транспортная система юницкого (варианты) и способ построения транспортной системы

Формула изобретения

1. Транспортная система, содержащая закрепленные на основании на разных уровнях в пролетах между смежными опорами и жестко связанные между собой нити путевой структуры - по меньшей мере одну основную нить в виде предварительно напряженного силового органа, заключенного в корпус с сопряженной поверхностью качения для транспортных средств, а также по меньшей мере одну вспомогательную нить в виде предварительно напряженного силового органа, отличающаяся тем, что с вспомогательной нитью основная нить связана системой поддерживающих элементов различной высоты, выполненных в виде подвесок или/и стоек, рассредоточенных по всему пролету с интервалом между ними, удовлетворяющим соотношению

где l₁ - интервал между поддерживающими элементами в пролете между опорами, м;

l₂ - размер базы транспортного средства, передающей нагрузку на основную нить, м,

при этом вспомогательная нить между смежными опорами закреплена с прогибом вниз, максимальная величина которого удовлетворяет соотношению

где f - величина максимального прогиба вспомогательной нити, м;

L - расстояние между смежными опорами, м.

2. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что сопряженная с корпусом поверхность качения основной нити расположена между смежными опорами с возрастающим к середине пролета превышением над прямой линией, проведенной через точки этой поверхности, находящиеся над смежными опорами.

3. Транспортная система по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в каждом интервале между двумя соседними поддерживающими элементами сопряженная с корпусом основной нити поверхность качения расположена с возрастающим к середине интервала превышением над прямой линией, проходящей через точки этой поверхности в местах сочленения основной нити с соседними поддерживающими элементами.

4. Транспортная система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что сопряженная с корпусом основной нити поверхность качения расположена на подкладках переменной толщины, установленных в корпусе нити или вне его между поверхностью качения и силовым органом, в интервалах между соседними поддерживающими элементами или/и в пролете между смежными опорами.

5. Транспортная система по п.4, отличающаяся тем, что корпус основной нити выполнен за одно целое с подкладками переменной толщины.

6. Транспортная система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что сопряженная с корпусом основной нити поверхность качения образована головкой рельса железнодорожного типа, подошва которого соединена с корпусом нити.

7. Транспортная система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что сопряженные с корпусами основных нитей одноуровневой колеи поверхности качения объединены в общую поверхность, которая образована опирающимся на одноуровневые основные нити пакетом поперечных балок, уложенных с зазорами между ними и жестко соединенных между собой в точках, рассредоточенных по зазорам пакета в шахматном порядке.

8. Транспортная система, содержащая закрепленные на основании на разных уровнях в пролетах между смежными опорами и жестко связанные между собой нити путевой структуры - по меньшей мере одну основную нить в виде предварительно напряженного силового органа, заключенного в корпус с сопряженной поверхностью качения для транспортных средств, а также по меньшей мере одну вспомогательную нить в виде предварительно напряженного силового органа, отличающаяся тем, что в ней имеются пролеты, в которых вспомогательные нити оснащены системой рассредоточенных по их длине натяжных элементов, при этом с вспомогательной нитью основная нить связана системой поддерживающих элементов, постепенно изменяющейся к середине пролета высоты, выполненных в виде подвесок или/и стоек, причем верхние концы натяжных элементов связаны с поддерживающими элементами в точках их сочленения с вспомогательной нитью, а нижние в натянутом состоянии закреплены на основании или/и на опорах пролета.

9. Транспортная система по п.8, отличающаяся тем, что натяжные элементы ориентированы по вертикали и на основании закреплены посредством анкеров.

10. Транспортная система по п.8, отличающаяся тем, что натяжные элементы ориентированы наклонно и на основании или/и на ближайших опорах пролета закреплены в одной или в нескольких точках.

11. Транспортная система по любому из пп.8-10, отличающаяся тем, что сопряженная с корпусом поверхность качения основной нити расположена между смежными опорами с возрастающим к середине пролета превышением над прямой линией, проведенной через точки этой поверхности, находящиеся над смежными опорами.

12. Транспортная система по любому из пп.8-11, отличающаяся тем, что в каждом интервале между двумя соседними поддерживающими элементами сопряженная с корпусом основной нити поверхность качения расположена с возрастающим к середине интервала превышением над прямой линией, проходящей через точки этой поверхности в местах сочленения основной нити с соседними поддерживающими элементами.

