專利名稱：輕型地鐵列車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種屬于城軌交通的地鐵列車及地鐵隧道系統(tǒng)。特別涉及一種由小斷面的地鐵列車和淺埋型地鐵隧道構(gòu)成的輕型地鐵列車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代交通系統(tǒng)中的地鐵交通屬于占地少、無障礙的一種立體交通形式，優(yōu)于地面交通。但是傳統(tǒng)深埋型地鐵隧道工程巨大、工期長、造價(jià)高，運(yùn)行成本及票價(jià)更高。同時(shí)地鐵列車設(shè)計(jì)上基本照抄傳統(tǒng)火車的結(jié)構(gòu)，0.9米的大車輪、2.8×3.8米的大斷面車身和來自火車的笨重底盤機(jī)構(gòu)，其尺寸和重量接近火車。這種保守設(shè)計(jì)也直接影響到地鐵隧道的尺寸及造價(jià)，造成實(shí)際上的低效、高耗。地鐵短途代步的特點(diǎn)，起步停車頻繁，粗笨的列車難以兼顧便捷和節(jié)能等要求。盡管有新型地鐵交通的設(shè)想，但是有關(guān)地鐵列車/地鐵隧道的斷面尺寸和地鐵隧道埋深等重要方面沒有根本的改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、尤其滿足大都市交通要求的地鐵軌道交通系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種輕型地鐵列車系統(tǒng)，包括地鐵列車11及地鐵隧道系統(tǒng)29。所述的地鐵列車11結(jié)構(gòu)由列車車廂1和列車底盤系統(tǒng)組成，列車車廂1是窄型車廂，由鋼管制成的框架結(jié)構(gòu)，有((2.2±0.3)×(1.95±0.10))米的小斷面尺寸、(14.5±2.5))米的長度和(50±20)豪米的薄型車廂壁厚度；所述的列車底盤系統(tǒng)由固定列車車廂1的主車架2、主車架端部的副車架25、板型減震器26、軌輪6、軌輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7和制動(dòng)分泵機(jī)構(gòu)23組成，其中主車架2是矩形鋼管或C型槽鋼構(gòu)成梯形車架，副車架25是矩形鋼管制成的長方形框結(jié)構(gòu)，固定副車架的垂直轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)4位于副車架中部，垂直穿過主車架轉(zhuǎn)向桁梁3和副車架中部的副車架轉(zhuǎn)向桁梁10，每個(gè)副車架前后各裝有1個(gè)結(jié)構(gòu)成目字形的軌輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架5，每個(gè)軌輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架5兩側(cè)的軌輪安裝格16之內(nèi)各容有1個(gè)軌輪6，軌輪6是直徑(265±65)毫米的小型軌輪；軌輪安裝格16之間的長方格框是安裝軌輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的電機(jī)格框20，電機(jī)格框20可容納2臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)7，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輪軸直接驅(qū)動(dòng)軌輪的輪軸；緊鄰兩側(cè)軌輪安裝格16外側(cè)的是減震器下板12部分；和每個(gè)副車架25上裝有列車制動(dòng)系統(tǒng)的4個(gè)制動(dòng)分泵機(jī)構(gòu)23，4個(gè)制動(dòng)分泵分別裝在副車架前后側(cè)壁的4個(gè)角上，來自列車制動(dòng)總泵機(jī)構(gòu)的流體工質(zhì)通過高壓管系統(tǒng)將制動(dòng)壓力傳給制動(dòng)分泵的柱塞，制動(dòng)分泵柱塞的端部固定有制動(dòng)蹄片21，在柱塞的推動(dòng)下，制動(dòng)蹄片向下運(yùn)動(dòng)直接在軌道頂上磨擦產(chǎn)生制動(dòng)作用；所述的地鐵隧道系統(tǒng)由淺埋型地鐵隧道和窄軌道系統(tǒng)組成，地鐵隧道系統(tǒng)包括地鐵隧道1、車站48和通風(fēng)系統(tǒng)，其中地鐵隧道具有(寬×高)((2.85±0.25)×(2.6±0.25))米的小尺寸隧道內(nèi)部、壁厚在(185±45)毫米范圍的薄型隧道側(cè)壁結(jié)構(gòu)和隧道內(nèi)頂部44到地表41覆蓋層的總厚度在0.3米至2.0米范圍內(nèi)的淺埋深結(jié)構(gòu)；相鄰復(fù)線地鐵隧道之間設(shè)有中間隔墻31，中間隔墻開有相互貫通的中間隔墻通孔39，中間隔墻通孔39的貫通部分面積最大可到隔墻31總面積的80％；相鄰地鐵車站具有(750±250))米的間隔，站臺(tái)全長(50±7.5))米、寬2×(4.0±1.0))米；軌道系統(tǒng)是間距(1.05±0.25))米的窄型軌道24系統(tǒng)，窄型軌道直接安裝在地鐵隧道的混凝土地面33上，地鐵隧道地面33內(nèi)鋪設(shè)有墊在軌道24下的加固板，相鄰加固板間距有(0.85±0.35)米；和通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管道具有(1.75±0.50)平方米的斷面尺寸，相鄰?fù)L(fēng)管道間有(150±75)米的間隔。
