Транспортные системы второго уровня

По разным причинам (перегруженность транспортных магистралей городов, спрос на предоставление транспортной услуги в условиях застроенной или пересеченной местности, проблемы отчуждения земли и пр.) наземные транспортные коммуникации (в основном пути, приспособленные под колесный движитель) все чаще приходится прокладывать под землей или над поверхностью земли на опорах (транспортные системы «второго уровня»). Проекты прокладки подземных путей, как правило, являются более дорогостоящими в сравнении с проектами прокладки путей на опорах. Во втором случае путевая структура транспортной коммуникации (системы) может быть выполнена в виде балочной эстакады или эстакады, построенной с использованием натянутых высокими усилиями канатов (вантов).

В транспортных системах «второго уровня» наибольшее распространение на настоящее время получили балочные эстакады (см. рис. 1 и 2), не смотря чрезмерную их материалоемкость.

 

Рис. 1. Путевая структура железной дороги с балочной эстакадой

Рис. 2. Путевая структура с балочной эстакадой подвесной дороги

Основной целью создания путевых структур, использующих натянутые высокими усилиями канаты (ванты), является снижение массы пролетного строения, что в свою очередь дает возможность значительного увеличения длины пролетов. При этом материалоемкость опор также будет ниже в отличие от опор балочного пролета, верхняя часть которых не закрепляется к балке.

 

 

Ниша транспортных систем «второго уровня», путевая структура которых построена с использованием натянутых высокими усилиями канатов (вантов), в большинстве представлена ныне канатными дорогами (см. рис.3, 4).

 

 

Рис. 3. Пассажирская канатная дорога

 

Наряду с бесспорными преимуществами, присущими транспортным системам «второго уровня», канатные дороги имеют ряд существенных недостатков: низкая пропускная способность, относительно короткое эффективное плечо транспортировки, сложность реализации более двух остановок (при пассажирских перевозках), чувствительность к боковому ветру. Основная часть указанных недостатков вытекает из принципиального устройства канатной дороги – для перемещения подвижного состава (вагонетки, кабинки) служит тяговый канат.

 

Рис. 4. Грузовая канатная дорога

 

Транспортных систем «второго уровня», путевая структура которых построена с использованием натянутых высокими усилиями канатов (вантов), и, где подвижной состав может перемещаться независимо друг от друга, в мире было построено совсем не много, а точнее - три. Две транспортная системы (фирмы Neyrpic и ÖPNV-Aerobus) были построены и эксплуатировались некоторое время в коммерческих целях, а грузовая транспортная система UPRAIL была построена только как опытная.

Рис. 5. Грузовая транспортная система фирмы Neyrpi

 

Транспортная система фирмы Neyrpic (Франция) использовалась для перевозки сыпучих грузов при строительстве дамбы Grevelingen в Нидерландах с 1963 г. по 1965 г. (см. рис. 5, 6). Основные технические характеристики транспортной системы фирма Neyrpic:

масса снаряженная вагона, т 10
масса груза (камни, песок), т 10
максимальная скорость вагона, км/ч 30
мощность силовой установки вагона, л.с. 220
тип привода на колеса гидропривод
колесная формула вагона 16 х 16
футеровка колес вагона имеется
производительность, т/ч до 550
общее количество вагонов, шт. 15
длина пролетов, м до 630
количество путей 2
высота пролегания дороги, м                   10–42
диаметр несущего каната, мм 105
уклоны трассы, % до 15%

 

После окончания работ возведения дамбы Grevelingen транспортная система была демонтирована.

 

Рис. 6. Самодвижущийся грузовой вагон транспортной система фирмы Neyrpic

 

Строительство транспортной системы ÖPNV-Aerobus (см. рис. 7 и 8) было приурочено к выставке «Немецкая федеральной садовая выставка 1975», которая проводилась с 18 апреля по 19 октября 1975 г. в Мангейме (Германия).

 

Рис. 7. Двухпутная путевая структура транспортной системы ÖPNV-Aerobus (зона анкерных опор)

 

Разработал транспортную систему швейцарский инженер Герхард Мюллер(1915 – 1985).

Рис. 8. Двухпутная путевая структура транспортной системы ÖPNV-Aerobus (зона промежуточных опор)

 

Основные технические характеристики транспортной системы ÖPNV-Aerobus:

масса снаряженная вагона, т 11
пассажировместимость, чел. 100
эксплуатационная скорость вагона, км/ч               35
тип привода на колеса электропривод
колесная формула вагона 9 х 9
производительность, пасс./год 5 млн.
общее количество вагонов, шт. 8
протяженность трассы, км 3.1 km
длина пролетов, м 160-320
высота пролегания дороги, м 4,2 - 22
количество путей 2
ширина колеи, м 0.85
уклоны трассы, % до 14

 

В 1976 г. разрешение на эксплуатацию транспортной системы ÖPNV-Aerobus закончилось.

