1520mm宽轨高速铁路平面曲线设计参数研究

研究旨在为我国高速铁路在1 520 mm宽轨地区的应用提供平面曲线参数的计算方法和设计选用的参考。运用我国高速铁路设计规范中的计算方法和判定条件,计算1 520 mm宽轨高速铁路平面曲线设计参数,分析不同平面曲线半径和设计超高对列车行驶安全和旅客舒适度的影响,得出不同的速度目标值对应的平面曲线参数结果,包括曲线半径合理取值范围、最小曲线半径取值和缓和曲线长度值。研究结论:(1)1 520 mm宽轨高速铁路最小曲线半径主要受到设计速度和速度匹配的影响,设计速度越高,速差越大,最小曲线半径值越大;(2)在同等条件下,1 520 mm宽轨的最小曲线半径取值大于标准轨的最小曲线半径取值;(3)缓和曲线长度值主要受设计超高和设计速度控制,与轨距基本无关。     

高速铁路站场岔后曲线参数优化研究

研究目的:高速铁路站场设计标准与常规铁路站场有很大区别,站场岔后曲线应满足较高的列车通过速度,以满足站场接发列车能力.本文采用车线动力分析方法研究高速铁路站场岔后曲线插入段和缓和曲线长度对行车动力性能的影响规律,探讨站场岔后曲线参数合理取值,为高速铁路站场设计参数提供理论依据.研究结论:根据舒适度条件,给出了不同通过速度条件下岔后曲线半径与超高匹配关系,以及不同岔后曲线半径条件下缓和曲线长度取值;对岔后曲线插入段和缓和曲线长度优化研究表明:通过岔后曲线夹直线长度应尽量避免取夹直线上车辆第一周期峰值衰减距离与定距之和,对于1200 m曲线,其夹直线不宜选取30 m;岔后缓和曲线长度超过50 m时,对车辆舒适性的改善不再明显.     

高速铁路线路参数与线路方案动力分析研究

线路线形条件对高速铁路行车安全性及乘坐舒适性的影响显著增强。我国在制定高速铁路规范时,总结吸收国内外建设及运营管理经验,提出了较高的线形标准。采用动力仿真分析方法对高速铁路参数进行探讨,对高速铁路线路关键参数进行分析,提出线路平、纵断面关键参数合理取值。针对京沈高铁试验段开展更高速度综合实验,对线路线形方案开展动力学分析及评估。提出线路圆曲线、反向曲线夹直线最小长度、竖曲线最小半径关键参数合理取值,可有效减少工程建设投入;通过对京沈高铁试验段开展更高速度综合实验,对线路线形方案开展动力学分析及评估,提出通过增加8 000 m曲线半径超高的方法,提高速度400 km/h列车舒适度。     

高速列车转向架特性与最小曲线半径选择

基于车线动力学建立转向架纵向刚度与高速铁路最小曲线半径的仿真模型,探索基于车辆动力学仿真对高速铁路最小曲线半径进行优化的方法。通过分析高速车辆转向架特性与高速车辆横向动力特性与临界速度的关系、未被平衡离心加速度与车轮不滑动的最小曲线半径的关系以及转向架刚度与最小曲线半径的关系,探索转向架设计特性对高速铁路最小曲线半径的影响规律;通过对比分析,给出不同转向架纵向刚度所对应的曲线半径修正值。     

高速铁路线路轨面坡度及竖曲线半径动态测量方法及应用研究

为揭示高速铁路线路纵断面参数变化,以及和轨道不平顺、路基大桥沉降关系,针对国内尚无轨道纵断面参数动态检测装备,提出基于惯组的轨面坡度及竖曲线半径动态测量方法。首先,建立转向架构架及惯性坐标系,并以重力加速度、水平加速度极小相关性为基准对齐两坐标系;其次,基于转向架构架纵向加速度解算轨面坡度,并补偿列车俯仰运动及与轨道平面纵向倾角误差;然后,以坡度测量值为基础解算竖曲线半径;最后,以高速综合检测列车为平台,在国内某新建高速铁路实车试验。结果表明：坡度和竖曲线曲率重复性偏差绝对均值分别为0.07‰、0.71×10^-3 rad/km,极差分别为0.22‰、0.005 rad/km。     

高速铁路站场正线与到发线间线路优化研究

研究目的:高速铁路站场线路股道众多,既要保证部分列车能高速平稳通过,又要满足部分列车到发、折返等作业需求,受列车运行速度有所降低及车站总体布局的影响,到发线上曲线半径一般远小于正线曲线半径,正线与岔后到发线曲线间连接线路参数选取直接影响列车的安全平稳运行。在综合考虑高速铁路站场内列车在站场正线与到发线间运行工况的基础上,本文通过建立高速铁路站场内道岔区动力学分析模型,计算分析道岔与岔后到发线曲线间夹直线及缓和曲线长度对列车运行安全性及平稳性的影响,拟对高速铁路站场内正线与到发线间连接线路参数进行优化。研究结论:在既有相关研究的基础上,根据岔后曲线半径与超高及缓和曲线长度的匹配关系,赋予计算模型所需的线路参数,运用车线动力分析方法,对高速铁路站场正线与到发线间连接线路参数进行优化研究,结果表明:(1)从保证列车运行平稳性角度,建议高速铁路站场内正线与岔后到发线曲线间设置至少9 m长的夹直线,当高速铁路站场用地受限时,夹直线长度可适当减小甚至可以不设夹直线,对列车运行安全性影响不大;(2)当缓和曲线长度达到一定值后,增加缓和曲线长度对缓和列车在曲线上的振动意义不大;(3)在站场规模一定时,本研究结果可为合理选取正线与到发线间线路参数及统筹分配站场内不同区域的空间提供指导。     

