悬挂式单轨交通最小曲线半径及曲线限速研究

研究目的:悬挂式单轨交通目前在我国公共交通领域尚未有运营线路,相关研究资料较少,为适应国内山地城市和旅游城市对悬挂式单轨交通的发展需求,对悬挂式单轨交通技术标准进行研究具有重要意义。本文针对悬挂式单轨交通的特点,对悬挂式单轨交通的最小曲线半径及曲线限速值进行研究,提出各种运行速度下线路最小曲线半径的建议值,以及曲线速度限制值的计算方法,以期为悬挂式单轨交通设计及规范编制提供参考。研究结论:(1)悬挂式单轨交通线路平面曲线半径宜适应列车运行速度要求,当最高运行速度为60 km/h时,悬挂式单轨交通线路最小曲线半径可取200 m;当最高运行速度为50 km/h时,最小曲线半径可取150 m;(2)当不具备设置满足速度要求的曲线半径时,可按V=4.52R~(1/2)计算曲线速度限制值,且不大于列车的最高运行速度;(3)本研究成果对悬挂式单轨交通线路设计标准确定及规范编制具有参考价值。     

悬挂式单轨交通线路最小曲线半径的选择

悬挂式单轨交通具有转弯半径小、爬坡能力强等优点,是解决中小城市道路拥堵、旅游风景区交通的上佳方案。根据黄果树项目选购的车辆参数和转向架结构特点,分析了列车通过曲线时的摆动原理,确定了车体的摆动角度,计算了未被平衡横向加速度,进而计算得到不同列车运行速度对应的线路曲线半径。通过对悬挂式单轨交通与道路的适配性分析发现,二者线型配合性好。     

基于倾斜时变率的悬挂式单轨缓和曲线长度研究

悬挂式单轨在我国有很大的发展潜力,目前尚未形成统一的技术标准、规范,对线路缓和曲线长度的计算方法和公式进行研究。结合我国悬挂式单轨实验车型相关资料,分析车体摆动原理,通过借鉴类似轨道交通的成熟的计算理论,推导缓和曲线的计算公式,同时分析公式中的列车倾斜时变率的影响因素及合理值,最后进行检算和与国内外类似系统的公式进行对比。确定不同条件下线路缓和曲线计算公式,编制缓和曲线长度表,研究结论已经应用于黄果树悬挂式单轨工程。     

高速磁浮最小曲线半径及缓和曲线长度研究

研究目的:线路参数的确定是磁浮交通系统关键技术研究内容中的重要环节。本文基于行驶动力学理论,从旅客舒适度角度出发,对时速600 km高速磁浮线路最小曲线半径和缓和曲线长度进行初步研究。研究结论:(1)当线路横坡角小于10°时,平面缓和曲线最小长度主要受最大侧向冲击控制,横坡角继续增大后,则取决于最大横坡扭转率;(2)按横坡角最大值为8°考虑,建议一般和困难情况下最小平曲线半径分别取值11 650 m和10 550 m,缓和曲线最小长度取值670 m;(3)竖向曲线半径和缓和曲线长度的确定应区别考虑凹曲线和凸曲线,最小凹、凸曲线半径取值分别高达24 000～48 000 m、51 000～62 000 m,竖缓和曲线最小长度取值100～335 m;(4)本研究成果可为高速磁浮铁路选线设计提供一定的参考依据和数据支撑。     

珠三角城际轨道交通最小曲线半径及缓和曲线长度研究

由广东省单独投资建设并负责运营管理的珠江三角洲地区城际轨道交通网,运行速度、车辆选型、运营组织模式等既不同于地铁制式,又不同于国铁制式,现行有关轨道交通方面的设计规范均不能完全适用,线路平纵断面设计参数需要另行研究选定。根据珠江三角洲地区城际轨道交通线网特点、运营特点、车辆选型和服务功能,参考现行有关轨道交通的设计规范或设计暂行规定的原理、原则、理论依据和计算公式,对珠江三角洲地区城际轨道交通平面最小曲线半径及缓和曲线长度进行了分析研究,提出了有关参数选择意见。     