В 1983 г. швейцарская фирма Vevey Engineering Works Ltd. приобрела все права и патенты ÖPNV-Aerobus, однако она была вынуждена их перепродать в США (где была открыта фирма Aerobus International Inc. в Техасе). В Мангейме транспортная система Aerobus была демонтирована летом 1987 г. и превращена в лом.

В 2007 г. американская фирма Aerobus International Inc. сообщила о намерении построить дорогу длиной 4,36 км из центрального делового района китайского города Вайхей по открытому морю к туристскому острову Лиугонг. На настоящее время дорога еще не построена.

В отличие от транспортной системы фирмы Neyrpic путь системы ÖPNV-Aerobus мог быть практически горизонтальным благодаря наличию у нее выгиба вверх на величину прогиба под нагрузкой движущегося вагона, что позволяло развивать относительно высокие скорости. Однако при коммерческой эксплуатации транспортной системы ÖPNV-Aerobus официальные власти города ограничивали максимальную скорость движения величиной 35 км/ч. Эксперты сочли недостатком системы ÖPNV-Aerobus проявление «эффекта стиральной доски» при качении колес вагона по канату. Учитывая это, специалисты фирмы Aerobus International Inc. дополнили путевую структуру рельсами из сплавов на основе алюминия, что позволило увеличить скорость движения вагонов до 80 км/ч.

Опытный участок грузовой транспортной системы UPRAIL был построен в 2001 г. в городе Озёры Московской области (см. рис. 9 и 10). Проект полигона и технологию его возведения разработал кандидат технических наук Игорь Дубатовка.

 

 

Рис. 9. Имитатор подвижного состава опытного участка грузовой транспортной системы UPRAIL

 

В качестве имитатора подвижного состава использовался переоборудованный грузовой автомобиль ЗИЛ-131.

Основные технические характеристики опытного участка грузового UPRAIL:

масса снаряженная имитатора, т                    до 10
эксплуатационная скорость имитатора, км/ч                    до 60
мощность силовой установки имитатора, л.с. 150
тип привода на колеса механический
колесная формула имитатора 6 х 4
футеровка колес имитатора отсутствует
протяженность трассы, м 150
длина пролетов, м от12 до 48 m
высота пролегания дороги, м до 15
количество путей 1
ширина колеи, м 2
диаметр несущих рельс, м 102
уклон трассы, % 10

 

Путевая структура UPRAIL в отличие от путевой структуры ÖPNV-Aerobus выгодно отличается значительно большей жесткостью. Так, например, относительная жесткость пролётного строения длиной 48 м была близка к значению 1/1500(для сравнения: значения относительной жесткости мостов и путепроводов обычно находятся в пределах 1/500 – 1/1000). Расчеты показывают, что на такой путевой структуре (пролет длиной 48 м с жесткостью 1/1500) имитатор мог бы развивать скорость движения до 180 км/ч без ущерба для плавности хода, если бы позволяли длина дороги и мощность силовой установки.

 

Рис. 10. Путевая структура опытного участка грузовой транспортной системы UPRAIL

 

На полигоне были проведены следующие испытательные работы и исследования:

  • изготовление преднапряженного рельса в различных вариантах (витые канаты диаметром 27 мм из проволоки диаметром 3 мм и диаметром 15,2 мм из проволоки диаметром 5 мм);
  • анкеровка преднапряженных канатов;
  • релаксация предварительно напряженных кнатов;
  • свайные, буро-инъекционные и плитные фундаменты промежуточных и анкерных опор;
  • опробование специального высокопрочного бетона для заполнения трубы-рельса;
  • испытание 2-х ребордного стального колеса, задемпфированного резиновой прослойкой между ободом и ступицей;
  • испытание сцепления колеса с рельсом (минимальный коэффициент трения в паре «колесо – рельс» во время дождя и оледенения 0,15—0,2);
  • прохождение на подъём в зимнее время при толщине, искусственно намороженного льда до 50 мм, максимально гружённого ЗИЛ-131;
  • правильность статических и динамических расчётов прочности, жёсткости, устойчивости и долговечности, опор, путевой структуры и струн под воздействием нагрузок от подвижного состава, сезонного изменения температур, ветра, оледенения и др.

