山区旅游观光铁路车辆选型探讨

旅游观光铁路作为一种新兴的旅游体态,在丰富景区交通方式、带动景区旅游发展方面起着重要的作用。旅游观光铁路车辆制式的选定更是旅游观光铁路选线、勘察、设计的关键前提。本文在介绍国内外现有车辆制式的基础上,分析比较了齿轨制式、普通轮轨制式、单轨制式、缆索制式和磁悬浮制式在旅游观光铁路上的适应性,并推荐了适合山区旅游观光铁路的车辆制式及主要技术参数。     

齿轨铁路发展及应用现状综述

齿轨铁路是一种专用于地势起伏较大的线路的交通形式,其主要特点是在列车转向架中部装有驱动齿轮,在坡道区域驱动齿轮与地面上的齿轨啮合提升爬坡能力。齿轨铁路在国外山区得到了普遍应用,在国内也有正在建设的旅游线路。齿轨铁路具有车辆爬坡能力较强、运载能力高于缆索铁路及建设对环境破坏小等优点,十分适合作为山地观光线路。首先对齿轨铁路的历史及技术进行介绍,阐明常见的几种齿轨铁路车辆及轨道的特点,对齿轨车辆转向架形式及驱动制动等相关技术进行说明。列出国外现有较为典型的齿轨铁路简介。最后对未来国内应用的齿轨车辆发展方向做出分析,并预测了齿轨铁路在国内的应用前景。     

齿轨铁路轨道系统技术研究

齿轨铁路作为一种新型城市轨道交通制式,正在国内大力推广,但尚无运营案例.结合国外齿轨铁路建设和运营经验,对齿轨铁路轨道结构关键技术,如齿轨尺寸及加工、齿轨与轨枕连接方式、轨道锚固、轮轨-齿轨过渡和道岔等进行了研究与归纳,并提出无缝齿条和有砟固化等理念.     

现代齿轨铁路有砟道床阻力及轨道力学特性

齿轨铁路具备优越的爬坡性能,国外多铺设于山区旅游线路,我国尚无应用.针对齿轨铁路线路坡度大的特点,基于离散单元法建立大坡度有砟道床离散元模型,研究道床纵向阻力随坡度变化规律,并以所得结论为基础,建立齿轨铁路空间耦合有限元模型,对Strub模式齿轨铁路轨排稳定性及结构受力变形进行计算分析.研究结果表明:(1)道床纵向阻力...     

齿轨铁路道岔可动齿轨转换系统设计及仿真分析

齿轨铁路为国内新型制式交通,为解决齿轨铁路运行中岔区股道转换问题,保证齿轨列车顺利通过齿轨岔区,通过对比现有齿轨道岔结构形式及结构特点,基于齿轨覆盖可分式道岔提出一种岔区可动齿轨转换机构。基于该齿轨转换系统结构建立三维有限元模型,并利用ADAMS软件对该齿轨转换机构进行动力学仿真,分析连杆机构中各部件的运动受力情况,同时使用ANSYS软件分析该齿轨转换机构的应力分布情况。研究表明：设计的岔区可动齿轨转换机构无死点,在运行过程中安全可靠;可动齿轨运动过程中,转辙机动作杆受力满足最大输出力要求;各连杆机构部件最大等效应力均小于其许用应力,满足机构静力学设计要求。     

齿轨铁路齿轨系统及轨下基础研究

齿轨铁路采用齿条与齿轮相啮合的方法,以提高线路的爬坡能力.齿轨铁路轨道由齿轨系统、钢轨、轨枕、道床等组成,适用于以旅游观光为主的大坡度山区.具有爬坡能力强、占地面积小、建设对环境破坏小等优点,已在国外得到大量使用,我国在多个旅游地也规划了齿轨铁路.系统研究齿轨系统的种类、轮轨-齿轨过渡装置、齿轨轨下结构,研究表明:在齿...     

齿轨铁路活性粉末混凝土轨枕结构与力学性能研究

齿轨铁路以其爬坡能力强、缩短线路长度、占地面积小等技术优势,在我国以观光旅游为主的大坡度山地轨道交通领域具有广阔的应用前景。齿轨铁路轨枕是轮轨系统重要传力部件,其受力特点和应用环境与普通铁路轨枕区别较大,基于山地齿轨铁路的工程特点,通过分析齿轨铁路轨枕技术需求和活性粉末混凝土用于齿轨轨枕的性能特点和设计配比,提出齿轨铁路活性粉末混凝土轨枕结构方案,并通过理论分析和试制试验研究了轨枕结构的力学性能。结果表明,山地齿轨铁路轨枕应满足轨排结构稳定性保持能力、较高的结构强度、易于养护维修、较好的抗震性能的技术需求。活性粉末混凝土具有超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的材料特点,采用RPC140混凝土,8根?7 mm螺旋肋钢丝双层配筋,截面高度160 mm的混凝土轨枕结构,可满足12 t设计轴重、40 km/h最大时速的齿轨铁路承载能力要求。     