上述技術(shù)方案中，所述的列車車身的總高度是(2.35±0.25)米。
上述技術(shù)方案中，所述的副車架25在其中部桁梁10所在處的副車架中段兩側(cè)鋼管46向下彎曲50-65毫米，以便為主車架桁梁3留出足夠的空間。
上述技術(shù)方案中，所述的副車架轉(zhuǎn)向桁梁10有((250±75)×(55±25))毫米的斷面尺寸。
上述技術(shù)方案中，所述的墊在軌道24下的加固板有((150±75)×(125±50)×(8±2))毫米的三維尺寸。
上述技術(shù)方案中，所述的地鐵隧道底部38向隧道兩側(cè)加寬(450±150)毫米。
上述技術(shù)方案中，所述的地鐵隧道頂部(35)壁厚(250±75)毫米。
上述技術(shù)方案中，所述的鐵隧道底部(38)壁厚(350±75)毫米。
其優(yōu)點(diǎn)在于1.采用淺埋型、小斷面的地鐵隧道和薄型隧道壁，工期短、成本低、見效快；2.窄型斷面尺寸車廂和板型減震彈簧，列車輕、能耗低、成本低；
3.采用小軌輪和窄軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能耗低、噪音低、票價(jià)低；4.大量使用成熟技術(shù)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，安全可靠，易于建造及實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行。


圖1是輕型地鐵列車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)斷面圖，包括地鐵隧道的結(jié)構(gòu)斷面和位于左邊隧道內(nèi)的地鐵列車11的正視圖；圖2是輕型地鐵列車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的立體剖面?zhèn)纫晥D，包括地鐵隧道結(jié)構(gòu)的剖面視圖和地鐵列車11的側(cè)視圖；圖3是包括一個(gè)軌道24、副車架25及局部主車架2的底盤系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖4是包括4個(gè)剎車分泵機(jī)構(gòu)23的副車架25總成的側(cè)視圖；圖5是軌輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架5的側(cè)視圖，中間部分是可安裝2個(gè)軌輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)格框20。
圖面說明1列車車廂 2主車架3主車架轉(zhuǎn)向桁梁4垂直轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu) 5軌輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架 6軌輪7驅(qū)動(dòng)電機(jī) 8減震器上板9驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝法蘭盤10副車架轉(zhuǎn)向桁梁11地鐵列車 12減震器下板13軌輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架長邊側(cè)壁 14軌輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架左右側(cè)壁15驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝面16軌輪安裝格 17軌輪小軸承安裝孔18輪軸大端軸承的安裝孔 19驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝孔 20電機(jī)格框21制動(dòng)蹄片 22地鐵隧道施工溝側(cè)壁 23剎車分泵機(jī)構(gòu)24軌道 25副車架 26減震器27地鐵隧道混凝土基礎(chǔ)層 28車箱底部29地鐵隧道系統(tǒng) 30隧道施工溝回填層 31地鐵隧道中間隔墻32地鐵隧道施工溝33地鐵隧道地面 34隧道施工溝底部35地鐵隧道頂部 36地鐵隧道側(cè)壁斷面 37隧道頂部覆蓋層斷面38地鐵隧道底部 39中間隔墻通孔 40隧道頂部覆蓋層41地表 42地鐵隧道頂部設(shè)備通道 43地鐵隧道頂部通風(fēng)管道44地鐵隧道內(nèi)頂部45地鐵隧道側(cè)壁 46副車架中段兩側(cè)鋼管
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步的描述。