既有线提速时无缓和曲线最小曲线半径的探讨

既有线提速时无缓和曲线的最小曲线半径标准，没有现行的规范或标准可利用，本文对国内、国外无缓和曲线的最小曲线半径计算方法进行了分析、归纳，并提出了自己的观点。     

悬挂式单轨列车曲线通过性能分析

曲线通过性能分析是转向架设计的基础之一。使用多体系统动力学软件建立悬挂式单轨列车-轨道系统60自由度动力学模型,模型考虑轮胎-轨道接触非线性,空气弹簧和抗横摆减震器弹簧非线性。模拟悬挂式单轨列车通过曲线轨道时导向轮与轨道间法向接触力的动态变化过程,研究了空气弹簧水平刚度和轨距变化对转向架曲线通过性能的影响。结果表明:悬挂式单轨列车转向架具有不同于传统轨道车辆的曲线通过形态;空气弹簧水平刚度对转向架的曲线通过形态和导向轮法向接触力有显著的影响,水平刚度为0.01 MN/m时,相较于水平刚度0.1 MN/m,最大导向轮轨法向接触力可减小63.2%;轨距变化对转向架的曲线通过性能影响不明显,减小空气弹簧水平刚度可改善转向架的曲线通过性能。     

悬挂式单轨车辆曲线通过性能分析

分析悬挂式单轨车辆的转向架结构及组成,建立相应的SIMPACK动力学仿真模型,总结悬挂式单轨车辆通过曲线时的受力分布和力矩平衡公式。应用控制变量法分别研究曲线通过速度、导向轮轮轨间隙和导向轮径向刚度对车辆曲线通过性能的影响。仿真结果表明,导向轮径向载荷随曲线通过速度和导向轮轮轨间隙的增大而增大,随导向轮径向刚度的增大而减小。其中,导向轮轮轨间隙对构架的横向加速度影响较大,对车体横向加速度影响较小。     

线路平面设计中如何作好最小半径曲线的缓和曲线配搭

通过对最小曲线半径的影响因素及缓和曲线长度确定的分析，就线路平面设计中（尤其在既有线改建和增建二线时）如何结合行车速度和地形条件，合理选配最小半径曲线的缓和曲线长度，以达到节省工程的目的。     

悬挂式单轨双线曲线轨道梁的设计研究

悬挂式单轨的轨道梁既是承重结构,又兼作车辆的走行和导向轨道.为保证列车运行的安全性和舒适性,车辆系统对轨道梁在列车荷载作用下的变形有严格的要求.由于轨道梁为底部开口的薄壁钢结构,抗扭刚度较小,导致曲线轨道梁适用跨径较小,给工程建设带来困难.提出在左右线轨道梁之间设置横梁的结构方案,增加轨道梁的整体刚度,有效减小曲线轨道...     

悬挂式单轨列车关键悬挂参数研究

采用大型多体动力学软件Universal Mechanism建立悬挂式单轨列车系统动力学模型,模型中考虑了各减振器、弹簧、止档的非线性特性,以及橡胶轮胎-轨道的非线性作用特性。通过数值积分求解车辆的动态响应,对单轨列车关键悬挂参数进行研究。研究表明:导向轮高度应尽量放低,与轴心高度一致较为合理;导向轮与导向轨应有一定的预压,但不宜过大;横向减振器等效阻尼应取50 k N·s/m以上,以保证车辆横向平稳性的同时,让车辆进出曲线时横向振动能够快速收敛;垂向减振器等效阻尼取30~40 k N·s/m能够保证车辆具有良好的垂向平稳性。     

悬挂式单轨交通水平曲线地段设备限界加宽研究

悬挂式单轨交通主要适用于道路狭窄或者建筑密度大的特殊地区,通常这些地区设置曲线段较多。曲线段的设备限界直接影响工程可行性、工程投资以及行车安全等问题。悬挂式单轨交通系统与传统轨道交通系统差异较大,目前国内外暂无可直接利用的限界相关规范和标准,为此,以德国H-BAHN型悬挂式单轨车辆为例,通过对车辆结构的分析研究,进而分析水平曲线地段的设备限界加宽因素和计算公式,并采用研究的相关公式计算得出曲线段内侧和外侧的加宽量。     

悬挂式单轨交通线路技术标准研究

以最大倾斜角度为6.5°、最高行驶速度为50 km/h的悬挂式单轨车辆为例,对悬挂式单轨交通线路的技术标准进行了研究。首先分析了悬挂式单轨车辆区别于传统钢轮钢轨车辆的受力特性,在此基础上,以悬挂式单轨车辆最大倾斜角度、最高行驶速度、允许的未被平衡离心加速度为参数,提出了悬挂式单轨交通线路最小圆曲线半径的计算方法,计算了不同速度条件下的最小圆曲线半径;提出了基于列车倾斜时变率和未被平衡离心加速度时变率的缓和曲线长度分段计算理论和方法,计算了不同曲线半径、不同行驶速度下的最小缓和曲线长度;提出了悬挂式单轨交通线路的最大坡度、竖曲线半径和最小坡段长度等控制指标。     

