Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства

1 Настоящее изобретение относится к несущей балке для высокоскоростного рельсового транспортного средства, в частности для магнитной подвесной дороги, при этом несущая балка с промежутками установлена на устоях и с наружных сторон на ней расположены функциональные элементы для направления транспортного средства, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Из немецкого патента DE 41 15 935 С 2 известна, например, конструкция ходового пути для транспортных средств на магнитной подвеске, в которой предусмотрены обращенные внутрь элементы оборудования для направления транспортного средства. Сама несущая балка в поперечном сечении выполнена U-образной. Балка установлена на устоях, причем для лучшего базирования балки предусмотрены крепежные устройства, в которых размещены несущие балки. Крепежные устройства охватывают снаружи U-образное сечение и таким образом стабилизируют несущую балку. В свою очередь сами крепежные устройства размещены на устоях на опорах. Недостатком такого рода конструкции ходового пути является то, что несущая балка в связи со своей открытой конструкцией отличается относительно высокой упругостью. Хотя элементы оборудования должны быть очень точно согласованы между собой для возможности направления транспортного средства, эта конструкция ходового пути может обеспечить на должном уровне стабилизацию несущей балки и позиционирование элементов оборудования лишь при помощи крепежных приспособлений. Из немецкого патента 38 25 506 С 1 известен ходовой путь, образуемый полой, в сущности Т-образной несущей балкой. На наружных сторонах верхней полки несущей балки расположены функциональные элементы для направления транспортного средства на магнитной подвеске. Сама несущая балка в данном случае также уложена на отдельных устоях, причем устои снабжены крепежными устройствами,охватывающими основание несущей балки. Недостаток такой несущей балки заключается в том, что конструкция хотя обусловливает более точное позиционирование функциональных элементов между собой, чем при ходовом пути из патента DE 41 15 935 С 1, но несмотря на это она имеет все же недостаточно хорошую жесткость при кручении. Это сказывается особенно при экстремально высоких скоростях транспортного средства, например свыше 500 км/ч, в форме иногда неплавного движения транспортного средства. Из документа ЕР 0 987 370 А 1 известен ходовой путь для магнитной подвесной дороги. Ходовой путь образует несущая балка с расположенными на ней функциональными элементами. Несущая балка представляет собой сборный бетонный элемент, закрепленный на опорах 2 или устоях при помощи опорных консолей, расположенных на концах балки. Сама несущая балка в продольном направлении остается неизменной в поперечном сечении, за исключением опорных консолей. Недостатком в этой несущей балке является то, что при прохождении транспортным средством устоев возникают сильные завихрения. Вышеописанные формы исполнения уровня техники отличаются тем недостатком, что, в частности, при указанных особенно высоких скоростях современных транспортных средств на магнитной подвеске аэродинамическое сопротивление несущей балки и ее опорных конструкций делает невозможным плавное движение транспортных средств. В частности, крепежные приспособления несущих балок или стойки, на которых расположены несущие балки, регулярно приводят к ударным нагрузкам на транспортное средство, когда вытесняемый воздух наталкивается на их сопротивление. Таким образом задача настоящего изобретения заключается в обеспечении за счет соответствующей конструкции несущей балки для высокоскоростных путей плавного и комфортного движения высокоскоростного транспортного средства. Задача решается за счет признаков п.1 формулы изобретения. Если наружная поверхность несущей балки выполнены относительно транспортного средства аэродинамически рационально обтекаемой, т.