圖1、3、4中，采用長13米、外寬2.25米、內(nèi)高1.9米和壁厚40毫米的輕型客車廂，有4個(gè)尺寸(1.9×1.9)米乘客車門、8個(gè)側(cè)面車窗和2個(gè)(0.9×1.9)米的車廂前后車門，梯形主車架2由矩形斷面尺寸(210×75)毫米的C型鋼制成，副車架25距主車架2端部2.5米，副車架25由斷面尺寸(140×60)毫米矩形管制成的長方形框架，副車架25長1.7米、寬1.10米，副車架兩側(cè)長650毫米的中段車架鋼管向下彎曲60毫米，副車架由穿過主車架轉(zhuǎn)向桁梁3和副車架轉(zhuǎn)向桁梁10中心的垂直轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)4與主車架相鉸連，主車架轉(zhuǎn)向桁梁3的斷面尺寸是(500×60)毫米，位于副車架中部的副車架轉(zhuǎn)向桁梁10斷面尺寸有(480×100)毫米，副車架左右兩側(cè)與主車架間的間隙均有100毫米；圖5中，副車架25前后的2個(gè)軌輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架5的尺寸是(990×340×135)毫米(不計(jì)最外側(cè)的減震器下板12部分)，壁厚28毫米，安裝架5由軌輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架長邊側(cè)壁13和安裝架左右側(cè)壁14的表面與副車架對(duì)應(yīng)的內(nèi)側(cè)壁表面作配合性水平向定位，主軌輪在中央輪緣處的有效直徑210毫米，輪邊凸緣直徑245毫米，輪軸端部直徑60毫米，在輪軸端部的軸承壓入軌輪安裝格16兩側(cè)的孔17、18內(nèi)；5.5KW的軌輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)31外殼直徑145毫米、長310毫米；減震橡膠板水平向尺寸(250×75)毫米，制動(dòng)蹄片21的磨擦面尺寸(65×40)毫米。
圖1、2中，由于采用小斷面及淺埋技術(shù)，地鐵隧道承受各種應(yīng)力比傳統(tǒng)隧道低50％以下。隧道側(cè)壁45厚160毫米、頂部35壁厚250毫米，底部38壁厚350毫米，隧道側(cè)壁鋼筋結(jié)構(gòu)的主鋼筋直徑18毫米，隧道頂部和底部壁鋼筋結(jié)構(gòu)的主鋼筋直徑20毫米，隧道側(cè)壁45與頂部35間過渡弧形面曲率半徑200毫米；隧道頂部35到地表41的總厚度520毫米，隧道頂部的覆蓋層40有270毫米厚。地鐵隧道內(nèi)高2.40米、內(nèi)寬2.7米，比傳統(tǒng)地鐵隧道低約1.5米。復(fù)線地鐵隧道之間中間隔墻31厚度190毫米，31上開有中間隔墻通孔39，孔39尺寸有2.15×3.0米，孔間距0.6米；地鐵車站站臺(tái)全長50米、寬2×3.5米；軌道是軌距880毫米的窄型雙軌道24，軌道直接安裝在混凝土地鐵隧道地表33上，混凝土地表33內(nèi)鋪設(shè)有上表面與地表齊平的鐵質(zhì)加固板，鐵質(zhì)加固板尺寸是(180×150×8)毫米，相鄰加固板間距0.75米。頂部35上可直接鋪設(shè)厚度約80毫米瀝青路面，用作公路。
權(quán)利要求
1.一種輕型地鐵列車系統(tǒng)，包括地鐵列車(11)及地鐵隧道系統(tǒng)(29)，其特征在于所述的地鐵列車(11)結(jié)構(gòu)由列車車廂(1)和列車底盤系統(tǒng)組成，列車車廂(1)是窄型車廂，由鋼管制成的框架結(jié)構(gòu)，有((2.2±0.3)×(1.95±0.10))米的小斷面尺寸、(14.5±2.5))米的長度和(50±20)豪米的薄型車廂壁厚度；所述的列車底盤系統(tǒng)由固定列車車廂(1)的主車架(2)、主車架端部的副車架(25)、板型減震器(26)、軌輪(6)、軌輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)和制動(dòng)分泵機(jī)構(gòu)(23)組成，其中主車架(2)是矩形鋼管或C型槽鋼構(gòu)成梯形車架，副車架(25)是矩形鋼管制成的長方形框結(jié)構(gòu)，固定副車架的垂直轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)(4)位于副車架中部，垂直穿過主車架轉(zhuǎn)向桁梁(3)和副車架中部的副車架轉(zhuǎn)向桁梁(10)，每個(gè)副車架前后各裝有1個(gè)結(jié)構(gòu)成目字形的軌輪—驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架(5)，每個(gè)軌輪—驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架(5)兩側(cè)的軌輪安裝格(16)之內(nèi)各容有1個(gè)軌輪(6)，軌輪(6)是直徑(265±65)毫米的小型軌輪；軌輪安裝格(16)之間的長方格框是安裝軌輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)的電機(jī)格框(20)，電機(jī)格框(20)可容納2臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