列车脱轨分析理论与控制脱轨的桥梁横向刚度限值研究

针对我国既有线部分桥梁横向刚度不足引发列车脱轨的情况,进行列车脱轨机理、列车脱轨分析理论以及铁路桥梁横向刚度限值研究.主要研究内容和结论如下.     

铁路钢桥横向刚度限值分析

根据对发生过脱轨事故桥梁的分析,得出桥上列车脱轨的主要原因是桥梁横向刚度不足。多起桥上列车脱轨事故表明:现有铁路钢桥横向刚度限值不能预防列车脱轨,原因是现有桥梁横向刚度限值分析方法不能分析桥上列车走行安全性。基于列车脱轨能量随机分析理论,提出新的铁路桥梁横向刚度限值分析方法。具体步骤是:建立具有安全系数的预防脱轨条件,确定在设计车速下预防脱轨的桥梁横向刚度限值,代入此值检算桥上列车走行平稳性与舒适性。该方法确定的桥梁横向刚度限值既能保证列车平稳舒适运行,又可防止脱轨。运用此方法,制定的提速线32和40 m上承式钢板梁桥的横向刚度限值分别是主梁中心距为2.36和2.55m,提速线3×80连续钢桁梁桥的横向刚度限值是主桁中心距为6.61 m。     

转向架横向悬挂刚度对直线高速货车脱轨的影响

应用２９个自由度的车辆动力学模型研究直线轨道上较高速度货车脱轨的问题。文中探讨了通过改变转向架悬挂刚度来提高直线路上较高速度货车脱轨稳定性的可能性，通过计算得出轮对蛇行运动的分叉图。     

铁路货车的脱轨原因与对策

介绍俄罗斯铁路运输科学研究院通过对1996年--2007年俄罗斯铁路脱轨事故的调查,找出造成脱轨的四大原因,提出应在组织管理和技术设备方面采取措施,防止脱轨的发生。     

横向振幅超限桥梁上的列车运行安全性分析

采用车桥系统空间振动计算模型,基于列车脱轨能量随机分析理论,对京沪线南京长江大桥128 m简支钢桁梁桥、京通线烟囱沟桥及东沟桥、京广线颖河桥等4座横向振幅超限桥梁的列车运行安全性、舒适性及平稳性进行计算和分析。结果表明:南京长江大桥128 m简支钢桁梁桥允许货物列车以80 km.h-1及以下车速通过;在烟囱沟桥,货物列车宜限速50 km.h-1运行;在东沟桥,货物列车宜限速60 km.h-1运行;在颖河桥,货物列车可以按设计车速(80 km.h-1)及以下速度运行。研究结果已分别被上海、沈阳及郑州铁路局采纳。     

提速客车通过限速钢桥的试验和动力分析

研究了提速客车车辆的动力性能,与空载货车相比,客车的脱轨系数(Q/P)小,脱轨安全度不是桥梁横向刚度限值的控制因素.根据实测试验数据和车桥耦合振动理论分析,当提速客车以140 km·h-1和160 km·h-1的车速通过限速半穿式钢桁梁桥及下承钢板梁时,车辆具有富裕的脱轨安全度,车辆舒适度达到良好等级;桥梁跨中横向振幅Amax随车速增加增大,但Amax的绝对值较小,未超过1978年检规的参考限值.本文分析了提速客车以160 km·h-1的车速通过32 m下承式钢板梁桥时的竖向共振特性,竖向共振没有使主梁动挠度最大值增加,不是桥梁竖向刚度的控制因素.文章最后讨论了钢桥横向振幅出现跳跃点的现象,建议当过桥车速超过140 km·h-1时应采用无缝线路或采取桥上轨缝冻结措施.     

货车脱轨自动制动装置的研制

简述了货车脱轨自动制动装置的研制情况,并介绍了其结构、作用原理、技术特点、试验及装车运用情况。     

基于脱轨系数安全标准的铁路货物重心横向容许偏移量的研究

装车后货物重心在车辆上的位置是否合理直接影响到车辆运行稳定性.我国现行<铁路货物装载加固规则>规定货物重心偏离车辆纵中心线不得超过100 mm,系引用前苏联20世纪50年代标准,缺乏相应的依据.现从理论上研究满足脱轨系数要求的货物重心横向容许偏移量.根据车辆在运行中的受力分析,研究确定货物重心横向偏移量与脱轨系数之间的关系模型,考虑容易引起车辆脱轨的最不利条件分别设计了相应的装载工况和运行工况,依据模型确定各种装载工况和运行工况组合下的货物重心横向容许偏移量.     

城市轨道交通桥梁设计的横向摇摆力与脱轨状态检算

根据铁路车辆及上海轨道交通3号线上实测车辆横向加速度值,建议横向摇摆力取轴重的10%.按目前承轨台构造,车辆偶然脱轨后可能横向偏移左右各1.75m.建议按偶然荷载状态检验桥面板强度及单线桥梁(包括墩身)的整体稳定性.     

金温线横向振幅超限桥梁的列车走行性分析

金温线部分桥梁横向振幅超过<检规>规定的行车安全限值,运营部门担心存在脱轨危险,急需对这些桥梁列车走行性进行评估,以便采取适当的处理措施.建立列车-桥梁系统振动计算模型,运用列车脱轨能量随机分析理论,分析了金温线4座预应力混凝土梁桥的列车走行性.分析结果表明:在现行行车条件下,武义江桥、岭下桥与好溪桥列车走行安全性、平...     