时速350/250km共线高速铁路曲线半径动力特性研究

线路曲线半径是高速铁路主要技术标准之一,与高速铁路机车车辆运行时的舒适性、安全性及轮轨动力特性密切相关。运用多体动力学软件um建立高速铁路车线模型,考虑高速铁路轨道不平顺情况,研究曲线半径对列车运行时动力响应的影响。研究表明,随曲线半径的增加,横向加速度、脱轨系数、轮重减载率、磨耗功参数均呈现递减趋势,但半径超过7 000 m时递减趋势有所减弱,半径大于8 500 m时,各项指标趋向稳定。在满足安全性的条件下,为营造出优良舒适性,建议时速350/250 km共线高速铁路曲线半径取8 000 m,困难情况可取7 000 m。     

莫斯科至喀山高速铁路竖曲线半径研究

莫斯科至喀山高速铁路是中国高铁"走出去"的标志性项目之一,其设计速度达到400 km/h,在全世界范围内尚属首次,线路设计中无现成规范可以采用。研究满足400 km/h速度的一重要线路参数—竖曲线半径。采用理论分析、仿真分析及数据对比分析的方法,从安全、舒适及养护维修等方面对竖曲线半径进行研究,并得出结论:最小竖曲线半径取值主要由舒适性条件决定,当速度达到400 km/h,建议最小竖曲线半径取值32 000 m;最大竖曲线半径受养护维修(检测技术)条件影响,建议取值不大于40 000 m。     

高速铁路合分修隧道合分修长度的计算方法与参数优化

根据过渡曲线线间距加宽起点位于直线还是圆曲线,高速铁路合分修隧道过渡曲线的线型分为Ⅰ类过渡曲线和Ⅱ类过渡曲线。依据过渡曲线线间距加宽设计理论,分别建立2类过渡曲线的直角坐标系,推导过渡曲线里程范围内过渡曲线上任意一点的线间距与其里程的函数表达式;在此基础上给出合分修长度的计算方法,并分析合分修长度与过渡曲线参数的关系。结果表明:对于Ⅰ类过渡曲线,内侧圆曲线半径宜大且不应小于9 000m,外侧宜小且不应大于10 000m,内外侧曲线应避免采用相近的圆曲线半径,不宜选取9°~12°的线路转角;Ⅱ类过渡曲线合分修长度不受圆曲线半径、线路转角等因素的影响;尽管采用Ⅰ类过渡曲线时合分修长度明显大于采用Ⅱ类过渡曲线时,但有利于降低合分修段施工风险,因此建议优先采用Ⅰ类过渡曲线。结合沪昆客运专线壁板坡隧道和凤凰山隧道的合分修段,验证了高速铁路合分修隧道合分修长度计算方法的正确性和有效性。     

时速400km高速铁路曲线超高研究

通过理论分析对时速400 km铁路线路最大曲线超高、欠超高以及最小曲线半径进行了研究,并建立列车通过高速铁路曲线地段动力学仿真计算模型,对不同工况下高速列车动力学各项安全性和平稳性指标进行计算分析。结果表明:时速400 km高速铁路最大曲线超高、欠超高、过超高、欠过超高之和、最大曲线超高与欠(过)超高之和等参数可以采用既有350 km/h高速铁路规范规定值;高速列车以400 km/h速度通过7 500,8 500,9 000 m半径曲线时,脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力等各项安全性指标均在限值以内;从平稳性方面考虑,高低速列车不共线运行时,对时速400 km高速铁路推荐最小曲线半径为9 000 m,一般条件下8 500 m,困难条件下7 500 m;高低速列车共线运行时,为了满足高低速匹配要求,推荐最小曲线半径为8 500 m。     

350 km/h高速铁路最小曲线半径研究

结合国外高速铁路线路设计经验,针对我国350 km/h高速铁路线路设计中最小曲线半径的取值问题进行分析讨论,并提出了高速列车单一速度运行模式和高、低速列车共线运行模式下最小曲线半径的建议值。     

京沪高速铁路车站内及站外两端的正线曲线半径标准的研究

在确定高速铁路车站内线路曲线半径及两端的正线曲线半径标准时，除考虑到列车运行的安全、平稳和舒适外，还综合考虑了运输组织模式、车站停车或通过列车的数量、速度、旅客乘降安全、技术经济等因素。在参考国外高速铁路的相关标准、吸取国外经济的基础上，结合京沪高速铁路的特点，对站内线路最小曲线半径、站外两端正线曲线半径的决定因素进行了较为全面的分析，并提出了相应曲线半径标准建议值。     