13. Транспортная система по п.8, отличающаяся тем, что сопряженная с корпусом основной нити поверхность качения расположена на подкладках переменной толщины, установленных в корпусе нити или вне его между поверхностью качения и силовым органом, в интервалах между соседними поддерживающими элементами или/и в пролете между смежными опорами.

14. Транспортная система по п.13, отличающаяся тем, что корпус основной нити выполнен за одно целое с подкладками переменной толщины.

15. Транспортная система по любому из пп.8-14, отличающаяся тем, что сопряженная с корпусом основной нити поверхность качения образована головкой рельса железнодорожного типа, подошва которого соединена с корпусом нити.

16. Транспортная система по любому из пп.8-14, отличающаяся тем, что сопряженные с корпусами основных нитей одноуровневой колеи поверхности качения объединены в общую поверхность, которая образована опирающимся на одноуровневые основные нити пакетом поперечных балок, уложенных с зазорами между ними и жестко соединенных между собой в точках, рассредоточенных по зазорам пакета в шахматном порядке.

17. Способ построения транспортной системы, включающий установку на основании анкерных и промежуточных опор, натяжение и закрепление на разных уровнях на анкерных опорах силовых органов рельсовой путевой структуры - по меньшей мере одной основной и одной вспомогательной нитей, фиксацию основной и вспомогательной нитей на соответствующих уровнях промежуточных опор, а также фиксацию взаимного расположения основной и вспомогательной нитей в пролете между смежными опорами, отличающийся тем, что предварительно на анкерных опорах натягивают и на промежуточных опорах фиксируют силовой орган вспомогательной нити, а фиксацию взаимного расположения основной и вспомогательной нитей производят по всему пролету поддерживающими элементами переменной высоты, соответствующей проектному расстоянию между нитями в каждой точке пролета, увеличивающемуся к середине пролета, причем силовой орган вспомогательной нити предварительно натягивают на анкерные опоры с усилием, которое выбирают согласно соотношению

2,5Q Т₂ 60Q,

где Т₂ - усилие натяжения силового органа вспомогательной нити, кгс;

Q - вертикальная нагрузка на опору, создаваемая вспомогательной нитью, кгс.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что поддерживающие элементы переменной высоты предварительно закрепляют на вспомогательной нити, а фиксацию взаимного расположения нитей производят после натяжения основной нити путем жесткого соединения свободных концов поддерживающих элементов с основной нитью.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что фиксацию взаимного расположения нитей производят после натяжения обеих нитей путем жесткого соединения их между собой системой рассредоточенных в пролете поддерживающих элементов.

20. Способ по любому из пп.17-19, отличающийся тем, что вспомогательную нить перед фиксацией взаимного расположения основной и вспомогательной нитей дополнительно напрягают посредством системы рассредоточенных по ее длине в пролете между смежными опорами натяжных элементов путем оттягивания нити вниз к основанию и закрепляют в напряженном состоянии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспорта, в частности к транспортным системам с путевой структурой, родственной путям подвесного и эстакадного типа. Оно может быть использовано при создании скоростных дорог струнного типа, для больших городов и междугородных сообщений, в том числе в условиях сильно пересеченной местности, гор, пустынь, а также при построении межцеховых транспортных структур рассредоточенных производственных предприятий и их объединений - структур, как многорельсовых, так и типа "монорельс".

Известна транспортная система с путевой структурой, образованной парой расположенных на одном уровне рельсов, каждый из которых выполнен в виде соединенных между собой вертикальной плитой (шейкой) труб - гантелевидного профиля, напоминающего стандартный железнодорожный рельс с двумя оппозитно расположенными головками (патент США 5738016, кл. Е 01 В 25/10, 1998). Каждая пара труб, образующих рельс гантелевидного профиля, крепится посредством соединяющей их плиты на Т-образных опорах эстакадного типа к торцам перекладин и образует с противолежащей парой одну горизонтальную рельсовую колею для движения несущих и предохранительных (блокирующих) колес транспортного средства.

Известная транспортная система имеет весьма громоздкую металлоемкую конструкцию рельсовой путевой структуры, требующей для обеспечения гладкости (прямолинейности) пути образования малых пролетов между опорами эстакады. Увеличение же пролетов между опорами, несмотря на конструкционную жесткость рельсов такого профиля, ведет (при условии сохранения ровности пути) к чрезмерному увеличению материалоемкости рельсовой путевой структуры и снижению ее удельной несущей способности.