基于静力学分析的齿轨铁路接触轨中心锚结方案研究

齿轨铁路接触轨是齿轨铁路牵引供电系统的重要组成部分,其结构可靠性对牵引供电安全至关重要.本文针对250‰坡度齿轨铁路接触轨系统建立了 3种不同中心锚结结构的三维模型以及有限元模型,完成了 3种齿轨铁路接触轨模型在自重载荷下的静力学仿真,并评估了 3种中心锚结的结构可靠性.结果表明:两绝缘支架式的中心锚结结构接触轨出现了...     

张家界七星山齿轨铁路轨道技术研究

国内尚无齿轨铁路客运案例,国外已运营线路主要采用有砟轨道,道床稳定性差,道砟易滑落,线路养护维修工作量大。以七星山观光火车旅游项目为背景,基于我国既有成熟的无砟轨道运营经验,提出适用于齿轨铁路的无砟轨道技术:(1)齿轨铁路桁架枕式无砟轨道结构能够在超大坡道地段适应不同线下基础,并具有轨枕与道床联接性强、轨道结构纵向稳定性好、养护维修工作量小的优点;(2)Strub系统结构原理简单明了、易于加工制造、养护维修简单、性价比高;(3)旋转圆盘式齿轨股道转换结构使齿轨列车从一股道平稳、可靠地进入多股道,可大幅减少道岔设备配置数量和场段占地面积。相关结论可为齿轨铁路在国内的建设与运营提供参考,为齿轨铁路的研究工作提供新思路与新方向。     

齿轨铁路的线路设计参数研究

以张家界七星山观光火车项目为研究背景,在参考传统轮轨线路计算理论的基础上,根据齿轨车辆与齿轨线路空间线形的匹配关系,结合齿轨车辆运行的安全、平顺和舒适度要求,从静态计算角度初步拟定了齿轨铁路的线路主要平纵断面设计参数,提出了齿轨线路圆曲线、缓和曲线、线间距、最大坡度、竖曲线、坡段长度的建议取值范围,可为我国齿轨铁路建设...     

齿轨铁路设计规范编制中桥梁荷载取值研究

齿轨铁路是登山旅游轨道交通适宜的方式,国外已有多处建成实例,我国在此区域仍属空白。齿轨铁路建设需要编制设计规范,桥梁荷载取值是规范编制的重要研究环节。通过对齿轨及轮轨系统分析,大坡度齿轨荷载取值可参照现有轨道交通规范。在桥梁荷载一节,根据齿轨的大坡度以及轨道制式不同,按动态和静态状况进行比较分析,得出结论:(1)大坡度不会导致恒载、活载等产生额外的水平分力,不会对桥墩构造尺寸造成影响,但列车牵引制动力会增大,列车性能需要提高;(2)轮轨及齿轨的轨道制式不同,齿轨桥梁荷载的牵引制动力不能简单参照现行轨道交通规范中竖向力的10%～15%考虑,应大于此数值;(3)离心力与牵引制动力叠加时,不应对牵引制动力进行折减;(4)冲击系数及横向摇摆力国内研究较少,从齿轨与轮轨的异同点出发,对齿轨上可能导致参数变化的各种因素进行定性分析。     

旅游轨道交通桥梁设计特点分析——以张家界市旅游轨道交通为例

旅游轨道交通是一种新型的交通方式,受地形及增加景区收益属性要求,以往选线及桥梁设置理念已不能满足要求。针对桥梁与旅游轨道的适宜性分析,总结旅游轨道交通桥梁设置的特点。运用力学公式、有限元软件对大纵坡、小半径空间复合曲线梁体及落石防护等进行计算,以及对景观设计发展进行探讨,得出结论:七星山地形适宜采用山底轮轨、登山段齿轨、山顶悬挂式空轨的多制式组合系统;梁端部加牛腿的构造可有效简化外界受力,适应大纵坡下梁体设置;小半径空间复合曲线梁的计算复杂,空间多自由度力学问题研究不足,需要进一步研究;大纵坡,小半径条件下宜多采用连续刚构桥式;旅游轨道桥梁应重视外观概念设计,以增强景区适应性,我国桥梁亟需提高景观概念设计及研究水平;高桥段落落石防护宜采用桥梁和防护结构一体化结构;桥梁装配式施工的核心问题是构造尺寸标准化设计,需进一步加强研究。     

旅游景区对城市轨道交通规划与设计的影响——以沈阳轨道交通旅游专线为例

规划中的沈阳轨道交通旅游专线穿越沈阳棋盘山旅游景区,线路采用跨坐式单轨交通制式.通过对线路走向、轨道与车辆制式的选择,以及车站设置、高架结构设计等方面的分析,探讨了旅游景区对城市轨道交通规划与设计的影响.该线路充分考虑了与既有或规划道路的结合,采用了对景区环境影响小的轨道及车辆制式,在车站设置和高架结构设计上做到了与景...     

