轨道车会大幅度晃动，稳定性差。8、轨道上缺乏人员转移救援平台。
6.

技术实现要素：

7.本发明的目的是为解决上述技术问题而提供一种高效联合轨道梁，联合集中利用城市道路上空的稀缺资源，实现人流、物流、能量流和信息流在轨道梁上最低边际成本的功能扩展。
8.为了实现上述目的，本发明公开了一种高效联合轨道梁，架设在两立柱之间，包括从上往下依次并排的上弦杆、中弦杆和下弦杆，若干腹杆齿状排列连接所述上弦杆、所述中弦杆和所述下弦杆构成桁架梁，至少一上轨道梁在所述桁架梁的至少一侧由若干上横担连接所述上弦杆，所述上轨道梁用于悬挂上轨道车，所述中弦杆与所述上轨道车底部处于同水平面，至少一下轨道梁在所述桁架梁的至少一侧由若干下横担连接所述中弦杆的底面，所述下轨道梁用于悬挂下轨道车，所述下弦杆与所述下轨道车的底部处于同水平面，所述
桁架梁两端分别与两立柱连接。
9.与现有技术相比，本发明的高效联合轨道梁，上轨道梁经若干横担连接在上弦杆，下轨道梁经若干横担连接在中弦杆，还设置了与下轨道车的底部处于同水平面的下弦杆；中弦杆和下弦杆可以分别用作上轨道车和下轨道车的救援维护平台，在轨道车故障时乘客安全转移到对侧车道，在维护检修时，运检人员可以安全方便地作业；中弦杆和下弦杆可以分别用作上轨道车和下轨道车的防摆动轨道，提供防摆动功能，满足轨道车在大风天气和过弯道时稳定行驶；中弦杆和下弦杆可以承托安装于其上方空间的设备箱，设备箱内可以装设配电设备和大容量储能电池，设备箱的侧面是敞开空间，方便安装和修理维护；下弦杆与下轨道车的底部处于同水平面，可作为下轨道车可视化的路权空间限高标识，限制下方地面道路的超高车辆入侵下轨道车行驶空间，避免相撞事故发生；齿状排列的若干腹杆连接所述上弦杆、所述中弦杆和所述下弦杆构成一桁架梁，所述桁架梁的高度达到两层轨道车的高度，大幅提升轨道梁的高长比，从而大幅度减少钢材的用量的情况下，实现大幅度降低轨道梁的挠度，大幅度提高轨道梁的承载重量，满足轨道车组列行驶和货运物流运输的需求，可以实现一条联合轨道梁上集成多达八条轨道，其中四条轨道可以用于主车道快速行驶，四条轨道用于辅道给轨道车加速或减速，可以实现主车道的车辆在通过道岔时保持高速行驶，极大地提高行车速度和运力；在交通高峰期，四条主车道全部用于行车，在交通低谷期，两条主车道用于行车，两条主车道用于泊车，就地解决停车难题；由于轨道车客运具有高峰期和低谷期，充分利用低谷期开展货运，可以适应散货自动快运的需求；由于实现大幅度降低轨道梁的挠度，就可以大幅度降低轨道梁在行车过程中的振动幅度，大幅改善高压电缆在联合轨道梁上架设的运行环境，延长高压电缆的使用寿命；在上弦杆两侧与上轨道梁之间的空间可用于安装高压电缆用于轨道车供电，解决轨道车供电接入难题，节省在地面开挖电缆沟的费用；上弦杆、上轨道梁和若干横担共同构成的平面框架可用于安装光伏板，光伏板可给轨道车供电，在轨道梁上方的光伏板可以给车厢遮挡阳光，降低车厢在烈日下的空凋耗电量；在上弦杆两侧与上轨道梁之间的空间安装高压电缆，有利散热，可以提高载流量，同时也方便维护修理；由于若干横担缩短了上轨道梁和下轨道梁的受力支点间的距离长度，大幅提升轨道梁的抗弯能力，可以使上轨道梁和下轨道梁自身高度大幅降低，这就缩减了轨道梁对空间高度的要求，便于穿越现有高架路、隧道等，大幅减少拆迁工作量，缩短建设工期。
10.较佳地，所述上轨道梁分岔为第一上轨道梁和第二上轨道梁，所述下轨道梁分岔为第一下轨道梁和第二下轨道梁，第二上轨道梁和第二下轨道梁可以用于车辆道岔分离或并道时减速或加速的辅导，保证主车道保持高速通过道岔，提升行驶速度和运力。
11.较佳地，所述桁架梁为直线段，两端分别与两所述立柱连接，所述上轨道梁和所述下轨道梁为直线段或弧线段，与前档或后档首尾平顺过渡相连。
12.较佳地，所述腹杆是一矩形管，在沿所述桁架梁宽度方向与所述立柱宽度一致。
13.较佳地，所述中弦杆和下弦杆侧面分别设有槽型轨道，分别用于所述上轨道车和所述下轨道车的防摆轮嵌套行驶以防止摆动。