Значительно лучшими характеристиками в этом отношении обладает другая известная транспортная система (Юницкого), содержащая закрепленные на основании на разных уровнях в пролетах между смежными опорами и жестко связанные между собой нити путевой структуры - по меньшей мере, одну основную нить в виде предварительно напряженного силового органа, заключенного в корпус с сопряженной поверхностью качения для транспортных средств, а также, по меньшей мере, одну вспомогательную нить в виде предварительно напряженного силового органа (патент РФ 2080268, кл. В 61 В 5/02, 13/00, 1994) - прототип.

Транспортная система с путевой структурой такого типа (струнной) обеспечивает высокую удельную несущую способность и низкую материалоемкость, благодаря чему позволяет создать необходимую для скоростного движения ровность пути при достаточно больших пролетах между смежными опорами (до 25 м). Однако, в реальных условиях местности при строительстве транспортной магистрали встречаются весьма протяженные участки, например, овраги, поймы рек, которые для их преодоления требуют существенного увеличения пролетов между опорами при сохранении необходимой прямолинейности и жесткости нитей путевой структуры.

Способ построения транспортной системы, реализуемый в известном техническом решении, включает в себя установку на основании анкерных и промежуточных опор, натяжение и закрепление на разных уровнях на анкерных опорах силовых органов ("струн") рельсовой путевой структуры - по меньшей мере, одной основной и одной вспомогательной нитей, а также фиксацию основных и вспомогательных нитей на соответствующих уровнях промежуточных опор, а также фиксацию взаимного расположения основной и вспомогательной нитей в пролете между смежными опорами.

Отсутствие связей между основной и вспомогательной нитями в пролетах между смежными опорами (а следовательно, и отсутствие соответствующих операций при монтаже) препятствует увеличению пролетов между опорами из-за недостаточной несущей способности такой путевой структуры.

В основу изобретения положена задача обеспечения возможности увеличения пролетов между смежными опорами, при сохранении скоростных характеристик транспортной системы, ровности и жесткости путевой структуры.

Решение поставленной задачи в транспортной системе Юницкого, содержащей закрепленные на основании на разных уровнях в пролетах между смежными опорами и жестко связанные между собой нити путевой структуры - по меньшей мере, одну основную нить в виде предварительно напряженного силового органа, заключенного в корпус с сопряженной поверхностью качения для транспортных средств, а также, по меньшей мере, одну вспомогательную нить в виде предварительно напряженного силового органа, достигается тем, что с вспомогательной нитью основная нить связана системой поддерживающих элементов различной высоты, выполненных в виде подвесок или/и стоек, рассредоточенных по всему пролету с интервалом между ними, удовлетворяющим соотношению:



где l₁ - интервал между поддерживающими элементами в пролете между опорами, м;

l₂ - размер базы транспортного средства, передающей нагрузку на основную нить, м,

при этом вспомогательная нить между смежными опорами закреплена с прогибом вниз, максимальная величина которого удовлетворяет соотношению:



где f - величина максимального прогиба вспомогательной нити, м;

L - расстояние между смежными опорами, м.

Таким выполнением транспортной системы обеспечивается возможность увеличения пролетов между смежными опорами до 50 м и более.

Выбор соотношения интервала между поддерживающими элементами и базой транспортного средства обеспечит такое взаимодействие многоколесного транспортного средства с путевой структурой, при котором в каждом указанном интервале при движении транспортного средства напряженно-деформированное состояние основной нити будет как от одного колеса.

При соотношении l₁/l₂ <0,1 расстояния l₁ между смежными поддерживающими элементами становятся настолько малыми в сравнении с l₂ (т.е. в сравнении с габаритами транспортного средства), что это приводит к неоправданному увеличению количества поддерживающих элементов и, соответственно, повышению материалоемкости системы, что нецелесообразно.

При соотношении l₁/l₂ > 2 произойдет перегрузка основной нити в интервале l₁ вторым колесом транспортного средства, поэтому потребуется усиление основной нити, что приведет к увеличению ее материалоемкости.

