架桥机跨武广高速铁路时的抗风稳定性研究

以计算流体力学Fluent软件为仿真平台,采用"动网格"技术,编写UDF列车行驶路线程序,对在强侧风作用下,高速列车以不同方式通过架桥机下导梁进行数值模拟。在列车多种运行方式的情况下,计算强侧风与列车风对导梁的冲击载荷与气动力。并对下导梁的跨中断面进行布点监测,揭示列车通过架桥机导梁下方区域时下导梁周围气流的速度和压力值空间分布规律,从而研究各工况下列车风对导梁的气动作用,为施工单位评估架桥机的安全稳定性提供结论和建议。     

列车通过隧道时流场的二维数值模拟分析

利用计算流体动力学软件 Star-CD,建立了列车通过隧道时的二维动网格模型,模拟在不同车速下,隧道内活塞风和压力场的动态变化规律,并比较不同外形和运行速度时列车所受到的空气阻力.模拟结果表明:列车通过隧道时的运行速度越大,产生的活塞风风速越大,相对压力越大,列车所受的空气阻力越大;列车通过隧道内某一测量点时,活塞风风速会发生突降,活塞风最大风速在列车尾流中形成;车头到达隧道入口时,最大压力突增,并很快达到最大值,随后逐渐减小;车尾到达隧道入口时,车尾最小压力突降;车身在隧道内时,车尾的最小压力波动较小;流线形列车所受的空气阻力约为钝形列车的0.5~0.7倍.     

路堤上运行的高速列车在侧风下的流场结构及气动性能

强侧风产生的气动力时高速列车的运行安全性有显著的影响。基于三维、定常、不可压N-S方程以及k-ε双方程湍流模型,采用有限体积法,对侧风作用下路堤上运行的高速列车进行数值模拟计算,所模拟的列车时速达350 km。通过分析侧风条件下列车周围的流场结构,得到了风速、车速与气动力之间的变化关系。研究结果表明,尽管所计算的列车外表几何形状简单,但其流场仍然非常复杂,列车背风侧将产生数个漩涡,漩涡的位置随车速、风速发生变化。车辆气动力随风速、车速的增加而逐渐增大。头车所受倾覆力矩最大,且其增长率也最大。     

强侧风对高速列车运行安全性影响研究

在列车空气动力学和系统动力学相结合的基础上完成了相关研究工作。论文首先在研究列车受侧向风力的气动力特性基础上,利用流体力学计算软件FLUENT进行数值计算,得到不同侧风风速和列车车速下作用于车体的侧风载荷值;接着,利用所建立的高速列车动力学模型,将得到的风载荷值作为外加载荷作用于列车,研究了侧向风速对直线运行列车运行安全性的影响特性;最后,参照高速列车运行安全性相关限定标准,提出不同侧风风速下高速列车的最高安全运行速度,为特殊风环境下我国时速200 km/h及以上动车组安全运行提供理论依据。     

不同风速风向条件下的列车风特性

采用数值计算的方法,并在风洞试验验证其准确性的基础上,研究在不同横风风速和风向角条件下,列车车身周围列车风的压力分布和风速变化。结果表明:在横风条件下,近地表区域列车风的压力峰峰值和风速极值均大于较高空间处的;相对于迎风侧而言,背风侧列车风的压力峰峰值和风速极值更大;随着横风风速的增加,同一位置处列车风的压力峰峰值变化更大,不同位置处列车风的风速极值呈现逐渐上升的趋势;风向角为45°时近地表区域和较高空间处列车风的压力峰峰值达到最大,在风向角从45°增至180°的过程中,列车风的压力峰峰值呈现下降的趋势;8+8编组时,列车风随环境风场的变化和头车附近壁面的压力分布状况与2+2编组时有相近的特征。     

列车通行条件下高速铁路人行天桥表面压力脉动研究

列车高速通过人行天桥底部正线时,桥体表面受到较大的瞬变气动荷载作用,引发桥体结构振动并影响到桥上旅客的舒适性以及桥体结构的疲劳寿命。通过数值仿真计算研究单列高速动车组以不同速度通过人行天桥时,天桥表面的气动载荷空间变化规律。结果表明:在本文计算条件下,车桥系统周围的流场达到了自模拟区,列车运行速度增加不会对天桥表面的气动压力系数造成较大影响;列车通过人行天桥底部时,天桥迎风侧以及底部依次出现压力先上升后迅速下降再上升的头波、中间车辆通过时的负压区域、以及压力先下降后迅速上升再逐渐衰减为0的尾波,桥底越靠近中心处压力变化峰峰值越大;天桥迎风侧仍然是对应于正线的测点头波压力变化峰峰值最大,同一测线上测点越高压力变化峰峰值越小。     

不同侧风模型下的高速列车安全性研究

为了研究适用于高速列车侧风安全性评价的风载模型和评价指标,基于均匀风假设和空气动力学结果建立了定常稳态风载模型,基于EN 14067—6—2010标准提出的瞬态风速分布模型和准静态理论建立了瞬态中国帽风载模型,基于AR模型建立了随机风载模型。建立了具有86个自由度的某高速动车组头车详细的动力学仿真模型,并将不同风载模型作为外部激励施加到车辆上。采用数值仿真方法,研究不同的风载模型和轨道激扰对运行安全性评价指标数值的影响,从而确定适合高速列车的风载模型和安全性评价指标,给出高速列车不同运行速度下的临界安全风速。结果表明,采用瞬态中国帽风载模型且不施加轨道激扰、用侧风倾覆系数评判运行安全性,适合我国高速列车的侧风安全性评价。     