山西中南部铁路壶关至红旗渠段长大坡道缓坡设置研究

山西中南部铁路是一条新建的万吨重载煤炭运输通道,是国内首条研究30t大轴重万吨列车运行安全的铁路,铁路线路平纵断面、车站分布等的设计,需满足万吨级列车的循环制动与纵向冲动等要求。运用列车纵向动力学仿真软件指导重载铁路的设计,通过对不同机车牵引万吨单编列车的纵向动力学仿真研究,特别是万吨列车在不同坡度坡道上的制动限速、制动距离,以及长大下坡道困难区间操纵运行的安全性和纵向冲动,研究山西中南部铁路壶关至红旗渠段长大坡道缓坡设置问题,以满足万吨重载列车在非正常情况下的运行、养护维修及救援要求。研究结论为:壶关至红旗渠间居中位置应增设缓坡1处,并配备救援设备。研究结论已应用于项目设计,在壶关至红旗渠间增设了平顺站,并设机待线,配备双机重联救援机车。     

城际铁路地下车站平坡设置研究

城际铁路地下车站普遍采用2‰的坡段以解决纵向排水问题,但设置2‰的纵坡不仅增加车站土建施工难度,还对后期的设备安装、装修等带来诸多不便。文章根据相关设计规范,结合线路平面条件、车站布置、隧道断面等,分析城际铁路与地铁纵断面设计异同、地下车站设置平坡对排水产生的影响,并提出解决方案。研究认为,城际铁路地下车站内排水可通过垫层找坡、底板找坡等方式解决,隧道内排水可通过沟底找坡方式解决。端头为直线的地下车站可设置为平坡;端头为曲线的地下车站不宜设置为平坡,需根据缓和曲线、竖曲线、道岔等参数计算确定。     

高速铁路长大桥梁CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道无缝线路影响因素分析

研究目的:当大跨度连续梁桥上铺设了CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构之后,其梁轨相互作用机理更加复杂,原有的计算方法、计算模型及设计参数可能不再适用。针对既有研究的不足,本文基于有限元方法建立纵横垂向空间耦合模型,对道床板和底座板年温差、扣件纵向阻力、橡胶垫板弹性模量和隔离层摩擦系数等设计因素的影响规律进行计算与分析,为高速铁路长大桥梁CRTSⅠ型双块式无砟轨道无缝线路的设计参数的选择提供参考。研究结论:在进行设计与检算时,应根据不同地区的实际情况分别选取当地不同的年温差作为道床板和底座板的温差取值;通过在桥上采用小阻力扣件,可以明显降低钢轨最大纵向附加力及轨道结构的受力,但当扣件纵向阻力较小时,在长大桥梁的梁端处,扣件的爬行量较大,需要重点加以关注;在限位凹槽周围侧面应设置高弹橡胶垫板;道床板和底座板之间应尽量采用较小摩擦系数的隔离层。     

时速200 km客货共线铁路遂渝线软土路基设计

研究目的:通过对遂渝铁路复合地基设计计算数据与现场施工实测数据的对比分析,明确200 km/h铁路地基处理主要受沉降控制而非稳定控制,找出理论计算值与现场实测值的关系,为以后客运专线地基处理设计积累经验。研究方法:以粉喷桩和碎石桩复合地基加固为例,通过理论计算与实测数据的对比分析,用现场实测数据来修正我们的理论设计,以完善我们的理论计算。研究结论:遂渝铁路采用粉喷桩和碎石桩加固处理软粘土地基是可行的、经济合理的;在进行200 km/h铁路及速度目标值更高的客运专线复合地基设计时,应以沉降控制为主,稳定性控制次之;粉喷桩和碎石桩等复合地基路堤的总沉降以施工期的地基沉降为主,工后沉降同样以地基沉降为主,工后沉降速率最大的是路堤竣工后前半年左右,之后趋于缓和。     

地铁线路纵断面设计探讨

地铁线路尤其是地下线路的纵断面设计不同于常规铁路的线路纵断面设计,针对其自身特点,结合天津地铁1、3、6号线等具体工程设计实践,论述车站和区间线路埋置深度、车站站坪及站端节能型坡度设计、竖曲线与最小坡段长度的配合、区间线路纵坡设计,论述最大坡度的设置条件及注意事项,并着重就现行《地铁设计规范》对相邻坡度差最大限值尚无明确规定的问题,从行车平稳性和乘客舒适度、方便设计、有利施工、减少轨道养护维修等方面进行较深入研讨,并提出建议性意见:坡度差限值30‰,困难时35‰。