При соотношении f/L <1/500 относительное значение максимального прогиба вспомогательной нити (в центре пролета) становится настолько малым, что это потребует значительных усилий предварительного натяжения ее силового органа, и, соответственно, приведет к увеличению материалоемкости как путевой структуры, так и опор.

При значениях f/L > 1/20 путевая структура будет иметь повышенную материалоемкость из-за чрезмерного увеличения габаритов по высоте. Решение поставленной задачи обеспечивается также и тем, что сопряженная с корпусом поверхность качения основной нити расположена между смежными опорами с возрастающим к середине пролета превышением над прямой линией, проведенной через точки этой поверхности, расположенные над смежными опорами.

Таким выполнением путевой структуры транспортной системы создается упреждающая компенсация величины деформации основной нити при наезде на нее транспортного средства, т. е. обеспечивается ровность пути при увеличении пролетов между смежными опорами.

Решение задачи обеспечивается также тем, что в каждом интервале между двумя соседними поддерживающими элементами сопряженная с корпусом основной нити поверхность качения расположена с возрастающим к середине интервала упреждающим ее рабочую деформацию превышением над прямой линией, проходящей через точки этой поверхности в местах сочленения основной нити с соседними поддерживающими элементами.

Благодаря этому, создаются условия для скоростного движения транспортных средств в каждом интервале l₁, так как устраняется влияние рабочих деформаций основной нити в этих интервалах на ровность пути. Такой результат может быть обеспечен как за счет использования вспомогательных подкладок соответствующей формы (переменной толщины), устанавливаемых в каждом интервале l₁ или/и на каждом пролете L в корпус основной нити или вне его, между поверхностью качения и силовым органом, так и за счет выполнения самого корпуса за одно целое с такими подкладками, т.е. выполнения корпуса с периодически изменяющейся высотой или толщиной головки. При этом сопряженная с корпусом поверхность качения может быть образована не только самой поверхностью корпуса, но и может принадлежать накладному элементу, например, отдельно выполненной головке или головке рельса железнодорожного типа (или трамвайного).

Выполнением сопряженной с корпусом основной нити поверхности качения в виде головки рельса железнодорожного типа, кроме этого, обеспечивается возможность сопряжения струнной магистрали с участками магистрали, построенной традиционными средствами, а также возможность использования парка транспортных средств традиционных типов (железнодорожных вагонов, рудничных и шахтных вагонеток).

Такого же рода решение задачи обеспечивается и тем, что сопряженные с корпусами основных нитей поверхности качения объединены в общую поверхность, которая образована опирающимся на одноуровневые основные нити пакетом поперечных балок, уложенных с зазорами между ними и жестко связанных между собой в точках, рассредоточенных по зазорам пакета в шахматном порядке.

Согласно второму варианту транспортной системы, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в ней имеются пролеты, в которых вспомогательные нити оснащены системой рассредоточенных по их длине натяжных элементов, при этом с вспомогательной нитью основная нить связана системой поддерживающих элементов постепенно изменяющейся к середине пролета высоты, выполненных в виде подвесок или/и стоек, причем верхние концы натяжных элементов связаны с поддерживающими элементами в точках их сочленения с вспомогательной нитью, а нижние в напряженном состоянии закреплены на основании или/и на ближайших опорах пролета.

Благодаря такому выполнению транспортной системы существенно увеличивается жесткость путевой структуры, увеличивается ее удельная несущая способность, а тем самым и обеспечивается возможность еще большего увеличения пролетов между смежными опорами. В сочетании же с теми признаками, которые охарактеризованы в первом варианте системы, появляется возможность увеличения пролетов до 100 м и более.

В транспортной системе с путевой структурой такого типа натяжные элементы могут иметь как вертикальную ориентацию, так и наклонную, а их оттянутые вниз концы могут закрепляться либо в одной точке, либо в разных точках на основании (посредством анкеров) или/и на опорах.

