新型預張弦索空軌結構靜動力特性研究

《新型預張弦索空軌結構靜動力特性研究》是依託同濟大學，由李方元擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：新型預張弦索空軌結構靜動力特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李方元
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

預張弦索空中軌道交通運輸系統具有經濟、高效、環保等多種優點，是通過國家自然科學基金研究提出的一種新型架空式軌道運輸系統。 本項目特色和創新之處是以新型預張弦索空中軌道結構作為研究對象。計畫藉助理論分析、模型試驗和虛擬樣機仿真分析方法，對結構的靜動力特性開展研究。內容包括:(1)車輛荷載、車速、弦索張力、結構布置和結構剛度等多項參數的靜力和動力特性分析，掌握柔性空軌結構有靜力和動力基本特點；（2）利用空軌結構的發明專利設計並建造準1:1試驗模型，完成空軌結構的靜力特性和動力特性試驗研究；最終建立相應的車-軌耦合振動模型，獲取結構振動特性。 擬解決的關鍵科學問題包括：（1）獲得多跨連續預張弦索軌道的空間傳力機理和變形特點；（2）建立柔性空軌結構的車輛動力模型和結構計算模型，形成車-軌系統耦合振動簡化模型。成果將為該新型結構的設計理論和計算方法提供理論依。

結題摘要

“預張弦索空中軌道交通運輸系統”具有經濟、高效、環保等多種優點，是一種新型架空式軌道運輸系統，該系統的核心內容是下部弦索軌道結構。受結構為剛度小的柔性特點，結構除了需要通過靜力變形控制外，結構的車—軌耦合動力特性是直接決定其使用穩定性或舒服性。 本項目藉助理論與數值分析和模型試驗，針對結構的靜動力特性開展研究。研究內容包括:(1)車輛荷載和車速、弦索張力、結構布置和結構剛度等多項參數的靜力和動特性分析，掌握柔性空軌結構有靜動力基本特點；（2）利用空軌結構的發明專利設計並建造準1:1足尺試驗模型，完成空軌結構的靜動力特性試驗研究，確定其結構振動特性。 研究成果包括（1）完成了231米長的1:1足尺模型線路的設計、施工，基於此試驗線，將會對空中軌道結構開展大量的科學試驗，從今後多方面對空中軌道結構在使用中可能的問題進行系統研究。（2）針對空中軌道結構荷載與跨度比例設計，完成了不同跨度布置情況下結構受力行為特點。（3）通過不同跨度荷載移動測試，相關結論為結構實施過程中荷載布置提供了參考。（4）足尺試驗中根據1~2.5噸移動荷載測試為後續滿載驕車的上行測試提供了安全和理論依據。（5）基於弦索結構拓展出相關研究，發表學術論文2篇，授權發明專利2項，實用新型專利2項。 當前世界新型交通和智慧型交通的研空面臨最佳套用視窗期，在空中軌道交通系統的十三年的研究持續研究過程中，本項目也進入了最後的收官工作。相關成果的推廣工作也慢慢開展，受空中軌道系統包括結構、機車、控制、信號、運營等多方向和系統的交叉，也給其套用推廣帶來難度。下一步研究工作將會結合以3km左右的中試線建設為重點開展研究。