е. в продольном направлении несущей балки не предусмотрено никаких изменений в ее поперечном сечении, и конструкция несущей балки в значительной степени перекрывает устои относительно транспортного средства, то преимущественно и согласно изобретению воздух, вытесняемый транспортным средством,может равномерно стекать и таким образом обеспечивает плавное движение транспортного средства. Кроме того, благодаря конструкции несущей балки согласно изобретению достигается более высокая поперечная жесткость балки,что также способствует равномерному комфортному движению транспортного средства. Вследствие преимущественно неизменного поперечного сечения несущей балки транспортное средство не испытывает ударных нагрузок со стороны воздушного потока. Равномерность течения достигается также тем, что устои закрыты относительно транспортного средства и таким образом опорная конструкция несущей балки не препятствует стеканию вытесняемого транспортным средством воздуха. Это также способствует равномерному движению транспортного средства. Несущая балка выполнена таким образом,что ее нижняя полка перекрывает или аэродинамически рационально закрывает устой. Уже здесь благодаря конструкции основной формы несущей балки поток протекает мимо устоя. 3 Преимущественным может быть дополнительный или альтернативный вариант, в котором несущая балка имеет опорную консоль, в сущности перекрывающую устой и/или расположенную или выполненную аэрогидродинамически рационально. Предпочтительно, если несущая балка имеет по меньшей мере одно отверстие для осмотра внутреннего пространства несущей балки. Это облегчает доступ и проверку надежности несущей балки при регулярно проводимых осмотрах балки. Кроме того, через отверстие внутрь балки может подниматься персонал для прокладки и обслуживания там необходимой для обеспечения работы транспортного средства и другой проводки энергоснабжения и/или коммуникаций. Благодаря этому использованию внутренней полости несущей балки можно осуществлять очень выгодно в стоимостном отношении прокладку проводки. Одновременно на уже имеющейся трассе транспортного средства высоко скоростного пути может быть проложена проводка, не связанная с эксплуатацией транспортного средства, представляющая собой исключительно выгодный в стоимостном отношении вариант прокладки. Это позволяет избежать необходимости устройства отдельных несущих балок, например для прокладки коммуникаций, или необходимости прокладки этих коммуникаций отдельно под землей. Предпочтительно несущая балка имеет аэродинамически рациональный габарит приближения для размещения направляющих элементов транспортного средства охватывающих функциональные элементы. Габарит приближения, также как и несущая балка, образован в зоне опирания без существенных изменений в поперечном сечении. Это также положительно способствует стеканию воздушного потока. Кроме того, несущая балка выполнена по существу Т-образной, что обеспечивает высокую стабильность, жесткость при кручении и несущую способность. Установка несущей балки на устое выполнена предпочтительно таким образом, что опорные элементы расположены на нижней полке несущей балки. Благодаря этому опорные элементы, а также устой закрываются выступающей за устой нижней полкой. Это позволяет избежать ударных нагрузок потока. Особенно преимущественная форма исполнения несущей балки заключается в том, что балка изготовлена из бетона, в частности из сборной бетонной конструкции. Благодаря этому становится возможным очень точное и бездефектное изготовление несущей балки в производственных помещениях. Это исключает,например, зависимость от погодных условий,как при изготовлении балки из бетона на месте. Для достижения особенно высокой стабильности несущей балки предпочтительно,если нижняя полка выполнена шире, чем верх 004358 4 няя полка. Для усиления жесткости несущей балки предпочтительно, если она снабжена поперечной связью или вутами. В таком случае при одинаковой жесткости несущей балки форма сечения несущей балки может быть меньшей. Если в балке имеются вуты, то наряду с усилением жесткости создается также простой вариант крепления для зажимных элементов. На криволинейных участках пути несущая балка отображает предпочтительно пространственную кривую, благодаря тому, что несущая балка расположена закрученной вокруг ее продольной оси и в результате удлинения и/или укорочения консолей образован радиус. Другая возможность отображения состоит в том, что верхняя полка несущей балки выполнена закрученной вокруг ее продольной оси и в результате удлинения и/или укорочения консолей образован радиус. Пространственная кривая несущей балки на кривом участке пути может отображаться также за счет того, что крепежные консоли функциональных элементов расположены со смещением по высоте по ходу продольной оси балки и в результате удлинения и/или укорочения крепежных консолей образован радиус. Если полое пространство балки открыто внизу, вследствие чего нижняя полка выполнена состоящей из двух частей, то образуется очень легкая и выгодная в стоимостном отношении балка, которая часто может удовлетворять