悬挂式单轨线路设计研究

悬挂式单轨是一种高架敷设的中低运量轨道交通制式,具有爬坡能力强、噪声小、工程造价低、施工周期短等优势。但目前,由于国内悬挂式单轨项目实践经验较少,缺少统一的线路设计标准,其发展面临诸多问题。为解决上述问题,文章参考相关地方标准及工程设计经验,从线路平面、纵断面、配线设计等方面对悬挂式单轨线路设计内容进行探讨,研究线路设计过程中各参数(如线路平面最小曲线半径,缓和曲线、圆曲线、夹直线最小长度,最大纵坡坡度等)的取值并提出建议参考值,以期为悬挂式单轨线路设计提供借鉴。     

悬挂式单轨道岔结构设计研究

作为城市轨道交通新制式的代表,悬挂式单轨具有广阔的应用前景.道岔系统是悬挂式单轨的关键部件之一,为指导悬挂式单轨道岔结构设计,针对悬挂式单轨工程特点,在对比3种悬挂式单轨道岔结构设计原理和工程适用性能的基础上,以具体的工程建设项目为背景,从道岔结构类型、设计参数、结构方案、接口设计几个方面进行系统研究.结果表明,倒T形...     

悬挂式单轨列车通过曲线段的动力性能

基于多体动力学理论和模态叠加法建立了悬挂式单轨交通系统车桥耦合动力学模型,分析了轨道梁布置方式、曲线半径和跨度对车桥动力响应的影响。分析结果表明:列车通过单线桥曲线段时,不同轨道梁布置方式对车桥动力响应影响显著,单线桥曲线段轨道梁布置在曲线内侧可同时降低车辆和桥梁结构的横向位移;轨道梁跨中横向位移随跨度和曲线半径增大而增大,导向轮径向力可抑制轨道梁因受车辆重力作用产生的横向变形;为减小车辆与桥梁结构的横向位移,悬挂式单轨交通系统小半径曲线段桥梁跨度宜为15 m。     

悬挂式单轨交通线路设计

在从事贵州黔东南、成都大邑、陕西韩城等地多个悬挂式单轨交通项目的设计基础及实践经验上,对悬挂式单轨交通线路技术标准进行分析。通过理论计算,明确线路标准的数据及参数。对不同地段线路平面、纵断面设计方法进行总结,提出在路中、路侧、沿河及地下敷设等线路的布置形式。同时,对应着重考虑的因素,线路设计中的特殊问题以及优化设计的建议进行论述,提出在平面与纵断面组合设计时的注意事项,供业内人士在类似项目设计中参考。     

悬挂式单轨平面圆曲线乘客舒适度控制标准取值研究

乘客舒适度标准是确定线路平纵断面设计参数最为重要的控制指标,也是必须满足的强制性指标。为合理平衡乘客舒适度与工程建设成本之间的跷跷板关系,通过系统总结国内外各种现有制式取值标准,就悬挂式单轨乘客舒适度控制标准取值开展理论分析研究,并提出相应建议。与平面圆曲线半径相关的乘客舒适度指标为车体偏转角及未被平衡离心加速度,随着偏转角和未被平衡离心加速度数值的增加,其对最小圆曲线半径的影响逐渐减弱,恶化舒适度条件并不完全等同于工程效益的减小。悬挂式单轨最大偏转角理论上可突破传统轮轨铁路7.7°的限制,但增大偏转角对限界造成的影响不可忽略。人体可忍受的振动持续作用时间与未被平衡离心加速度大小成反比,将加速度控制在0.4～0.8 m/s~2是合理的。     

悬挂式单轨列车研制及试验

文章以中车资阳机车有限公司参与建设的2条试验线为背景,介绍了悬挂式单轨列车研制过程中的设计原则、总体参数取值依据、总体实施方案以及转向架、电气控制系统、制动系统、救援设备等关键子系统的实施方案。同时,解析了列车运行平稳性、运行姿态、运行噪声等关键性能的试验测试数据,描述了试验过程中出现的具体问题和状态表现,分析了相关问题发生的原因,介绍了逐步优化改进、确定相关设备最佳结构和最优参数的过程。相关经验可为后续类似产品的设计开发提供参考。