新型预张弦索空轨结构静动力特性研究

The pretensioned string AERORail Transportation System is a new type overhead rail transport system, which was developed by the applicant and supported by the National Natural Science Foundation of China for its advantages including economy, efficient and environmental, etc. The characteristic and innovation of this project is the first series study on the new type AERORail structure, selected the static and dynamic characteristics as the targets. The main contents include: (1) Parameters analysis on the static and dynamic characteristics of AERORail structural considering the vehicle' load and speed, cable's tension, structure layout and rigidness and so on; (2) With the structure invention patent to optimize and design the 1:1 test model, study on the static and dynamic characteristics on this flexible structure considering all parameters; create the appropriate vehicle-AERORail coupling vibration model, get the vibration characteristics of structures. The Key scientific issues to be resolved include:1) The static deformation characteristic and force transmission mechanism of multi-span continuous pretensioned string structure; Establish the vehicle dynamics models of flexible AERORail structures and structural calculation model. The calculation methods for the design theory for this new structure can provide theoretical basis for deep study.

"预张弦索空中轨道交通运输系统"具有经济、高效、环保等多种优点，是通过国家自然科学基金研究提出的一种新型架空式轨道运输系统。 本项目特色和创新之处是以新型预张弦索空中轨道结构作为研究对象。计划借助理论分析、模型试验和虚拟样机仿真分析方法，对结构的静动力特性开展研究。内容包括:(1)车辆荷载、车速、弦索张力、结构布置和结构刚度等多项参数的静力和动力特性分析，掌握柔性空轨结构有静力和动力基本特点；（2）利用空轨结构的发明专利设计并建造准1:1试验模型，完成空轨结构的静力特性和动力特性试验研究；最终建立相应的车-轨耦合振动模型，获取结构振动特性。 拟解决的关键科学问题包括：（1）获得多跨连续预张弦索轨道的空间传力机理和变形特点；（2）建立柔性空轨结构的车辆动力模型和结构计算模型，形成车-轨系统耦合振动简化模型。成果将为该新型结构的设计理论和计算方法提供理论依。

“预张弦索空中轨道交通运输系统”具有经济、高效、环保等多种优点，是一种新型架空式轨道运输系统，该系统的核心内容是下部弦索轨道结构。受结构为刚度小的柔性特点，结构除了需要通过静力变形控制外，结构的车—轨耦合动力特性是直接决定其使用稳定性或舒服性。.本项目借助理论与数值分析和模型试验，针对结构的静动力特性开展研究。研究内容包括:(1)车辆荷载和车速、弦索张力、结构布置和结构刚度等多项参数的静力和动特性分析，掌握柔性空轨结构有静动力基本特点；（2）利用空轨结构的发明专利设计并建造准1:1足尺试验模型，完成空轨结构的静动力特性试验研究，确定其结构振动特性。.研究成果包括（1）完成了231米长的1:1足尺模型线路的设计、施工，基于此试验线，将会对空中轨道结构开展大量的科学试验，从今后多方面对空中轨道结构在使用中可能的问题进行系统研究。（2）针对空中轨道结构荷载与跨度比例设计，完成了不同跨度布置情况下结构受力行为特点。（3）通过不同跨度荷载移动测试，相关结论为结构实施过程中荷载布置提供了参考。（4）足尺试验中根据1~2.5吨移动荷载测试为后续满载骄车的上行测试提供了安全和理论依据。（5）基于弦索结构拓展出相关研究，发表学术论文2篇，授权发明专利2项，实用新型专利2项。.当前世界新型交通和智能交通的研空面临最佳应用窗口期，在空中轨道交通系统的十三年的研究持续研究过程中，本项目也进入了最后的收官工作。相关成果的推广工作也慢慢开展，受空中轨道系统包括结构、机车、控制、信号、运营等多方向和系统的交叉，也给其应用推广带来难度。下一步研究工作将会结合以3km左右的中试线建设为重点开展研究。