В способе построения транспортной системы, включающем установку на основании анкерных и промежуточных опор, натяжение и закрепление на разных уровнях на анкерных опорах силовых органов путевой структуры - по меньшей мере, одной основной и одной вспомогательной нитей, фиксацию основной и вспомогательной нитей на соответствующих уровнях промежуточных опор, а также фиксацию взаимного расположения основной и вспомогательной нитей в пролете между смежными опорами, решение поставленной задачи достигается тем, что предварительно на анкерных опорах натягивают и на промежуточных опорах фиксируют силовой орган вспомогательной нити, а фиксацию взаимного расположения основной и вспомогательной нитей производят по всему пролету поддерживающими элементами переменной высоты, соответствующей проектному расстоянию между нитями в каждой точке пролета, увеличивающемуся к середине пролета (и плавно уменьшающемуся над опорами), причем силовой орган вспомогательной нити предварительно натягивают на анкерные опоры с усилием, которое выбирают согласно соотношению:

2,5QТ₂60Q,

где Т₂ - усилие натяжения силового органа вспомогательной нити, кгс;

Q - вертикальная нагрузка на опору, создаваемая вспомогательной нитью, кгс.

Такой последовательностью операций обеспечивается технологичность и удобство монтажа, так как становится возможным использование вспомогательной нити в качестве подвесной направляющей для перемещения вспомогательных монтажных средств, например, люлек, клетей в пролетах между смежными опорами.

При соотношении Т₂ <2,5Q силовой орган вспомогательной нити будет слабо натянут, что приведет к увеличению провеса нити и, соответственно, увеличению габаритов путевой структуры по высоте, а также - увеличению материалоемкости поддерживающих элементов, расположенных между горизонтальной основной нитью и провисшей вспомогательной нитью.

При значениях Т₂ > 60Q усилие натяжения силового органа вспомогательной нити будет чрезмерно высоким, что потребует увеличения их сечения, а следовательно, и материалоемкости как путевой структуры, так и опор.

Решение задачи обеспечивается как при предварительном закреплении поддерживающих элементов на вспомогательной нити, так и при их закреплении на нитях после предварительного натяжения каждой из них.

Решение поставленной задачи достигается также тем, что вспомогательную нить перед фиксацией взаимного расположения основной и вспомогательной нитей дополнительно напрягают посредством системы рассредоточенных по ее длине в пролете между опорами натяжных элементов, путем оттягивания ее вниз, и фиксируют в напряженном состоянии.

Тем самым обеспечивается уменьшение деформируемости путевой структуры, а следовательно, и возможность перекрытия больших пролетов между смежными опорами без ущерба для ровности (прямолинейности) пути.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где представлены:

фиг. 1a - схема участка транспортной системы, с иллюстрацией различных (возможных) вариантов расположения вспомогательной нити относительно основной;

фиг. 1б - та же схема (второй вариант системы) с натяжными элементами, ориентированными по вертикали;

фиг. 1в - та же схема с натяжными элементами, ориентированными под углом к вертикали;

фиг.2а, 2б, 2в - возможные варианты схемы с натяжными элементами, ориентированными под углом к вертикали;

фиг. 3а, 3б, 3в, 3г, 3д - возможные виды конструктивного выполнения основной нити;

фиг. 4а, б - возможные варианты выполнения основной нити с подкладками переменной толщины (высоты);

фиг.5а, 5б, 5в - варианты выполнения общей (для одноуровневых нитей) поверхности качения в виде пакета поперечных балок (три проекции).

Предлагаемая транспортная система (фиг.1а, фиг.1б, фиг.1в) содержит закрепленные на основании 1 между анкерными опорами 2 и промежуточными опорами 3, по меньшей мере, одну основную нить 4 путевой структуры и, по меньшей мере, одну вспомогательную нить 5, размещенные на разных уровнях и жестко связанные между собой в предварительно натянутом состоянии посредством системы поддерживающих элементов в виде подвесок 6 или/и стоек 6", рассредоточенных вдоль нитей, с интервалом l₁ между собой, зависящим от размера базы l₂ транспортного средства: 0,1l₁/l₂2. При этом вспомогательная нить 5 в пролетах между смежными опорами 2 и 3 (а также 3 и 3) закреплена с прогибом вниз, который в отношении основной нити 4, сохраняющей прямолинейность, компенсируется высотой поддерживающих элементов 6 (и/или 6"), изменяющейся в соответствии с взаимным проектным расположением нитей в каждой секущей плоскости.

Кроме этого, транспортная система (второй вариант) в некоторых - наиболее протяженных пролетах или во всех пролетах оснащена системой натяжных элементов 7, выполненных в виде прутьев или канатов, верхние концы которых закреплены в точках сочленения поддерживающих элементов 6 (6") с вспомогательной нитью 5, а нижние - в натянутом состоянии зафиксированы на основании 1 (посредством анкеров 7") или/и на опорах пролета, в одной или нескольких точках по высоте опор (фиг.1б, фиг.1в, фиг.2а, фиг.2б, фиг.2в). При этом натяжные элементы могут быть ориентированы как по вертикали (фиг.1б), так и под углом к ней (фиг.1в, фиг.2а, фиг.2б, фиг.2в). В последнем случае оттягивающее усилие, создаваемое натяжным элементом в конкретной точке вспомогательной нити, определяется вертикальной составляющей от полного усилия в натяжном элементе.

Система натяжных элементов 7 может использоваться независимо от взаимного расположения основной и вспомогательной нитей - верхнего или нижнего, или сочетающего в себе то и другое, как это показано на фиг.2а. Важно лишь, чтобы величина максимального прогиба f вспомогательной нити по отношению к расстоянию L между смежными опорами находилась в пределах: 1/500f/L1/20. При этом размещенная с прогибом f вспомогательная нить 5 дает на опору вертикальную (опорную) нагрузку Q.

Основная нить 4 образована натянутыми между анкерными опорами 2 рельсами струнного типа (см. фиг.3а, 3б, 3в, 3г, 3д), которые могут иметь множество конструктивных разновидностей и помимо тех, что представлены на фиг.3. Общей особенностью рельсов такого типа является наличие протяженного корпуса 8 с сопряженной с ним поверхностью качения 8" и с заключенным внутри него предварительно напряженным (до усилия Т₁) продольным силовым органом 9. Поверхность качения 8" может быть образована поверхностью самого корпуса 8, например, его верхней частью - неявно выраженной головкой (фиг.3б), или головкой 8а (фиг. 3в, 3г), выраженной явно, либо может быть образована головкой 8а накладного типа, как это показано на фиг.3а, где функции корпуса 8 выполняет спираль из высокопрочной проволоки или ленты. Подобным образом поверхность качения струнного рельса может быть образована головкой 8а рельса железнодорожного типа, закрепленного своей подошвой на корпусе 8 основной нити посредством упругой подкладки 10, как это представлено на фиг.3д.

В качестве силового органа 9 в рельсах струнного типа могут использоваться один или несколько пучков силовых элементов из высокопрочной стальной проволоки (фиг. 3а, 3в), прутья, собранные в один пучок (фиг.3б, 3д), либо рассредоточенные по сечению полости корпуса 8, один или несколько канатов (витых или невитых), а также пакеты лент, полос или нитей из высокопрочных материалов (не показано). Пустоты в корпусе между силовыми элементами силового органа могут заполняться твердеющим материалом на основе полимерных связующих или цементными смесями для обеспечения прочной связи между элементами силового органа и создания монолитной конструкции струнного рельса.

Конструкции струнных рельсов, представленные на фиг.3а, 3б, 3в, могут использоваться и для вспомогательной нити, в которой силовой орган предварительно напряжен усилием Т₂. Эта нить может быть образована и силовым органом без корпуса, снабженным дискретными крепежными узлами (например, в виде обойм, скоб, хомутов) для ее сочленения с поддерживающими и натяжными элементами (не показано).

Натянутые между анкерными опорами 2 основные нити 4 транспортной системы опираются в промежутке между ними на промежуточные опоры 3, а в пролетах между смежными опорами - на поддерживающие элементы 6 (6"), рассредоточенные вдоль вспомогательной нити 5 с интервалом l₁ между ними. Организованная таким образом путевая структура, в отличие от прототипа, воспринимает нагрузку от транспортного средства 11 уже всей совокупностью составляющих ее элементов (основной нитью 4, поддерживающими элементами 6 и/или 6", вспомогательной нитью 5 и натяжными элементами 7). Несущая способность такой путевой структуры существенно превосходит несущую способность одиночной основной нити. При этом в отношении материалоемкости (а следовательно, и стоимости) транспортной системы особенно важно то, что благодаря этому появляется возможность значительного уменьшения поперечного сечения силового органа основной нити, так как необходимое для получения одной и той же несущей способности суммарное усилие натяжения нитей (Т₀=T₁+Т₂) существенно снижается (в 2-3 раза).

Но так как при любой жесткости несущей конструкции всегда присутствуют ее деформации под нагрузкой, то для обеспечения скоростных характеристик транспортной системы оказывается необходимым устранение влияния деформаций путевой структуры на ровность (гладкость) поверхности качения, сопряженной с корпусом основной нити. Для этого сопряженная с корпусом основной нити поверхность качения расположена в каждом пролете между смежными опорами с возрастающим к середине пролета превышением над прямой, соединяющей точки поверхности качения 8" над смежными опорами (фиг.1а). Такое расположение поверхности качения, создающее упреждающую компенсацию деформации путевой структуры под нагрузкой транспортного средства, стало возможным благодаря наличию вспомогательной нити с поддерживающими элементами для основной нити. И достигается оно соответствующим подбором высот поддерживающих элементов, определяемых простыми расчетами, при этом выгиб вверх поверхности качения должен находиться в пределах: 0,0001L0,01L.

В интервалах l₁ между поддерживающими элементами 6 или/и 6" также наблюдается деформация основной нити даже под собственным весом. Несмотря на то, что такие деформации могут достигать всего долей миллиметра, при больших скоростях движения транспортного средства они могут приводить к ощутимым ударам в момент перехода колес транспортного средства с одного участка на другой. Для исключения подобных неровностей пути, достаточно такой динамический прогиб основной нити компенсировать подкладками 10 переменной толщины (фиг.4а), которые могут быть установлены либо внутри корпуса нити, между головкой и силовым органом, если такой доступ имеется (см., например, фиг.3г), или вне корпуса 8, под головку 8а, как это представлено на фиг.3д, где функции такой головки выполняет рельс железнодорожного типа. Такая подкладка 10 (фиг. 4а) устраняет неровность пути, однако не исключает деформацию участка основной нити между соседними поддерживающими элементами и между смежными опорами на пролете под нагрузкой колес транспортного средства.

Для исключения влияния таких деформаций на ровность поверхности качения, в каждом интервале l₁ между двумя соседними поддерживающими элементами сопряженная с корпусом основной нити поверхность качения расположена на подкладках 10 (фиг.4б) с возрастающим к середине интервала l₁ превышением над прямой линией, проходящей через точки основной нити с поддерживающими элементами. Подкладки, обеспечивающие такое расположение поверхности качения основной нити, могут иметь продолговатый сплошной профиль, либо могут быть выполнены состоящими из нескольких дискретных профилей разной толщины (высоты), как показано на фиг.4б. Такие подкладки могут быть выполнены и за одно целое с корпусом основной нити (не показано). Во всех вариантах исполнения величина выгиба вверх должна удовлетворять соотношению: 0,0001l₁0,01l₁.

Аналогично может быть получен и выгиб вверх поверхности качения 8" на пролете L между смежными опорами 3, за счет изменения толщины подкладки (путем увеличения ее толщины к середине пролета). При этом выгибы и могут быть получены на разных пролетах порознь либо могут быть совмещены на одном пролете, при этом соответствующим образом должна изменяться и толщина подкладки, что при известности и легко достижимо.

Транспортная система струнного типа не ограничивается использованием транспортных средств колесного типа и может быть реализована с транспортными средствами бесколесными, например, со средствами на магнитной или воздушной подушке. Для этого сопряженные с корпусами основных нитей 4 (одноуровневой колеи) поверхности качения 8" в ней объединены в общую поверхность, выполненную в виде пакета поперечных балок 12, уложенных на корпусы нитей 4 с зазорами между собой и соединенных в единый пакет в точках 13, рассредоточенных по зазорам в шахматном порядке. Особенностью такого пакета балок является то, что при появлении температурных напряжений балки могут деформироваться (расширяться) без перемещения крайних балок пакета, за счет множества "местных" прогибов участков их, заключенных между каждой парой точек, соединяющих балки в шахматном порядке. Для этого величина зазора между балками должна находиться в пределах: 0,001 а 0,1 a, где а - ширина балки 12. Пакет поперечных балок может быть покрыт легким настилом 14 или другим защитным покрытием.

Описанная транспортная система, независимо от конкретного варианта ее выполнения, работает следующим образом.