侧向风作用下桥上列车交会过程的空气动力特性

以CRH3型高速列车为研究对象,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法和动网格技术,通过局部动态层变法实现对侧向风作用下桥上列车交会过程的动态模拟,研究侧向风作用下桥上列车交会过程的空气动力特性。结果表明:无侧风情况下桥上列车交会时所产生的交会压力波是导致列车气动力波动的主要原因;在侧向风的作用下车-桥耦合系统的空气动力特性表现出明显的三维时空特性;与无侧向风作用相比,在侧向风的作用下,两交会列车车体表面的整体压力分布已不再具有对称性,其中迎风侧列车所受风荷载较背风侧列车的大;在列车交会过程中,由于迎风侧列车对侧向风的遮挡效应,使得背风侧列车的风荷载突变更加剧烈,这对背风侧列车过桥的安全性和舒适性更为不利;随着列车运行速度的提高,列车的侧向力系数、倾覆力矩系数逐渐增大,而且其气动力系数在列车交会瞬间的突变更加剧烈。     

京沪高速铁路南京长江斜拉桥方案行车临界风速分析

提出一种在风荷载作用下对列车桥梁时变系统空间振动响应进行仿真计算的有效方法。针对京沪高速铁路南京长江斜拉桥方案。考虑脉动风沿桥梁纵向的空间相关性，随机模拟出沿桥跨若干点处的风速时程曲线，采用时域分析法对脉动风作用下高速列车通过该桥时的车桥时变系统动力响应进行较详细的分析。从安全性与舒适性两方面计算分析该桥列车行车的临界风速，得出了该桥能确保安全与舒适行车的预警风速和能确保安全行车的封闭桥梁风速。     

横风对列车通过曲线限制速度影响的数值研究

在简化列车外形的情况下,针对列车在不同风速下的气动力进行计算.为计算气动力,将三维雷诺平均N-S方程(RANS)结合k-ε湍流模型,用有限体积法将控制方程离散求解.用SIMPLE法耦合压力-速度场.在得出气动力的基础上,使用本文推导的横风作用下列车通过曲线轨道的限制速度公式,分析了气动升力、气动阻力对限制速度的影响.模拟计算结果显示,增大列车运行速度或横风速度都会增大列车的气动升力和气动阻力,并使之呈非线性增大的趋势.列车在高速、大横风情况下运行,以上2种非线性风险的影响使行车的安全性受到严重的威胁.升力的作用一般使列车通过曲线轨道的限制速度降低,而阻力对限制速度的影响主要取决于风向.     

铁路桥梁桥渡设计的几点建议

针对宣杭线水阳江特大桥 3座桥墩基础冲空病害 ,从河道水流变化状况以及流域外界环境的变化两个方面进行分析 ,为今后桥渡设计提出几点建议。     

自锚式悬索桥桥面板施工

介绍自锚式悬索桥桥面板的施工顺序、施工方案和模板架设。     

将铁路既有桥改为框构桥的施工技术

文章以京山线 1 1 0 # 桥为例 ,介绍在保证施工质量和安全的前提下移出既有梁、架设D型便梁、凿除既有桥台、顶进框构的施工工艺     

桥梁改建时便桥与便线的设计

在运营线的桥梁改建工程设计中,为不中断行车,一般采用修建便桥、便线的方法维持行车。文章介绍了桥梁改建工程设计中在不同情况和要求下,便桥与便线设计的几种方法。     

米家园则榆溪河特大桥桥式方案比选

包西铁路通道属包柳通道的组成部分，是陕北、内蒙古中西部与西南、华东、中南、关中及陕南等地区客货交流的便捷通道。米家园则榆溪河特大桥为包西铁路通道重点工程之一，该桥桥高55m，先后跨越榆溪河、国道G210、灌渠等。此桥桥址位于风积沙及黄土台塬区，部分桥梁位于古煤窑采空区，地质相对复杂，控制因素多，设计难度大。此文通过桥式方案比选，从梁部结构的选用、施工难易程度、水文条件优劣及工程造价高低等多方面进行综合比较，选择出较为合理的桥式方案。     

DF50/150型架桥机架梁施工技术

结合济德高速公路Ｋ１０４＋１５９公铁立交特大桥Ｔ梁的架设施工，介绍ＤＦ５０／１５０型架桥机的特点、主要结构及架设施工技术。     

体外预应力加固桥梁的试验研究

介绍利用体外预应力技术加固桥梁的技术特点,模拟实际工程中受弯构件的工作状况,分析体外预应力布筋方式及转向器等对试验梁的影响。     

沙坡头黄河特大桥主桥连续刚构箱形梁的施工

大桥位于黄河黑山峡峡口地带,全长1 341.5 m,宽26 m。主桥上部结构为65 m 2×120 m 65 m预应力混凝土连续刚构,共划分为17个梁段施工。其中0#与1#块采用托架支撑现浇,2#~14#块采用斜拉挂篮对称悬浇,边跨直线段采用托架支撑现浇,合龙段用挂篮底板和侧板设置吊架施工。     

粉砂土地质箱形桥及桥后路基病害整治

通过对粉砂土地质箱形桥病害与路基病害形成的病因分析 ,提出压密注浆的整治方案并取得一定的成效 ,并对类似病害的处理有实际的参考价值。