我国铁路列车荷载图式的研究与应用北大核心

随着我国铁路运输的发展,不同类型线路的运营列车在轴重、速度、运输密度等方面都有较大差异,单一列车荷载图式难以反映新形势下的铁路运输状态。本文回顾了我国铁路列车荷载图式的研究和发展情况,介绍了各种类型荷载图式的适用范围和应用中需注意的问题,并提出列车竖向动力作用、列车纵向作用力等需要进一步研究的问题。     

《铁路列车荷载图式》制定研究

铁路列车荷载图式是铁路列车对线路工程结构静态作用的概化表达形式,主要用于铁路桥涵结构的设计。随着我国铁路运输的发展,不同类型线路的运营列车在轴重、速度、运输密度等方面具有较大差异,单一列车荷载图式难以反映新形势下的铁路运输特征。自20世纪90年代以来,我国研究制定了适用于高速铁路、城际铁路、客货共线铁路、重载铁路的列车荷载图式,形成了铁道行业标准TB/T 3466—2016《铁路列车荷载图式》。回顾我国铁路列车荷载图式的研究和发展情况,重点对各种类型荷载图式及相应动力系数的研究思路进行研讨,并提出进一步研究方向。     

铁路桥梁设计动力系数研究进展

随着我国铁路运输的发展,单一的列车荷载图式难以反映新形势下的铁路运输状态。我国铁路于2017年颁布实施了TB 3466—2016《铁路列车荷载图式》,对客货共线、重载、高速和城际铁路应采用的列车荷载图式及应用方法进行了规定。与图式配套的动力系数还未开展相关研究,桥梁设计时只能沿用既有规定。针对这种情况,本文对国内外动力系数的研究进展及应用现状进行了系统调研和分析。研究发现由于各国的运输模式不同,采用的荷载图式和配套的动力系数均有所差别。我国须要对既有动力系数的适应性展开研究,并进一步完善设计动力系数体系。     

市域铁路列车荷载图式的研究

铁路列车荷载图式是铁路列车对线路静态作用的概化表达形式,主要用于铁路桥涵结构的设计。本文针对市域铁路列车荷载图式,概述了我国市域铁路的运输特征和主要运营列车及参数,介绍了国内外市域铁路列车荷载图式的主要形式及特点,研究制定了我国市域铁路列车荷载图式——ZS荷载。提出的ZS荷载图式能够较好地包络不同类型运营列车的荷载效应,各跨度范围内储备基本均匀,并预留了不小于10%的荷载储备。同时,计算给出了ZS荷载图式与主要运营列车及施工、运维荷载之间的储备关系。     

40t轴重专用铁路列车荷载图式的制定研究

针对40吨轴重专用铁路制定设计列车荷载图式,研究首先从列车荷载图式和安全储备系数的角度,对重载专用铁路与一般线路的差别进行了探讨分析,提出了重载专用铁路列车荷载图式的型式以及合理安全储备系数;以现有40t轴重矿石车为原型,按荷载效应等效的原则将其概化为图式的型式,根据安全储备系数取值建议,将概化图式轴重参数提高10%,形成40t轴重矿石车列车荷载图式。该图式对于列车的储备在不同跨度范围内较为均衡。同时通过比较荷载效应,掌握图式与国内外现行重载铁路列车荷载图式的差异。     

40t轴重专用铁路列车荷载图式的制定研究

针对40 t轴重专用铁路制定设计列车荷载图式,研究首先从列车荷载图式和安全储备系数的角度,对重载专用铁路与一般线路的差别进行探讨分析,提出重载专用铁路列车荷载图式的型式以及合理安全储备系数;以现有40 t轴重矿石车为原型,按荷载效应等效的原则将其概化为图式的型式,根据安全储备系数取值建议,将概化图式轴重参数提高10%,形成40 t轴重矿石车列车荷载图式。该图式对于列车的储备在不同跨度范围内较为均衡。同时通过比较荷载效应,掌握图式与国内外现行重载铁路列车荷载图式的差异。     

铁路列车活载图式

列车活载图式是设计各类铁路工程结构的主要依据。随着铁路牵引动力的发展、运输组织的变化和客运快速化、货运重载化,现行桥梁规范使用的中-活载标准已难以反映列车活载的实际情况和发展,需要修改。根据使全路设计活载图式一致,遵循客运、货运铁路按各自特点作不同规定的原则,提出由基本设计图式和长大重车检算图式组成的中-活载(2005)图式。其基本图式为中间4个集中荷载,两边无限长均布荷载。活载标准分为城际轨道交通、客运专线、客货共线和货运专线四级。增加的长大重车检算图式对有通过长大车要求的桥梁在中跨度范围得到加强。在增加投资较少的前提下,使桥梁安全储备综合指标更加均衡和合理,改善实际结构性能,提高结构的安全度。中-活载(2005)图式和相关规定满足铁路运输当前和远期发展的需要,也满足大型货物车辆运行的需要。     

区段内列车晚点传播理论的研究

铁路运输企业如何适应运输市场需要，加速运输管理体制改革，已成为当前我国铁路运输企业改革的重要课题，作者认为，发达的运输市场经营机制，必要求有高标准的运输系统质量与之相适应，基于这一认识出发，本文强调了在我国长期被忽视的铁路运输列车工作质量问题，并通过对区段内各类运行列车组间第一层次和高层次列车晚点传播过程及其传播规律的研究，定义了列车后效晚点时间，必要列车运行图缓冲时间和列车运行工作时间质量指标等     

列车荷载图式对桥上无缝线路纵向力的影响分析

桥上无缝线路纵向力计算分析是桥梁和轨道专业的重要工作内容,本文以新发布的《铁路列车荷载图式》为背景,针对新发布的荷载图式与以往中-活载的差异,结合轨道和桥梁的实际设计参数,深入计算分析不同荷载图式的无缝线路纵向力,并将新荷载图式与中-活载的计算结果进行对比,掌握不同荷载图式对无缝线路纵向力的影响规律。研究成果为采用新的荷载图式进行无缝线路纵向力计算、桥梁和轨道设计检算提供支持。     

我国客货共线铁路列车荷载图式深化研究

随着我国高速铁路网建设和投入运营,通过高效利用既有客货共线铁路发展重载运输是铁路货运发展的主要方向之一。既有客货共线铁路是货运网络的主体,由于受既有设计列车荷载标准制约,为避免大范围改造线路基础设施,铁路通用货车宜定位为轴重270 k N、载重800 k N级;新建客货共线铁路桥涵结构应能适应大轴重铁路通用货车的开行要求。根据铁路货运机车和车辆的作用特征、货车每延米重与轴重不同比增长关系等因素,为提高设计列车荷载图式对中小跨度桥涵结构和影响线加载长度短的杆(构)件加载效应,同时避免过大荷载等级系数z的取值,将中-活载(2005)图式中特种荷载集中力量值由250 k N修订为280 k N。