双向联通的分体式双管双线真空管道结构及高速列车制造技术

本发明专利技术提供了一种双向联通的分体式双管双线真空管道结构及高速列车，该结构包括第一结构、第二结构、第三结构和联通组件，第一结构与第三结构相连接以形成第一管道本体，第二结构与第三结构相连接以形成第二管道本体，第一管道本体用于提供第一气密性真空管道环境，第二管道本体用于提供第二气密性真空管道环境，第一和第二管道本体的横截面高度均大于其对应的横截面宽度，联通组件分别与第一管道本体和第二管道本体连接，联通组件用于实现第一管道本体与第二管道本体之间的联通以降低车辆在真空管道结构中运行的阻力。应用本发明专利技术的技术方案，以解决现有技术中双线管道线路建设成本高、占地面积大、施工难度大及列车运行阻力大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
双向联通的分体式双管双线真空管道结构及高速列车
本专利技术涉及真空管道交通系统
，尤其涉及一种双向联通的分体式双管双线真空管道结构及高速列车。
技术介绍
对于高速运行的大众交通工具而言，无论飞机还是高铁，其运行的主要阻力都是空气阻力，空气阻力限制了速度的提升，也形成了巨大的能耗，为了提升运行速度人们早已提出了真空管道的概念，就是把车辆运行的线路轨道置于封闭的管道之内，并将管道抽真空。目前，真空管道交通在世界范围内均没有进入工程化实施运用阶段，从国内外有关资料所披露的技术方案来看，现有常见的双线管道结构具体如图5至图8所示，其中，图5和图6示出了垂向排布的双线真空管道的结构，图7和图8示出了水平排布的双线真空管道的结构。这两种类型的双线真空管道的断面形状都是两个完整的圆管结构，每个大圆管的基本结构特征是采用整体圆管结构形成密封密闭的空间，轨道建筑在圆管内的底部，具体如图9所示。这两种类型的圆管结构的真空管道不利于提高断面的垂向刚度，并且水平方向占地面积大，管道架设难度大，两条圆管结构呈现水平或者垂向排布，只是共用了桥墩，总的来看这种真空管道的建设投资成本高。此外，现有技术中所说的真空管道并不是完全的真空状态，而是有一定的密度的空气存在的，车辆在管道内运行仍然存在空气动力学作用，并且考虑到真空管道的建设成本，管道的断面积不可能比列车的断面积大的太多，这样列车在管道内高速运行时存在“阻塞”效应(业内将列车的断面积与管道的断面积之比称为阻塞比)，在列车运行方向的前方形成空气的压缩波，在列车的后方形成膨胀波，具体如图11所示。阻塞效应的存在使得列车即使在真空管道内运行时也会受到较为明显的气动作用，包括气动力以及气动温升。由上可知，现有技术中的双线管道在使用时存在以下缺点。第一，现有技术中构成两条管线的大圆管只能共用桥墩，桥梁部分无法共用，相比两条单线而言只能节省部分桥墩的建造费用。第二，针对每条管道而言，没有充分发挥混凝土材料和钢材的强度性能。车辆在真空管道内运行时对管道的作用载荷主要为垂向，这就要求管道断面在垂向上有很高的抗弯刚度，水平方向则不需要太高的刚度，而现有方案的整体圆钢管在垂向和水平方向的抗弯能力是相同的，很不合理。另外，混凝土部分的断面几何形状因为受到圆管的限制而不能设计太高，更多的材料分布在水平方向上，造成这种管道的垂向刚度不足，水平刚度有余，材料强度性能没有充分利用。第三，在高架桥路段施工困难。真空管道在使用时是做成几十米长的一段，用架桥设备安装在高架桥上，整体圆管结构的管道上侧为圆弧状，并且只有一层钢板，无法承受架桥机自重，特别是针对垂向排布的双线管道形式，施工难度更大，工程施工难度大最终带来的结果是建造成本高。第四，双线管道建造的线路占地面积大。特别针对水平排布的双线管道形式，因为每个大圆管的横向和垂向尺寸相同，为了增加抗弯垂向刚度，必须增加圆管的直径，横向尺寸的增加加大了这种真空管道线路的占地面积，造成建线成本的增加。第五，并排的两条真空管道没有进行联通，两条管道内的空气不能在两条管道内进行流动，列车在管道内高速运行时受到明显的气动阻力和气动加热，增加了列车运行能耗，增大了列车客舱散热问题的难度，具体如图10所示。
技术实现思路
本专利技术提供了一种双向联通的分体式双管双线真空管道结构及高速列车，能够解决现有技术中双线管道线路建设成本高、占地面积大、施工难度大及列车运行阻力大的技术问题。根据本专利技术的一方面，提供了一种双向联通的分体式双管双线真空管道结构，分体式双管双线真空管道结构包括：第一结构和第二结构；第三结构，第三结构用于为车辆提供运行轨道，第一结构和第二结构分别沿第三结构的长度方向相互平行设置在第三结构的上部，第一结构与第三结构相连接以形成第一管道本体，第二结构与第三结构相连接以形成第二管道本体，第一管道本体用于提供第一气密性真空管道环境，第二管道本体用于提供第二气密性真空管道环境，第一管道本体和第二管道本体的横截面高度均大于其对应的横截面宽度；联通组件，联通组件分别与第一管道本体和第二管道本体连接，联通组件用于实现第一管道本体与第二管道本体之间的联通以降低车辆在真空管道结构中运行的阻力。进一步地，联通组件包括联通管、联通阀和闸板，联通管的两端分别与第一结构和第二结构连接，联通阀设置在联通管上，闸板设置在联通阀内，闸板用于打开或关闭联通管。进一步地，分体式双管双线真空管道结构包括多个联通组件，多个联通组件沿第三结构的长度方向依次间隔设置。进一步地，第一结构和第二结构的材质均包括钢材，第三结构的材质包括钢筋混凝土。进一步地，分体式双管双线真空管道结构还包括排水沟和排水管，排水沟沿第三结构的长度方向设置在第三结构上且位于第一结构和第二结构之间，排水管设置在第三结构内，排水管与排水沟连通，排水沟和排水管共同用于排出第一管道本体和第二管道本体之间的雨水。进一步地，分体式双管双线真空管道结构还包括第一密封件和第二密封件，第一密封件设置在第一结构和第三结构的连接位置，第一密封件用于实现第一结构和第三结构之间的密封连接；第二密封件设置在第二结构和第三结构的连接位置，第二密封件用于实现第二结构和第三结构之间的密封连接。进一步地，分体式双管双线真空管道结构还包括气密涂层，气密涂层涂覆在第三结构外部，第三结构的材质还包括气密剂。进一步地，气密涂层的材质包括沥青、铁皮或薄钢板。进一步地，第一密封件和第二密封件均包括橡胶条。根据本专利技术的另一方面，提供了一种磁悬浮高速列车，磁悬浮高速列车使用如上所述的双向联通的分体式双管双线真空管道结构。应用本专利技术的技术方案，提供了一种分体式双管双线真空管道结构，两条管道结构的高度尺寸与宽度尺寸可以自由设计，互不影响，通过将第一管道本体和第二管道本体的横截面高度均设置为大于其各自对应横截面宽度，能够在有效增加管道的垂向刚度的同时，不增加横向尺寸和线路的占地面积；将供双向行驶列车使用的两条真空管道结构合并而成，两条管道结构共用第三结构以及桥墩，该结构在增加桥梁垂向刚度的同时，大大降低了建线成本。此外，在高架路段施工时，由于本专利技术所提供的分体式双管双线真空管道结构为分体式管道，因此位于下部的第三结构在施工时其自身可形成架桥机的工作路线，当位于真空管道结构下部的第三结构完成安装后再使用架桥机将上部的第一结构和第二结构逐一安装到位即可，工程施工非常方便，线路建设成本低。进一步地，本专利技术的真空管道结构通过设置联通组件，当其中一个真空管道结构内的列车高速行驶时前方的压缩波传播到联通组件，一部分压缩波就可通过联通组件进入相邻的真空管道结构内传播，相当于压缩波的传播空间增大为原来的三倍，从而可以有效地降低管道的阻塞效应，降低车辆运行的阻力和气动作用所导致的管道内空气的温升。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向联通的分体式双管双线真空管道结构，其特征在于，所述分体式双管双线真空管道结构包括：/n第一结构(10)和第二结构(20)；/n第三结构(30)，所述第三结构(30)用于为车辆提供运行轨道，所述第一结构(10)和所述第二结构(20)分别沿所述第三结构(30)的长度方向相互平行设置在所述第三结构(30)的上部，所述第一结构(10)与所述第三结构(30)相连接以形成第一管道本体，所述第二结构(20)与所述第三结构(30)相连接以形成第二管道本体，所述第一管道本体用于提供第一气密性真空管道环境，所述第二管道本体用于提供第二气密性真空管道环境，所述第一管道本体和所述第二管道本体的横截面高度均大于其对应的横截面宽度；/n联通组件(40)，所述联通组件(40)分别与所述第一管道本体和所述第二管道本体连接，所述联通组件(40)用于实现所述第一管道本体与所述第二管道本体之间的联通以降低车辆在真空管道结构中运行的阻力。/n

