时速200 km及以下城际市域铁路限界研究

随着高速铁路及城市轨道交通建设日益完善，城际/市域铁路迎来了快速发展与建设阶段。针对现行规范中该领域的限界标准存在要求不一致、工况不全、实用性不强的情况，考虑CRH6型动车组及市域D型车的普遍应用与发展前景，结合车型特点选择更具包络性的CRH6型动车组为研究对象，应用动力学仿真软件建立动力学仿真模型，计算出不同侧风工况下，车体不同位置的最大偏移量；并根据计算结果，结合现行规范要求，研究确定了适用于CRH6型动车组和市域D型车的直线地段建筑限界。其中，地面及高架地段站台和站台门建筑限界相比于《城际铁路设计规范》分别缩小了70,120 mm,在满足车辆运行安全的前提下，对旅客防夹、防坠落可起到至关重要的作用。另外，针对有无缓和曲线及超高的铁路曲线，研究归纳出包含区间、车站和道岔区等各种工况且实用性较强的建筑限界加宽量计算公式及示意图。     

CRH_(3C)型动车组薄轮缘车轮外形设计与运用

对京津城际铁路CRH3C型动车组车轮磨耗、车辆振动性能进行长期跟踪试验研究。研究发现部分动车组车轮镟修后车体横向失稳,而镟修后车轮外形等效锥度过小是车体失稳的主要原因。通过理论分析与试验研究,确定新的系列薄轮缘车轮形面设计原则为:提高轮轨等效锥度;统一轮缘高度;高次曲线连接轮缘根部与踏面外形。通过仿真计算、试镟修与线路运用考核薄轮缘车轮外形。仿真计算和线路测试结果表明:京津城际铁路CRH3C型动车组车轮采用该系列薄轮缘外形镟修后,轮轨等效锥度为0.17,动车组车体失稳现象消失,构架稳定性和运行平稳性均满足标准要求,直径镟修量控制在2mm以内。     

甬金线双高箱集装箱运输建筑限界适应性分析

双高箱集装运输作为双层集装箱运输的一种形式,在提高运输能力的同时,便于集装箱的管理,是未来铁路集装箱运输发展的方向。通过利用SIMPACK软件对装载双高箱集装箱的X2K和X2H两种车型进行仿真分析,计算得到在最不利工况下车体的横向和垂向最大偏移量,结合仿真分析结果和理论计算推导出双高箱集装箱运输的基本限界,同时对甬金线隧道、桥梁、接触网等结构设施与双高箱集装箱运输限界的适应性进行了分析,并提出了相应的建议。推算出双高箱集装箱基本限界最大高度值在双层集装箱运输铁路基本限界原设计值基础上增加305 mm,双高箱集装箱运输车辆的基本建筑限界宽度值仍可采用既有规范中规定的最大宽度要求值。     

穗莞深城际铁路地下区间限界研究

首先根据稳莞深城际铁路相关技术条件对地下区间各类限界进行计算,然后将车辆形式改变为CRH2型动车组,通过分析与计算,提出已开工地段的建筑限界解决方案.     

车辆条件对高速列车横向振动偏移量的影响

为研究不同车辆条件对列车横向振动偏移量的影响,从而为高速铁路限界的拟定提供理论依据。基于SIMPACK有限元软件,建立车辆-线路耦合模型,研究车辆载荷、新旧车轮、车辆类型对高速列车横向振动偏移量的影响。仿真结果表明:磨耗到限的旧轮较新轮对横向振动偏移量的影响较大,最大从73.8mm增大到156mm;动车满载有利于减小车体的横向振动偏移量;由于车辆悬挂系数等参数不同,动车车型对车体的横向振动也有影响;线路条件对车体的横向振动偏移量影响较大,建议制定车辆限界时除车辆本身的状态外,还应考虑线路条件的影响。     

关于站台建筑限界的探讨

地铁运营中所发生的乘客上下车时踩空受伤的事故,使人怀疑传统站台建筑限界采用车辆宽度加100mm间隙的合理性,通过分析《地铁限界标准》中车辆限界计算公式,指出站台建筑限界和车体之间的安全间隙可按车门类型来确定。     