предъявляемым требованиям в отношении жесткости балки. Если полое пространство балки снабжено поперечными связями, то балке придается дополнительная жесткость. Другие преимущества следуют из примеров исполнения. На чертеже показаны: фиг. 1 - поперечное сечение несущей балки согласно изобретению,фиг. 2 - поперечное сечение приподнятой несущей балки согласно изобретению,фиг. 3 - еще один поперечный разрез балки согласно изобретению,фиг. 4 - поперечное сечение балки согласно изобретению для кривого участка пути,фиг. 5 - еще одно поперечное сечение балки согласно изобретению для кривого участка пути,фиг. 6 - перспективный вид балки согласно изобретения,фиг. 7 - перспективный вид другого исполнения балки согласно изобретения. На фиг. 1 представлено поперечное сечение несущей балки 1 согласно изобретению. Балка 1 изготовлена из сборной бетонной конструкции и включает верхнюю полку 2 и нижнюю полку 3. Верхняя полка 2 и нижняя полка 3 перемычками 4 соединены между собой и образуют полое пространство 5. Для спуска персонала для осмотра или для прокладки проводки в 5 полом пространстве 5 предусмотрено отверстие 10. На каждую балку 1 имеется по меньшей мере одно отверстие 10, предпочтительно несколько, для простого доступа в полое пространство 5. Если предусмотрено большое количество отверстий 10, это может привести к значительному уменьшению расхода бетона и,следовательно, к более выгодному в стоимостном отношении изготовлению балки 1. Перемычки 4 установлены относительно верхней полки 2 и нижней полки 3 трапециедально. Этим достигается еще лучшее опирание балки 1 и, следовательно, жесткость балки 1 по сравнению с уровнем техники. Балка при таком исполнении становится исключительно жесткой при кручении и обеспечивает таким образом надежную и бесперебойную работу транспортного средства. Между верхней полкой 2 и нижней полкой 3 формируется габарит приближения 6, в котором располагаются направляющие элементы транспортного средства на магнитной подвеске. Для направления транспортного средства служат функциональные элементы 7, расположенные с обеих наружных сторон верхней полки 2. Функциональные элементы 7 охватываются транспортным средством, причем нижняя часть транспортного средства находится в зоне статоров в габарите приближения 6. Благодаря тому,что сечение балки 1 не изменяется, и этому не мешают также ни крепежные приспособления,ни опорные конструкции несущей балки 1,обеспечивается аэродинамически рациональное,без ударных нагрузок функционирование транспортного средства. Несущая балка 1 в предлагаемом примере расположена на опорной конструкции 8 и устое 9. При этом устой 9 в области зон особого аэродинамического возмущения предпочтительно полностью закрыт нижней полкой 3 балки 1 и поэтому не создает препятствий стеканию вытесненного транспортным средством воздуха. Наряду с вышеупомянутыми преимуществами, конструкция несущей балки 1 согласно изобретению отличается особенно высокой поперечной жесткостью и, следовательно, комфортной и надежной работой транспортного средства. В частности, благодаря конструкции, в которой нижняя полка 3 выполнена более широкой, чем верхняя полка 2, обеспечивается особенно высокая устойчивость балки 1. Увеличившийся по сравнению с уровнем техники расход материалов на изготовление балки 1 компенсируется за счет более аэродинамичного и благодаря этому энергосберегающего движения транспортного средства. Благодаря конструкции, в частности нижней полки 3, в которой верхняя сторона нижней полки 3 выполнена со скосом, создается благоприятное стекание воздуха с балки 1 за пределы остальной конструкции балки 1. Устой 9, следовательно, также является обтекаемым и едва 6 воздействует на стекание вытесняемого воздуха. На фиг. 2 представлена другая несущая балка 1, аналогичная балке 1 на фиг. 1. Балка 1 представлена с возвышением, что означает, что для криволинейного ходового пути оба функциональных элемента 7 имеют различную высоту. Благодаря этому движение по кривой для транспортного средства на магнитной подвеске возможно быстрее и комфортнее. Возвышение происходит за счет того, что балка 1 лежит не непосредственно на опорной конструкции, а предусмотрены опорные консоли 12, которые обеспечивают возвышение балки 1. Таким образом устой 9, а также расположенные на нем опорные конструкции 8 взаимодействуют непосредственно с консолями 12 и лишь опосредованно с балкой 1. Это имеет то преимущество,что изготовление устоев 9 и опорных конструкций 8 может происходить независимо от того,проходит ли