輪軸直接驅(qū)動(dòng)軌輪的輪軸；緊鄰兩側(cè)軌輪安裝格(16)外側(cè)的是減震器下板(12)部分；和每個(gè)副車架(25)上裝有列車制動(dòng)系統(tǒng)的4個(gè)制動(dòng)分泵機(jī)構(gòu)(23)，4個(gè)制動(dòng)分泵分別裝在副車架前后側(cè)壁的4個(gè)角上，來自列車制動(dòng)總泵機(jī)構(gòu)的流體工質(zhì)通過高壓管系統(tǒng)將制動(dòng)壓力傳給制動(dòng)分泵的柱塞，制動(dòng)分泵柱塞的端部固定有制動(dòng)蹄片(21)，在柱塞的推動(dòng)下，制動(dòng)蹄片向下運(yùn)動(dòng)直接在軌道頂上磨擦產(chǎn)生制動(dòng)作用；所述的地鐵隧道系統(tǒng)由淺埋型地鐵隧道和窄軌道系統(tǒng)組成，地鐵隧道系統(tǒng)包括地鐵隧道(1)、車站(48)和通風(fēng)系統(tǒng)，其中地鐵隧道具有(寬×高)((2.85±0.25)×(2.6±0.25))米的小尺寸隧道內(nèi)部、壁厚在(185±45)毫米范圍的薄型隧道側(cè)壁結(jié)構(gòu)和隧道內(nèi)頂部(44)到地表(41)覆蓋層的總厚度在0.3米至2.0米范圍內(nèi)的淺埋深結(jié)構(gòu)；相鄰復(fù)線地鐵隧道之間設(shè)有中間隔墻(31)，中間隔墻開有相互貫通的中間隔墻通孔(39)，中間隔墻通孔(39)的貫通部分面積最大可到隔墻(31)總面積的80％；相鄰地鐵車站具有(750±250))米的間隔，站臺(tái)全長(50±7.5))米、寬2×(4.0±1.0))米；軌道系統(tǒng)是間距(1.05±0.25))米的窄型軌道(24)系統(tǒng)，窄型軌道直接安裝在地鐵隧道的混凝土地面(33)上，地鐵隧道地面(33)內(nèi)鋪設(shè)有墊在軌道(24)下的加固板，相鄰加固板間距有(0.85±0.35)米；和通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管道具有(1.75±0.50)平方米的斷面尺寸，相鄰?fù)L(fēng)管道間有(150±75)米的間隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型地鐵列車系統(tǒng)，其特征在于，列車車身的總高度是(2.35±0.25)米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型地鐵列車系統(tǒng)，其特征在于，副車架(25)在其中部桁梁(10)所在處的副車架中段兩側(cè)鋼管(46)向下彎曲50-65毫米，以便為主車架桁梁(3)留出足夠的空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型地鐵列車系統(tǒng)，其特征在于，副車架轉(zhuǎn)向桁梁(10)有((250±75)×(55±25))毫米的斷面尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型地鐵列車系統(tǒng)，其特征在于，墊在軌道(24)下的加固板有((150±75)×(125±50)×(8±2))毫米的三維尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型地鐵列車系統(tǒng)，其特征在于，地鐵隧道底部(38)向地鐵隧道兩側(cè)加寬(450±150)毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型地鐵列車系統(tǒng)，其特征在于，地鐵隧道頂部(35)壁厚(250±75)毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型地鐵列車系統(tǒng)，其特征在于，地鐵隧道底部(38)壁厚(350±75)毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輕型地鐵列車系統(tǒng)，旨在提供一種在淺埋深地鐵隧道中運(yùn)行窄軌輕型列車的低造價(jià)地鐵系統(tǒng)。地鐵列車采用小斷面及薄壁型車廂，小尺度的橡膠板減震器、小直徑軌輪、軌輪—驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)軌輪和制動(dòng)分泵的蹄片直接在軌道上磨擦制動(dòng)等底盤機(jī)構(gòu)，大幅度降低列車尺寸和結(jié)構(gòu)重量；小斷面的輕型列車導(dǎo)致小尺寸斷面、薄型隧道壁、直接鋪設(shè)軌道在隧道地面上和總覆蓋厚度1米左右的淺埋深地鐵隧道，地鐵站臺(tái)深約2.8米，上下乘車便捷，站臺(tái)面積也減小了一半，原料、工期和成本比傳統(tǒng)地鐵均降低70％以上，可取代傳統(tǒng)地鐵和城市交通系統(tǒng)并可使用明挖施工溝槽的快速、安全施工方式。
文檔編號(hào)B61B1/00GK101092141SQ20071009778
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
發(fā)明者董偉 申請(qǐng)人:艾喬喬