基于惯性基准法的高速铁路纵断面线形平顺性研究

为研究线路竖曲线引起的长波高低不平顺超限问题,采用基于惯性基准法的虚拟轨检技术,建立高速列车—线路动力学仿真模型,通过车体加速度与车体-车轮相对位移反演得到虚拟不平顺,进而分析列车检测速度,竖曲线半径、长度、坡度差、夹坡段长度等竖曲线基本参数对虚拟不平顺的影响规律。分析结果表明:检测速度与竖曲线半径对虚拟长波不平顺影响较大,同时将计算结果与规范对比,建议对于设计时速为300 km/h的高速铁路,在设计允许的条件下,竖曲线长度和夹坡段长度设计值应大于500 m。     

基于舒适度的高速铁路线路设计与优化

研究目的:为了进一步提升高速列车旅客乘坐舒适度,在加快改进高速列车性能的同时,更要注重高速铁路线路的设计与优化。为此,针对高速铁路线路参数与舒适度关系进行系统的分析和研究。研究结论:(1)建立了基于线路参数的舒适度评价模型,并确立了相应的评价区间;(2)根据《高速铁路设计规范(试行)》(TB 10621—2009)进行线路参数设计时,既要考虑线路的实际地形及工况,同时还要兼顾旅客舒适度的要求,选择合理的平、竖面曲线参数,才能设计出相对比较合理和旅客满意的线路;(3)通过对基于旅客舒适度的平面曲线半径设计与优化理论的分析和研究,得出了不同设计速度下的平面曲线半径最小推荐值;(4)该研究成果可为今后高速铁路线路设计与优化提供指导。     

基于SIMPACK的缓和曲线段高速行车动力响应分析

高速铁路列车运行时的安全性、舒适度以及轮轨动力特性与缓和曲线的线型、长度具有较高的相关度。采用动力学分析软件SIMPACK建立高速铁路车线系统模型,在考虑高速铁路存在轨面不平顺的情况下,引入低干扰谱,研究缓和曲线线型及长度对高速列车运行时各主要评价指标的影响。研究表明,对于300 km/h以上的高速列车,当曲线半径达到7 000 m及以上,缓和曲线达到一定长度时,采用三次抛物线型缓和曲线与半波正弦型相比差别不大,均能满足行车安全需求。     

高速铁路线路线形动力仿真及乘坐舒适度评价

建立了面向线路线形分析的车辆-线路动力相互作用模型,并开发了相应程序。其次,分析了适用于线路线形动力仿真的乘坐舒适度评价指标和方法。最后,对最小坡段长度和圆曲线半径对乘坐舒适度影响进行了分析,从动力学角度得到了高速铁路线形核心参数合理取值。研究成果可为高速铁路线形参数合理选取和线路方案动力评价及优化提供理论依据和分析手段。     

坐标法整正曲线优化切线方向的探讨

传统坐标法整正曲线优化变量参数包括两端缓和曲线与半径共计3个,本文提出增加扭转曲线两端切线方向参与优化缓和曲线与半径的新方法。通过实例证明,由两端缓和曲线、切线和半径共5个变量参数整正曲线的新方法,较传统的曲线整正方法效果好,是坐标法曲线整正方法的突破,对于指导现场拨道作业具有积极作用。     

高速铁路平面曲线的设计

本文通过对高缓和曲线线形及线间距加宽的分析，提出了高速铁路平面曲线设计方法，即右线缓和曲线长度及曲线半径的取值。     

合福客运专线滑坡发育区工程地质选线

高速铁路工程其曲线半径大,对线形要求严格,而滑坡对高速铁路工程的施工、运营影响极大。如何在滑坡发育区进行工程地质选线以快速稳定山区高速铁路线位方案,既确保线形平顺,又确保滑坡段的铁路安全、经济就显得尤为重要。结合合肥至福州铁路客运专线南雅至福州段可行性研究阶段的工作,采用遥感选线、踏勘及测绘选线、勘探选线及大范围地灾评估四个步骤进行了滑坡发育区高速铁路工程地质选线。通过该四步工作方法,及时稳定了线路方案,为进一步开展工作提供了重要保障。避开所有滑坡而不考虑铁路线形,或者一味地追求线形而不考虑滑坡影响都是片面的,对大型、处理后隐患大的滑坡宜绕避,但对于规模适度、适宜处理的滑坡选择合适部位通过,对高速铁路工程选线而言是大有裨益的。     

轨排框架法在重载铁路施工中的适用性研究

轨排框架法施工技术是我国高速铁路双块式无砟轨道施工采用的主要施工技术,具有施工精度高、质量稳定可靠等特点。重载铁路相对高速铁路曲线半径小,对轨排框架长度、刚度均有一定适用性要求。通过理论计算确定在重载铁路最小曲线半径条件下适用的最大轨排框架长度,通过有限元建模分析轨排框架刚度对重载铁路曲线轨道状态的适用性以及确定轨排框架支撑条件对道床结构高度较高的重载铁路无砟轨道的适用性。