地铁9号曲尖轨道岔区建筑限界加宽量计算

限界计算是地铁工程设计过程中较为繁琐的一项工作,直接关系到车辆运行安全。针对天津地铁6号线工程中应用9号曲尖轨道岔的情况,综合考虑车辆在道岔侧股运行时的几何偏移量、欠超高引起的动态偏移量、曲线轨道参数及车辆参数变化引起的车体横向位移量,计算并拟合B型车道岔区建筑限界加宽量图,为道岔区土建、结构设计提供理论依据。计算结果表明:B型车道岔外侧建筑限界加宽始于岔心前端25.75m处,最大加宽量为166 mm;道岔内侧加宽始于岔心前端22.55 m处,最大加宽量为429 mm。     

线路条件对高速列车横向动态偏移量的影响

为研究不同线路条件对车辆横向动态偏移量的影响,从而为高速铁路限界的拟定提供理论依据,利用SIMPACK软件建立车辆一线路耦合模型,研究轨道不平顺、曲线超高对车辆最大横向动态偏移量的影响。结果表明：轨道不平顺会增大车辆的横向动态偏移量,在直线线路上车辆横向动态偏移量随列车速度的增大而增大;当列车速度为350km／h时,动态偏移量增大到22．7mm;在曲线半径为300m的线路上,轨道不平顺使动态偏移量分剐增大了10．1mm;对于相同的小半径曲线线路,列车通过速度越大,车辆横向动态偏移量越小,但会加剧欠超高。列车通过速度过低,车辆存在倾覆的危险;建议确定车辆动态限界时应考虑轨道不平顺、曲线线路超高以及列车通过速度的影响。     

市域铁路限界研究

根据市域铁路车辆技术参数,考虑适当的制造公差和磨耗引起的车辆横向偏移,提出了市域铁路车辆限界。分析了市域铁路建筑限界主要尺寸的影响因素,并结合市域铁路车辆运用条件,采用动力学仿真和理论计算方法分别计算了车辆外轮廓的动态包络线,然后综合计算分析结果,考虑适当的安全裕量,提出了市域铁路建筑限界轮廓图。     

铁路货车动态限界评估影响因素研究

为充分利用车辆限界以增加车辆容积,澳大利亚铁路货车通常采用动态限界对铁路货车外形轮廓进行设计。文中采用动态限界试验和模拟仿真相结合的手段,对影响动态限界轮廓的相关参数进行了分析研究。研究表明,增加中央悬挂系统、减小常接触弹性旁承垂向间隙和降低车辆重心高度均能有效改善车辆限界利用率。     

全自动驾驶车辆动态包络线理论计算与试验研究

针对北京地铁燕房线全自动驾驶车辆,利用基于CJJ96《地铁限界标准》的简化公式计算静态偏移轮廓,并利用SIMPACK软件进行动力学仿真获得动态偏移量,通过二者的叠加获得车辆动态包络线。进行了基于位移倾角精确检测技术的车辆动态包络线线路试验,并编制动态包络线计算软件。对最终结果进行对比分析发现,静态轮廓动态偏移量叠加算法较CJJ96《地铁限界标准》算法所得结果缩小约16%,线路试验结果较静态轮廓动态偏移量叠加算法结果缩小约19%,为车辆动态包络线的理论计算以及相关线路试验方法提供了参考。     

基于激光扫描技术的铁路限界检测系统

铁路限界包括机车车辆限界和建筑接近限界,均需符合GB 146.1-1983和GB 146.2-1983的规定.建筑接近限界是一个以钢轨顶面为基准,在水平直线上垂直于铁路中心线、接近机车车辆限界的特定尺寸横断面轮廓.在此轮廓内,除了机车车辆和与机车车辆有相互作用的建筑物和设备(站台、车辆减速器、路签接受器、接触网等)外,其他建筑物和设备不得侵入.     

地铁车辆车体侧摆试验及参数灵敏度分析

通过车辆动力学仿真来计算车辆动态限界的方法在我国已被广泛应用。动力学模型是影响车体动态限界计算精度的关键因素,可以通过车体倾摆试验来验证动力学模型。以某地铁列车的拖车和动车为研究对象,建立了车辆非线性动力学仿真模型,开展了车体侧摆试验。通过仿真和试验的相对误差分析,验证了仿真模型的准确性;设计了关键悬挂参数的正交试验,分析了关键悬挂参数对车体侧摆角度灵敏度的影响,以及关键悬挂件非线性对误差的影响。     