Строительство и испытания опытного участка UPRAIL позволили отработать технологию строительства путевой структуры «второго уровня» с использованием натянутых высокими усилиями канатов (вантов) с жесткостью не ниже мостов (путепроводов), проверить основные технические решения и безопасность UPRAIL. Испытания показали также, что для повышения износостойкости труб, используемых в качестве рельс, целесообразно их снабдить головкой изготовленной из рельсовых сталей.

 

До 2009 года на опытном участке UPRAIL был поставлен ещё один – важный эксперимент. Вся металлоконструкция рельсопутевой структуры проверялась на износостойкость и выживание в условиях средней полосы России. Этому способствовали: 106°С годовой перепад температур «зима - лето» в этом природно-климатическом поясе, такие природные явления как «ледяной дождь», неожиданные похолодания и оттепели с изменением температурного режима на 30°С в течении нескольких часов и пр. В комплексе, данный эксперимент показал универсальную живучесть и работоспособность рельсо-путевой структуры опытного участка UPRAIL в долгосрочной перспективе. Выполнив и отработав на опытном участке весь объём запланированных испытаний, и с предстоящей передислокацией бизнеса в Австралию, осенью 2009 разработчиками UPRAIL года было принято решение о демонтаже полигона в г. Озёра. Тем самым была отработана ещё одна технология – технология демонтажа преднапряжённой конструкции.

 

Все проведённые исследования и их результаты, накопленный уникальный опыт и полученные данные в ходе экспериментов на опытном участке грузового UPRAIL в г. Озёры легли в основу проектирования и разработки систем UPRAIL нового поколения.


Новости

ADGEX LIMITED НАГРАЖДЕН МЕЖДУНАРОДНОЙ ПРЕМИЕЙ «ЗОЛОТАЯ КОЛЕСНИЦА»

ADGEX LIMITED СТАЛ ЛАУРЕАТОМ МЕЖДУНАРОДНОЙ ПРЕМИИ «ЗОЛОТАЯ КОЛЕСНИЦА» В НОМИНАЦИИ «ЗА ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ»

 
Международная презентация установки greenBLAZE

Международная презентация установки greenBLAZE по переработке любых отходов и углеродсодержащих материалов в г. Томск 20 февраля 2017 года

 
Пресс-релиз greenBLAZE
Пресс-релиз greenBLAZE в официальных источниках 
 
МЕЖДУНАРОДНАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УСТАНОВКИ greenBLAZE

ПРОВЕДЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЬНОГО ЗАПУСКА УСТАНОВКИ greenBLAZE ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ЛЮБЫХ ОТХОДОВ В ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

 
НАЧАЛО ИСПЫТАНИЙ ТЕХНОЛОГИИ GPA

ADGEX ENERGY ПРИСТУПАЕТ К ИСПЫТАНИЯМ ТЕХНОЛОГИИ GPA И ДЕЛАЕТ РЯД НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ 

 
ЗАПУСК НАПРАВЛЕНИЯ ADGEX ADEC

ADGEX LIMITED ЗАПУСКАЕТ НОВОЕ СТРУКТУРНОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ “ADEC”

 
УНИКАЛЬНЫЙ МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ПО РЕЗКЕ ТРУБ “innerCUT”

ADGEX BLAZE ЗАПУСТИЛ ПРОДАЖИ ИННОВАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ БЫСТРОЙ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ РЕЗКИ ТРУБ “innerCUT”

 
НАЧАЛО ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ FLATDRIVE

ADGEX DRIVE УСПЕШНО ИЗГОТОВИЛ И ИСПЫТАЛ ПЕРВЫЕ 10 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ FLATDRIVE

 
ADGEX BLAZE ПРОИЗВЕЛ И УСПЕШНО ИСПЫТАЛ ПРОМЫШЛЕННУЮ УСТАНОВКУ greenBLAZE-120

«20» ОКТЯБРЯ 2016 ГОДА ADGEX BLAZE УСПЕШНО ЗАКОНЧИЛ ПРОГРАММУ ТЕСТОВЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ greenBLAZE-120.

 
РЕБРЕНДИНГ И НОВЫЙ ИМИДЖ КОМПАНИИ

ADGEX ЗАПУСКАЕТ ПРОЦЕСС ПОЛНОГО КОРПОРАТИВНОГО РЕБРЕНДИНГА В ПРЕДДВЕРИИ ВЫВОДА НА РЫНОК ПЕРВЫХ ДВУХ КОММЕРЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ.