一种用于索轨结构中的长线型索力控制系统及方法技术方案

一种适用于空轨系统中长线型索力控制系统及方法，包括温度传感器、控制器装置、液压千斤顶系统三部分；所述液压千斤顶系统包括千斤顶系统、电机，所述电机用于驱动千斤顶系统中的千斤顶油缸的伸缩，电机受控制器装置控制；布置方式为：千斤顶系统布置固定于主体轨道中间的支撑处，千斤顶缸体两端与纵向接长的主体拉索的两端头受力点连接，可以实现对应两侧索体的同时伸长或缩短，既解决了主体拉索的锚固，也解决了支撑不利受力；温度传感器宜布置在非太阳直射处，且宜布置在较大跨的跨中，也可以布置于多跨跨中以求索体平均温度；温度传感器预置在主体拉索中。本发明专利技术目标明确，实施方便，对空轨结构的行车稳定、安全与舒适性具有重要意义。有重要意义。有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种用于索轨结构中的长线型索力控制系统及方法


[0001]本申请涉及空中轨道领域，具体为应用于空中轨道相关技术。

技术介绍

[0002]索轨空中轨道专利技术专利是一种创新型运输系统，其主要安全性受下部支撑索体控制，其使用性能是通过索力来保证，以实现其需要的结构线型，适应上部荷载。索力变化对荷载效应敏感性在结构轻和承受移动荷载下表现尤其明显。以上，是由中国专利技术人李方元公开于2011
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05，CN101935978A。
[0003]由于索轨空中轨道系统采用了镂空结构，且多为金属构件或材料组成，在纯露天环境下，受太阳直射和温度影响明显，考虑到金属材料的热膨胀系数较高，会导致在高温天气情况下，弦索伸长降低索力，直接导致索体变形引起其结构线型不符合原有设计区间范围，而这一问题对于长线型弦索表现更为明显。同时，为了结构安全性、使用性和经济性，空中轨道中通过连接模式将索体延长，以适应索体应力自身适应性，这也会导致在高温影响下，索体会向大跨区间滑移。

技术实现思路

[0004]《索轨高架及专用轨道行车》相关的专利技术专利201010254005.9、201210009152.9)公开的设计结构，受温度影响导致的支撑轨道的索力发生改变后，导致结构变形发生改变，直接影响其原始设计的竖向变形，也就影响到结构行车稳定和舒适性。
[0005]本专利技术给出以下技术方案：
[0006]一种用于索轨结构中的长线型索力控制方法，其特征是，
[0007]步骤1，布置系统：千斤顶系统布置固定于主体轨道7中间的支撑处，千斤顶缸体4两端与纵向接长的主体拉索2的两端头受力点5连接，可以实现对应两侧索体的同时伸长或缩短，既解决了主体拉索的锚固，也解决了支撑不利受力；温度传感器3预置在主体拉索2中；
[0008]步骤2，调控索轨结构索力：
[0009]温度传感器3与控制器装置连接；通过在主体拉索2索体连接端处相连的温度传感器，控制器装置通过温度传感器直接探测环境温度变化，基于索体结构全金属特性，其温度膨胀特性明确，δ＝热膨胀系数*全长*温度变化，即在相同热膨胀系数条件下，热膨胀量与温度变化成正线，即伸长量与按照其与温度变化量线性变化规律，可直接计算出相应的索体长度变化值；
[0010]控制器装置与液压千斤顶系统连接；相应的温度变化值按照计算所得的索体伸长或缩短量，控制器装置控制液压千斤顶系统调整千斤顶的伸长和缩短，以实现索力的动态平衡；
[0011]步骤3，控制轨道线型；
[0012]上位机控制分布于整个轨道7相邻索体所有连接点处的控制器装置，采用控制器
装置实现连通，借助各个节点处的千斤顶系统实现整体全线长索体的长度调节，进而控制轨道线型，实现轨道在车辆移动荷载下的平稳行进。
[0013]技术方案二
[0014]一种用于索轨结构中的长线型索力控制系统，其特征是，包括上位机和分布于轨道7上的分布式的多个用于索轨结构中的长线型索力调节装置；
[0015]每个用于索轨结构中的长线型索力调节装置，包括温度传感器、控制器装置、液压千斤顶系统三部分；
[0016]所述液压千斤顶系统包括千斤顶系统、电机，所述电机用于驱动千斤顶系统中的千斤顶油缸4的伸缩，电机受控制器装置控制；
[0017]布置方式为：千斤顶系统布置固定于主体轨道7中间的支撑处，千斤顶缸体4两端与纵向接长的主体拉索2的两端头受力点5连接，可以实现对应两侧索体的同时伸长或缩短，既解决了主体拉索的锚固，也解决了支撑不利受力；温度传感器宜布置在非太阳直射处，且宜布置在较大跨的跨中，也可以布置于多跨跨中以求索体平均温度；温度传感器3预置在主体拉索2中；
[0018]工作方式：预置在主体拉索2中的温度传感器3实时获取索体温度随环境温度的变化，提供给控制器装置；控制器装置通过温度传感器直接探测环境温度变化，基于索体结构全金属特性，其温度膨胀特性明确，δ＝热膨胀系数*全长*温度变化，即在相同热膨胀系数条件下，热膨胀量与温度变化成正线，即伸长量与按照其与温度变化量线性变化规律，可直接计算出相应的索体长度变化值，相应的温度变化值按照计算所得的索体伸长或缩短量，控制器装置控制液压千斤顶系统调整千斤顶的伸长和缩短，以实现索力的动态平衡；进一步的，上位机控制分布于整个轨道7相邻索体所有连接点处的控制器装置，采用控制器装置实现连通，借助各个节点处的千斤顶系统实现整体全线长索体的长度调节，进而控制轨道线型，实现轨道在车辆移动荷载下的平稳行进。
[0019]控制器装置根据温度传感器采集的温度判断是否需要激活液压千斤顶系统的液压系统对千斤顶实施顶升施力；液压系统获得张拉或缩短指令，起动电机驱动千斤顶油缸对应伸或缩运作。
[0020]温度传感器宜布置在非太阳直射处，且宜布置在较大跨的跨中，也可以布置于多跨跨中以求索体平均温度。
[0021]进一步的，所述的千斤顶系统中的千斤顶与主体拉索2采用平滑过渡连接，且千斤顶在无伸长状态即为主体拉索2最初索力状态，避免千斤顶失效可能导致的结构失效。
[0022]所述液压系统可采用推杆式加载缸或伺服油缸，具有常规液压系统断电保护等功能。
[0023]本专利技术提出的技术方法目标明确，实施方便，对空轨结构的行车稳定、安全与舒适性具有重要意义。
附图说明
[0024]图1本申请结构布置示意图
[0025]图2本申请拉索与千斤顶系统间的布置与受力示意图
[0026]图中：
[0027]主体轨道7、主体拉索2、轨道与拉索间撑杆9、主体支撑8、温度控制器3、千斤顶缸体4、
[0028]主体结构拉索拉力方向1、千斤顶顶升受力点5、千斤顶伸缩方向6、轨道温度测点10
具体实施方式
[0029]众所周知，金属材料受温度影响与热膨胀系数和温度变化值相关，其伸长或缩短和温度基本上成线性关系，这为索力调整提供了有利条件。通过直接获取温度变化量，可以直接确定需要改变的索体长度值，这一伸长采用拉伸形式比较难保证极端情况下千斤顶缸体脱离，且需要复杂的拉力锚固点，但采用中间部位的顶升调节形式，就可以借助既有结构来实现。
[0030]特别是考虑到空中轨道索体锚碇间距离较长，由于锚碇处索体需要锁死和密封，不能重复张拉调整，即使从锚碇处张拉，也因后期的张拉力无法有效传递到两锚碇之间点。而索体由于下料原因存在两锚碇间的连接点，因此，可以将连接点设置于中间支撑处，布置相应的索力控制系统来实现索力与温度变化的适应。
[0031]专利技术专利《一种索轨高架及其专用轨道行车》201010254005.9(CN101935978B)、《一种将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法》201210009152.9(CN103204038B)提出后，专利技术人一直在进行着轨道的实际应用中问题的解决，根据已有的试验线研究和理论分析可知，作为以金属为主的结构体系，其结构受力、受温度影响较为明显。特别是以索体支撑的结构体系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于索轨结构中的长线型索力控制方法，其特征是，步骤1，布置系统：千斤顶系统布置固定于主体轨道(7)中间的支撑处，千斤顶缸体(4)两端与纵向接长的主体拉索(2)的两端头受力点(5)连接，可以实现对应两侧索体的同时伸长或缩短，既解决了主体拉索的锚固，也解决了支撑不利受力；温度传感器(3)预置在主体拉索(2)中；步骤2，调控索轨结构索力：温度传感器(3)与控制器装置连接；通过在主体拉索(2)索体连接端处相连的温度传感器，控制器装置通过温度传感器直接探测环境温度变化，基于索体结构全金属特性，其温度膨胀特性明确，δ＝热膨胀系数*全长*温度变化，即在相同热膨胀系数条件下，热膨胀量与温度变化成正线，即伸长量与按照其与温度变化量线性变化规律，可直接计算出相应的索体长度变化值；控制器装置与液压千斤顶系统连接；相应的温度变化值按照计算所得的索体伸长或缩短量，控制器装置控制液压千斤顶系统调整千斤顶的伸长和缩短，以实现索力的动态平衡；步骤3，控制轨道线型；上位机控制分布于整个轨道(7)相邻索体所有连接点处的控制器装置，采用控制器装置实现连通，借助各个节点处的千斤顶系统实现整体全线长索体的长度调节，进而控制轨道线型，实现轨道在车辆移动荷载下的平稳行进。2.一种用于索轨结构中的长线型索力控制系统，其特征是，包括上位机和分布于轨道(7)上的分布式的多个用于索轨结构中的长线型索力调节装置；每个用于索轨结构中的长线型索力调节装置，包括温度传感器、控制器装置、液压千斤顶系统三部分；所述液压千斤顶系统包括千斤顶系统、电机，所述电机用于驱动千斤顶系统中的千斤顶油缸(4)的伸缩，电机受控制器装置控制；布置方式为：千斤顶系统布置固定于主体轨道(7)中间的支撑处，千斤顶缸体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方元，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：