14.较佳地，所述中弦杆和所述下弦杆靠近所述立柱的上方空间设配电设备，与所述立柱顶端装设的配电变压器电性连接。
15.较佳地，所述上弦杆侧下方装设若干用于敷设高压电力电缆的电缆支架，所述下
横担下方装设若干用于敷设低压电力电缆和通信线的线缆夹。
16.较佳地，所述上轨道梁和所述下轨道梁内设沿其长度方向延伸的接触线，所述接触线与所述配电设备的一电极电性连接，所述桁架梁整体电性连接成导体并与所述配电设备的另一电极电性连接，用于给所述上轨道车和所述下轨道车供电。
17.较佳地，所述桁架梁或所述上横担的顶部装设光伏支架板，所述光伏支架板用于安装光伏板。
18.较佳地，所述中弦杆和所述下弦杆宽度范围内的上方空间装设电池箱，所述电池箱用于装设电池储能装置。
19.附图说明
20.图1为本发明高效联合轨道梁的其中一实施例的立体结构示意图。
21.图2为图1的左视图。
22.图3为本发明实施例中另一实施例立体结构示意图。
23.图4为图3的左视图。
24.图5为本发明上轨道梁端部示意图。
25.图6为本发明实施例中弯曲轨道梁立体结构示意图。
26.图7为本发明实施例中弯曲轨道梁俯视图。
具体实施方式
27.为详细说明本发明的技术内容、结构特征、实现原理及所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
28.如图1至图2所示，本发明公开了一种高效联合轨道梁，架设在两立柱1之间，包括从上往下依次并排的上弦杆2、中弦杆3和下弦杆4，齿状排列的若干腹杆5连接上弦杆2、中弦杆3和下弦杆4构成桁架梁6，腹杆5是一矩形管，在沿桁架梁6宽度方向与立柱1宽度一致，使得桁架梁6获得最优的抗弯抗扭能力，整体简洁，加工和安装容易，节省钢材用量，两上轨道梁7分别在桁架梁的两侧由若干上横担8连接上弦杆2，上轨道梁7用于悬挂上轨道车9，中弦杆3与上轨道车9底部处于同水平面，两下轨道梁10在桁架梁6的两侧由若干下横担11连接中弦杆3的底面，下轨道梁10用于悬挂下轨道车12，下弦杆4与下轨道车12的底部处于同水平面，上弦杆2、中弦杆3和下弦杆4两端分别与立柱1连接。
29.如图3至图4所示，本发明公开了另一实施例，一种高效联合轨道梁的上轨道梁7和下轨道梁10分叉后连接的八车道轨道梁，主要应用在立交与站台路段。在两立柱1之间，包括从上往下依次并排的上弦杆2、中弦杆3和下弦杆4，齿状排列的若干腹杆5连接上弦杆2、中弦杆3和下弦杆4构成桁架梁6，上轨道梁7’和上轨道梁7”分别在桁架梁的两侧由若干上横担8连接上弦杆2，下轨道梁10’和下轨道梁10”在桁架梁6的两侧由若干下横担11连接中弦杆3的底面，上弦杆2、中弦杆3和下弦杆4两端分别与立柱1连接。一条联合轨道梁上集成多达八条轨道，其中四条轨道可以用于主车道快速行驶，四条轨道用于辅道给轨道车加速或减速，可以实现主车道的车辆在通过道岔时保持高速行驶，极大地提高行车速度和运力；在交通高峰期，四条主车道全部用于行车，在交通低谷期，两条主车道用于行车，两条主车
道用于泊车，就地解决停车难题。
30.如图6至图7所示，从上往下依次并排的上弦杆2、中弦杆3和下弦杆4，齿状排列的若干腹杆5连接上弦杆2、中弦杆3和下弦杆4构成桁架梁6，桁架梁6为直线段，两端分别与两立柱1连接，具有良好的受力形变体系，作为主要承载的桁架梁6的各杆件只需承受拉力和压力，不需承受抗弯力，稳定性好；上轨道梁7和下轨道梁10为弧线段与前档或后档首尾平顺过渡相连，保证车辆在弯道上平稳行驶，提高车辆过弯速度，提升运力。立柱1可以在弯曲的道路中间沿道路车道走向架设，避免影响地面车道的使用，降低建设拆迁成本。在弯道上，立柱1也不需加大架设密度，降低成本，改善视觉景观效果。