【技术特征摘要】
1.一种双向联通的分体式双管双线真空管道结构，其特征在于，所述分体式双管双线真空管道结构包括：
第一结构(10)和第二结构(20)；
第三结构(30)，所述第三结构(30)用于为车辆提供运行轨道，所述第一结构(10)和所述第二结构(20)分别沿所述第三结构(30)的长度方向相互平行设置在所述第三结构(30)的上部，所述第一结构(10)与所述第三结构(30)相连接以形成第一管道本体，所述第二结构(20)与所述第三结构(30)相连接以形成第二管道本体，所述第一管道本体用于提供第一气密性真空管道环境，所述第二管道本体用于提供第二气密性真空管道环境，所述第一管道本体和所述第二管道本体的横截面高度均大于其对应的横截面宽度；
联通组件(40)，所述联通组件(40)分别与所述第一管道本体和所述第二管道本体连接，所述联通组件(40)用于实现所述第一管道本体与所述第二管道本体之间的联通以降低车辆在真空管道结构中运行的阻力。


2.根据权利要求1所述的双向联通的分体式双管双线真空管道结构，其特征在于，所述联通组件(40)包括联通管(41)、联通阀(42)和闸板(43)，所述联通管(41)的两端分别与所述第一结构(10)和所述第二结构(20)连接，所述联通阀(42)设置在所述联通管(41)上，所述闸板(43)设置在所述联通阀(42)内，所述闸板(43)用于打开或关闭所述联通管(41)。


3.根据权利要求2所述的双向联通的分体式双管双线真空管道结构，其特征在于，所述分体式双管双线真空管道结构包括多个所述联通组件(40)，多个所述联通组件(40)沿所述第三结构(30)的长度方向依次间隔设置。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的双向联通的分体式双管双线真空管道结构，其特征在于，所述第一结构(10)和所述第二结构(20)的材质均包括钢材，所述第三结构(30)的材质包括钢筋混凝土。

【专利技术属性】
技术研发人员：毛凯，刘德刚，张艳清，李少伟，薄靖龙，任晓博，刘骁，于斐，李萍，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11