ходовой путь по кривой или по прямой. Выравнивание возвышения осуществляется только при помощи опорной лапы 12. Впрочем, может быть предусмотрено в виде альтернативного варианта, что устой 9 уже включает возвышение и, следовательно, опирание балки 1 происходит на кривом участке так же, как и на прямом участке пути. На фиг. 3 представлена несущая балка 1,модифицированная в сравнении с фиг. 1 и 2. Здесь также показано возвышение балки для криволинейного участка. Несущая балка 1 имеет в сущности прямоугольное поперечное сечение с выступающей верхней и нижней полками 2, 3. Здесь также конструкция балки 1 рассчитана на то, чтобы избежать при прохождении ударных нагрузок воздуха на транспортное средство на магнитной подушке. Вытесняемый транспортным средством воздух благодаря конструкции балки 1 отводится с несущей балки 1 и способствует тем самым комфортному движению транспортного средства. Для такого рода конструкции несущей балки 1, в частности в зоне ее перемычек 4, особенно аэродинамически благоприятным выполнен габарит приближения 6 для транспортного средства. Зазор между транспортным средством и несущей балкой 1 по высоте остается в сущности неизменным, так что здесь также обеспечивается благоприятное аэродинамическое прохождение транспортного средства. На фиг. 4 представлена модифицированная конструкция несущей балки 1. Эта балка выполнена заметно более низкой, чем представленная ранее балка. Это возможно потому, что расстояние между опорами, где устанавливается эта балка 1, выбрано значительно короче. Оказалось, что в частности, для движения по кривой, при котором несущая балка 1, и, соответственно крепежные консоли функциональных элементов 7, должны быть технологически обработаны, может быть более благоприятно, если отдельные балки 1 выполнены более короткими. 7 Технологическая обработка на отдельных балках 1 осуществляется существенно быстрее и точнее ввиду более короткой хорды, которую занимает несущая балка 1 в кривой ходового пути. Кроме того, ввиду более короткого расстояния между опорами при одинаковой жесткости балки 1 требуется меньшая конструктивная высота, в связи с чем может быть получена также экономия материала по сравнению с применением одинаковых балок 1, как, например,на прямых участках пути. В то время как несущая балка 1 согласно фиг. 4 в своей основной конструкции соответствует балке на фиг. 1 и 2, в другом примере исполнения на фиг. 5 несущая балка представлена в основной конструкции согласно фиг. 3. Предлагается, что несущая балка из фиг. 3 и 5 комбинируется между собой, и несущая балка из фиг. 1 или 2 и 4 комбинируются между собой. Тогда габарит приближения 6 для транспортного средства каждый раз в сущности один и тот же, так что имеют место аналогичные условия обтекания относительно транспортного средства как на движении по прямой, так и на движении по кривой. На фиг 6 и 7 представлены перспективные изображения несущих балок 1 согласно изобретению, выполненных в особенно аэродинамически благоприятной форме. На фиг. 6 представлена несущая балка 1 с одинаковым поперечным сечением по всей ее длине. Таким образом исключаются ударные нагрузки воздуха на транспортное средство связанные с изменениями сечения несущей балки 1. При этом опорные консоли 12 на фиг. 7 расположены глубоко на балке 1, чтобы отводить производимый проходящим транспортным средством воздушный поток, или, соответственно, устранять его воздействие на транспортное средство. Несущая балка 1 может быть выполнена также таким образом, что ее внутренняя полость 5 открыта внизу. При этом нижняя полка 3 состоит из двух частей. Отверстие может проходить по всей балке или быть не сплошным. Это,в частности, дает преимущества при изготовлении несущей балки 1, так как формоизменение балки осуществляется очень простым способом. Усиление жесткости такой балки может быть получено при помощи фундаментных плит, которые устанавливаются одновременно или дополнительно, или создаются при помощи поперечных связей. Вместо несущей балки с полым пространством она может быть выполнена также из сплошного материала. Это, в частности,является предпочтительным, когда балка применяется на мостах или первичных сооружениях и/или если длины балки короче, чем обычно принято на трассах. Изобретение не ограничивается приведенным примером исполнения. Предметом изобретения являются также другие конструкции балок, которые направляют вытесняемый транс 004358 8 портнымсредством воздух в желательном направлении и в сущности не допускают ударных давлений при прохождении транспортным средством устоев. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства, в частности магнитной подвесной дороги, причем несущая балка (1) имеет верхнюю полку (2) и нижнюю полку (3), с промежутками установлена на устоях (9), на наружных боковых сторонах верхней полки (2) расположены функциональные элементы (7) для направления транспортного средства и в продольном направлении несущей балки (1) не предусмотрено никаких изменений в поперечном сечении несущей балки (1), отличающаяся тем, что наружные поверхности несущей балки (1) выполнены аэродинамически рациональными относительно транспортного средства, нижняя полка (3) несущей балки (1) имеет поперек продольного направления несущей балки (1) такую ширину, что аэродинамически перекрывает устой (9), и благодаря этому вытесняемый при прохождении устоя (9) транспортным средством воздух равномерно стекает с несущей балки (1). 2. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что несущая балка (1) имеет полое пространство (5). 3. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущая балка (1) имеет перекрывающую и/или аэродинамически рационально расположенную или выполненную опорную консоль (12). 4. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущая балка (1) имеет по меньшей мере одно отверстие (10) для осмотра внутренней полости несущей балки (1). 5. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что во внутренней полости (5) несущей балки (1) проложена необходимая для обеспечения работы транспортного средства и иная проводка энергоснабжения и/или коммуникаций. 6. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущая балка (1) имеет габарит приближения(6) для установки направляющих элементов транспортного средства, охватывающих функциональные элементы (7). 7. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что на нижней полке (3) и/или опорной консоли 9 расположены опорные элементы (8) для установки несущей балки (1) на устое (9). 8. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущая балка (1) изготовлена из бетона, в частности готовой бетонной конструкции. 9. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что нижняя полка (3) выполнена более широкой,чем верхняя полка (2). 10. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущая балка (1) имеет поперечную связь и/или вуты. 11. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущая балка (1) на криволинейных участках ходового пути отображает пространственную кривую, благодаря тому, что верхняя полка (2) несущей балки (1) выполнена закрученной вокруг продольной оси последней и в результате удлинения и/или укорочения консолей образован радиус. 12. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущая балка (1) на криволинейных участках ходового пути отображает пространственную кривую, благодаря тому, что крепежные консоли функциональных элементов (7) расположены со смещением по высоте по ходу продольной оси несущей балки (1) и в результате удлинения и/или укорочения крепежных консолей образован радиус. 10 13. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что полое пространство (5) несущей балки (1) открыто внизу, в результате чего нижняя полка (3) выполнена состоящей из двух частей. 14. Несущая балка для высокоскоростного рельсового транспортного средства по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что полое пространство (5) несущей балки (1) имеет поперечные связи для придания несущей балке(1) большей жесткости. 15. Ходовой путь с несущей балкой для высокоскоростного рельсового транспортного средства, в частности по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что несущая балка(1) на криволинейных участках ходового пути выполнена более короткой и при определенных обстоятельствах более низкой, чем на прямых участках ходового пути. 16. Ходовой путь по п.15, отличающийся тем, что несущая балка (1) на криволинейных участках ходового пути отображает пространственную кривую, благодаря тому, что верхняя полка (2) несущей балки (1) выполнена закрученной вокруг ее продольной оси и в результате удлинения и/или укорочения консолей образован радиус. 17. Ходовой путь по п.15 или 16, отличающийся тем, что несущая балка (1) на криволинейных участках ходового пути отображает пространственную кривую, благодаря тому, что крепежные консоли функциональных элементов(7) расположены со смещением по высоте по ходу продольной оси несущей балки (1) и в результате удлинения и/или укорочения крепежных консолей образован радиус.