高速动车组车轮踏面镟修策略研究

车轮踏面镟修策略主要包括车轮镟修周期的制定和镟修用车轮踏面外形的制定。通过对高速动车组振动性能和车轮磨耗状态的长期跟踪测试,确定高速动车组车轮镟修策略的制定原则和评价方法。在此基础上,结合京津城际铁路CRH3C型动车组典型振动性能、车轮外形和磨耗状态的实测数据,研究高速动车组的车轮镟修周期;对比分析国外镟修用车轮踏面外形制定方法,设计出18种高速动车组镟修用车轮踏面外形,并对现场最为需要的28,29和30mm这3种薄轮缘外形的车轮进行轮轨接触几何关系和动力学性能仿真计算。结果表明:高速动车组镟修策略应从高速动车组的运用状态、主要运营线路和车辆设计参数3个方面综合考虑;京津城际铁路CRH3C型动车组车轮镟修周期可定为30万km;轮轨接触几何和动力学仿真验证了为CRH3C型动车组新设计的镟修用薄轮缘车轮的临界速度均在400km.h-1以上,其运行稳定性与原型车轮相差不大。     

地铁B型车车体弹性变形量对车辆限界的影响研究

为了研究车体弹性变形量对车辆限界的影响情况,依据EN 12663对地铁某B型车体进行仿真计算,分析其模态及不同工况下的车体受载变形情况,找到对车辆限界产生影响的车体变形量。研究结果表明:在实际运用中不会发生车体共振;扭转载荷作用下车体肩部向外产生的1.3 mm变形量、压缩载荷作用下车顶中部向上产生的8.6 mm变形量、压缩与垂向载荷共同作用下车顶中部向上产生4.0 mm变形量会对车辆限界产生影响。提出在地铁车辆限界计算需对车肩变形量处理、B1型车车辆限界计算需对车顶变形量处理。     

高速动车组半主动悬挂系统动力学性能仿真分析

介绍了基于天棚控制理论的半主动减振器原理,以CRH380A动车组头车为研究对象,对天棚阻尼系数和时滞对车辆动力学性能的影响进行了仿真分析.结果表明:天棚阻尼系数越大,车体横向减振性能越优,但系统允许的最大时滞减小;天棚阻尼系数的设计要同时考虑横向振动性能和系统时滞的影响.半主动控制模式比被动模式对车体横向振动的改善效果均比较明显,平均改善率超过20％.     

车辆限界校核中动态位移的静态测量

测量车辆在横向振动情况下的位移是车辆限界校核的一个非常重要的环节.文章介绍了动态位移静态测量的原理和方法、横向加速度与等效超高的对应关系、车体摆动位移的计算和实际测量曲线.     

列车高速通过站台时的流固耦合振动研究

采用计算流体动力学(CFD)和多体动力学相结合的方法研究列车高速通过站台时的风致振动及安全问题。应用有限体积法和滑移网格模拟计算方法,通过求解三维瞬态可压缩N—S方程获取列车通过站台的气动力。运用Simpack软件建立3辆编组的动车组动力学模型,轨道不平顺条件选用美国六级谱,并将用CFD得到的气动力作为激励输入动车组动力学模型,对列车高速通过站台时的气动行为进行仿真计算,得到列车高速通过站台时的振动时程曲线。计算结果表明,列车高速通过站台时,在气动力作用下3辆车均不同程度向站台靠近,且尾车的尾部向站台靠近的距离最大,达到19mm;头车向站台靠近主要是由车体的摇头运动所致,中间车向站台靠近是由车体的横向摆动所致,而尾车向站台靠拢则是由车体的横摆运动和摇头运动共同作用所致。     

广珠城际铁路线路平纵断面设计参数动力学评估

为了验证广珠城际铁路线路平纵断面设计参数的合理性,利用车辆动力学软件ADAMS/Rail建立高速列车和轨道模型,针对广珠城际铁路具有代表性平纵断面设计参数的一段线路,计算了CRH2型动车组在16 km长的线路上运行时的动力响应,并与现行车辆动力学评价标准进行对比.分析结果表明:在现有平纵断面设计参数条件下,CRH2型动车组以200 km/h的速度运行时的所有动力学指标均为优良,行车安全性和舒适性有足够保障,设计参数合理,满足设计及运营要求.     

出口澳大利亚机车限界计算

采用AS7507.1:2009《铁路轨道车辆-轨道车辆外形-第一部分:轨道车辆》中提供的机车车辆限界计算方法,对出口澳大利亚机车限界进行了计算.计算了静态轮廓、基本运动轮廓、水平曲线扫描运动轮廓和竖曲线扫描运动轮廓.计算结果与澳大利亚限界标准提供的参考机车轮廓进行了比较,结果表明该机车满足澳大利亚标准规定的限界要求.