При появлении в пролете между смежными опорами транспортного средства 11 (фиг.1а, 1б, 1в), по мере его продвижения от одной опоры к другой возрастает изгибающий момент, создаваемый им относительно точки крепления основной нити 4 и стремящийся прогнуть эту нить.

Наличие поддерживающих элементов 6 или/и 6", связанных с вспомогательной нитью 5, создает дополнительный момент сопротивления, величина которого зависит от предварительного натяжения вспомогательной нити 5 и жесткости струнно-ферменно-балочной конструкции, образованной нитями и соединяющими их поддерживающими элементами (в конструкции присутствуют элементы балки, фермы, а также - натянутые нити).

Если же предварительное напряжение вспомогательной нити 5 создано дополнительно системой натяжных элементов 7, то путевая структура обретает повышенную несущую способность и сохраняет ее до тех значений нагрузки на основную нить 4, при которых растягивающие напряжения в натяжных элементах 7 (или в объединяющем их общем натяжном элементе 7") (фиг.2а) падают до нуля. Но такое состояние может наступить только при нагрузках, превышающих расчетную нагрузку, взятую с запасом.

При наезде транспортного средства на участок основной нити, имеющий упреждающее превышение поверхности качения (для пролета L) и (для интервала l₁) над точками закрепления основной нити, прогибы этих участков под расчетной нагрузкой приводят к выравниванию пути перед транспортным средством, чем обеспечивается возможность высокоскоростного движения.

Способ построения транспортной системы такого типа реализуют следующим образом.

После установки анкерных 2 и промежуточных 3 опор предварительно подготовленную вспомогательную нить 5 (фиг.1a) поднимают на опоры и на анкерных опорах производят ее натяжение до проектных значений усилия Т₂. После закрепления предварительно натянутой вспомогательной нити на анкерных опорах ее фиксируют на соответствующих уровнях на промежуточных опорах. Далее операции могут проводиться по двум вариантам: либо после фиксации вспомогательной нити на промежуточных опорах на ней закрепляют с равномерным распределением (с учетом величины базы транспортного средства) поддерживающие элементы 6 или/и 6", после чего натягивают и фиксируют на анкерных и промежуточных опорах основную нить 4 и закрепляют на ней свободные концы поддерживающих элементов; либо после фиксации вспомогательной нити на промежуточных опорах производят натяжение на анкерных опорах и фиксацию на промежуточных опорах основной нити, с последующей фиксацией взаимного положения нитей путем жесткого соединения их между собой системой рассредоточенных в пролете поддерживающих элементов.

В пролетах большой протяженности вспомогательную нить 5 перед фиксацией взаимного положения основной и вспомогательной нитей дополнительно напрягают посредством системы рассредоточенных по ее длине в пролете между смежными опорами натяжных элементов 7, путем оттягивания ее к основанию 1 или к опорам, и фиксируют в напряженном состоянии.

При монтаже и фиксации нитей в транспортной системе в проектном положении в пролете между смежными опорами могут использоваться известные (традиционные) вспомогательные средства, например, строительные леса, а также средства для измерения усилий натяжения.

Усилие предварительного натяжения силового органа вспомогательной нити должно находиться в пределах: 2,5QT₂60Q, где Q - вертикальная нагрузка на опору, создаваемая вспомогательной нитью. Эта нагрузка складывается из составляющих: 1) вес путевой структуры (основная и вспомогательная нити, поддерживающие элементы и другие элементы, если они присутствуют - натяжные элементы 7, балки 12 и др.); 2) вертикальная нагрузка на вспомогательную нить от усилий предварительного натяжения системы натяжных элементов 7.

Основные и вспомогательные нити могут натягиваться на анкерные опоры в виде плетей длиной до 5000 м. В этом случае сплошной корпус нити, жестко связанный с расположенным внутри него силовым органом, будет растянут вместе с силовым органом.

Выбор того или иного варианта конструктивного выполнения основной и вспомогательной нитей для построения транспортной системы определяется условиями ее эксплуатации, проектными требованиями к ней, прежде всего, ее назначением, видом перевозимых грузов, массой и скоростью движения транспортных средств.

Описанная транспортная система может найти применение при строительстве как многорельсовых магистралей, так и магистралей типа "монорельс", в самых различных условиях, так как позволяет довести пролеты между опорами до 50-100 м и более, при невысокой ее материалоемкости и, соответственно, стоимости километра пути.