31.本实施例中，上轨道梁7为钢制箱形梁，上轨道车可悬挂于上轨道梁7底壁上的槽口24处，上轨道车9的驱动轮机构位于上轨道梁7内部并可沿上轨道梁7行走，来自于上轨道车9的重力直接作用在上轨道梁7上。在上述实施例中，由于桁架梁6的特殊桁架结构，其上弦2具有抗压作用，下弦4具有抗拉作用，当轨道梁6受到竖直向下的重力拉扯时，桁架梁6的上弦2具有向中间挤压的趋势，桁架梁6的下弦4具有向两侧拉扯的趋势，在这两趋势的互相作用下，桁架梁6整体具有比较高的抗形变能力，而由于上轨道梁7通过若干上横担8与上弦2连接，使得上轨道梁7与桁架梁6成为一个整体，将上轨道梁7与桁架梁6联合在一起，来自于上轨道车9的重力负荷会通过上横担8传递到桁架梁6上，这就从整体上提高了上轨道梁7的抗形变能力和运载能力，即在同样运载负荷的要求下可大幅降低上轨道梁7自身的高度，此处上轨道梁7自身的高度指的是上轨道梁7的顶面与底面之间的高度，正常情况下，上轨道梁7的高度越大在竖直平面内的抗折弯能力越强。在本实施例中，横担8相隔约3米，上轨道梁7和下轨道梁10具有较短的支撑点距离，上轨道梁7和下轨道梁10的高度和宽度都仅需0.25m。相比现有技术的轨道梁，支撑点距离长达20米以上，轨道梁的高度达1米，不但增加了轨道梁与轨道车的整体高度，也增加了钢材耗用，降低了轨道梁的抗弯能力。对于下轨道梁10的原理同上轨道梁7。
32.中弦杆3和下弦杆4侧面分别设有槽型轨道20，分别用于上轨道车9和下轨道车12的防摆轮22嵌套行驶以防止摆动。在图1中，对于直线轨道，槽型轨道20与中弦杆3或下弦杆4可以拼接为一体；在图6中，对于转弯轨道，槽型轨道20与上轨道梁7和下轨道梁10具有相同的弧形弯度，槽型轨道20与中弦杆3或下弦杆4通过连杆固定。
33.立柱1顶端设有配电变压器13，变压器13的底部固定在两侧靠近立柱1的上横担8上；中弦杆3和下弦杆4靠近立柱1的上方空间设配电设备14。配电变压器13优选干式变压器。配电设备14包括开关、电容器、整流器等设备。本发明的高效联合轨道提供了配电变压器13和配电设备14的安装空间，避免在地面另外征地建设箱式变压器或变电站，节省投资，缩短低压线路的供电半径，降低线损。上弦杆2侧下方装设若干用于敷设高压电力电缆的电缆支架15，下横担11下方装设若干用于敷设低压电力电缆的线缆夹18和敷设通信线的线缆夹19。根据高压电缆相关标准，电缆支架15的间距为0.6米。不需另外开挖电缆沟，不需架设铁塔线路，借助上弦杆2提供的低挠度弯曲的结构支撑，实现电缆敷设的极低边际成本。由于采用高压线供电，电压优选为与所在城市的配网供电电压一致（一般是10千伏），电能输送容量大，容易解决轨道交通大量用电的电源接入问题。在通信领域进入5g等高速物联网时代，基站数量需求大幅增加，基站能耗增加，利用立柱1上方安装信号基站（未图示），利用线缆夹18敷设光纤通信线，利用配电设备14提供电源，可以大幅降低建设成本和运营成本。
34.如图1和图5所示，上轨道梁7和下轨道梁10内设沿其长度方向延伸的接触线23，接触线23与配电设备14的一电极电性连接，桁架梁6整体电性连接成导体并与配电设备14的另一电极电性连接，用于给上轨道车9和下轨道车12供电。本实施例中，上轨道梁7为钢制箱形梁，上轨道车9可悬挂于上轨道梁7的底壁上的槽口24处，上轨道车9的驱动轮机构位于轨道梁7内部并可沿上轨道梁7行走，来自于上轨道车9的重力直接作用在上轨道梁7上。桁架梁6整体电性连接成导体，总截面可达0.05平方米，电阻极小，极大降低低压供电的损耗。接触线23安装在上轨道梁7和下轨道梁10内，安全可靠。由于接触线23连接配电设备14的低压直流电源，轨道车不需变压不需配置变压器，减轻了车体重量，节省车厢空间。
35.桁架梁6顶部装设光伏支架板18，光伏支架板18用于安装光伏板。中弦杆3宽度范围内的上方空间装设电池箱21，电池箱21用于装设电池储能装置。由于本发明的高效联合轨道梁顶部的构架极大的降低了光伏发电的安装成本和缩短了供电距离，提供了电池储能调峰。在阳光充沛的时候，光伏发电可以满足中小运力的车辆用电需求，即使在阴天和电网停电的情况下，电池箱21内的电池也可以提供轨道车电力。
36.以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。