铁路钢板梁桥上货物列车脱轨全过程仿真

基于列车脱轨能量随机分析理论,提出了桥上列车脱轨全过程的计算方法。根据此方法,对我国京山线老滦河桥及京广线黄河桥等2座钢板梁桥上的货物列车脱轨全过程进行计算,得出列车脱轨时的车-桥系统振动响应。研究结果表明:列车脱轨时,脱轨系数、轮重减载率及桥梁横向振幅都非常大,远远超过规范规定值;脱轨时间非常短,约在0.2 s以内。与有关文献研究结果一致。该方法对于桥上列车脱轨事故再现及预防具有一定现实意义。     

铁路钢桥疲劳研究进展

近年来,我国铁路的运输格局发生了较大变化:一方面,建成了大量的高速铁路,铁路钢桥跨度不断增大,同时出现了大量新型构造细节;另一方面,既有铁路将逐步以货运为主,钢桥面临着轴重增加和运量增大的挑战。此外,我国将新建轴重30 t级专用重载铁路,在轴重显著增加的情况下,钢桥构造细节的疲劳问题也更为严峻。疲劳一直是钢桥研究领域中一项重要的课题,在新的运输形势下,新型构造细节的疲劳设计以及既有钢桥的疲劳评估,均成为目前铁路钢桥研究中需要更加重视的课题之一。本文从铁路钢桥疲劳设计方法、设计荷载、性能试验和寿命评估等角度出发,对铁路钢桥疲劳研究现状进行了分析,提出了需要进一步研究的关键技术问题。     

国铁货车检修车辅助管理系统研究与开发

为解决检修车扣车作业与运输组织需求之间日益突出的矛盾,提出开发国铁货车检修车辅助管理系统。系统采用B/S模式,使用SSH作为MVC开发框架,Oracle11g作为生产数据库,面向调度、车辆、车务各部门用户,解决多个部门无法共享检修车数据信息、没有上级调度部门统一调配待检修车资源的问题,实现局管内车辆检修效益与运输效益“双赢”。     

计算机仿真评价机车车辆低速抗爬轨能力

介绍了英国1998年颁布的铁道机车车辆抗爬轨和倾覆能力标准GM/RT2141。采用该标准计算了一辆在惰行工况下的四轴机车的低速抗爬轨性能，并与采用美国6级线路不平顺的计算进行了比较，结果表明：英国标准GM/RT2141可以评价铁道机车车辆在小半径曲线上的低速抗爬轨能力；在计算中采用实际线路不平顺更可靠。     

铁路货车装载超限的无人机视觉检测技术

为了保证铁路运输安全,研究一种铁路货车装载超限的无人机视觉检测技术,高效、简便地实现铁路货车装载超限检测。在构建无人机飞行姿态模型的基础上,利用无人机多角度拍摄铁路货车装载实物图像,基于单目立体视觉和图像数据处理方法还原出货车装载状态的三维实物模型。通过三维实物模型与超限检定模型的嵌套和比对,可一次实现整辆货车各部位装载超限情况的精准判定,避免了人工测量法存在的安全隐患。采用无人机视觉检测技术进行超限检测实验,检测精度可达2 mm,满足现场需求。     

基于分形理论的铁路货运量分析

论证了分形理论用于铁路货运量分析的可行性;计算出铁路年货运量时间序列集的分维,并结合有关的数学、物理理论分析了该分维的意义;用定性分析与基于分形理论的定量计算预测了2001～2010年中国铁路货运量的发展水平。     

基于铁路货运大数据的运输效率分析研究

根据铁路局现有运输信息系统，提出基于货运大数据的运输效率分析方法，解决线路区间通过能力下降、车站作业效率降低、车辆周转率低等问题。通过搭建Hadoop大数据平台和GIS平台，利用Spark框架、Java编程语言和Sqoop数据传输工具，实现货运大数据的分析和存储、线路通过能力实时分析、车站作业效率实时提示、货车车辆状态全流程分析等功能，实现大数据分析结果与铁路线路图紧密结合和直观展示。     

直线货物列车脱轨过程计算

首先指出了国内外脱轨研究中存在的主要问题，提出列车脱轨能量随机分析方法，运用列车－轨道时变系统空间振动分析理论及此种能量随机分析方法，对直线货物列车脱轨过程进行了计算，计算结果与实际线路工况下货物列车脱轨试验结果吻合。     

线路不平顺对货车车辆直线脱轨的影响

根据货车车辆的实际结构,利用NUCARS动力学分析软件,建立了车辆模型,计算分析了车辆的临界速度,并重点分析了线路几种主要不平顺对车辆脱轨的影响趋势。     

基于空间自相关模型的铁路货流空间效应分析

为探究铁路货流影响因素和空间效应,从空间角度把握货流的产生和变化规律,以全国各省域铁路货运往来数据为基础构建网络空间权重矩阵,对货流的空间自相关性进行探索,并建立空间自相关模型分析其边际效应。研究结果表明:铁路货流呈现出显著的空间自相关性;其中发送地GDP、距离与铁路货流呈负相关,到达地GDP、工业产品产量、铁路营业里程、发送地资源产量与铁路货流呈正相关;发送地空间自相关、到达地空间自相关和流的空间自相关都对铁路货流有重要的影响,因此在进行货流分析时需要考虑其空间效应。