车致“站桥合一”高速铁路客站随机振动分析

为研究轨道不平顺引起的列车-"站桥合一"客站耦合系统随机振动特征,提出基于虚拟激励法和有限元方法的车辆-轨道-客站耦合系统竖向随机振动模型。其中,车辆采用具有二系悬挂的质量-弹簧-阻尼系统模拟,轨道-客站采用有限元方法模拟,轮轨关系采用可以考虑轮轨相对变形的线性Hertz接触模型。采用虚拟激励法将轨道不平顺精确地转化为一系列竖向简谐不平顺的叠加,将非平稳随机振动问题转化为确定性的时间历程问题,推导车辆-轨道-客站耦合时变系统随机振动计算模型。以天津西站为例,对列车高速通行引起的客站各楼层随机振动特性进行分析,并讨论车致振动随车速的变化规律。研究结果表明:客站竖向位移主要受车辆轴重引起的确定性激励控制,轨道不平顺引起的随机激励对其影响很小,而竖向加速度则受两种激励的双重影响;车致随机振动在客站结构内衰减迅速,同一楼层平面内,确定性响应和随机性响应衰减速率相近,沿楼层高度方向,随机性响应衰减速率稍大于确定性响应;车速变化对客站位移影响较小,但对加速度影响显著,其中加速度均方根随车速增大而显著增加。     

制动工况下高墩铁路桥梁纵向动力响应研究

研究目的:为研究高速列车制动对高墩桥梁纵向动力响应的影响,本文利用自主研发软件TTBLS-DYNA建立列车-轨道-桥梁耦合系统纵向动力模型,分别采用有限元方法建立轨道-桥梁三维空间模型,采用刚体动力学方法建立车辆纵向动力模型。依据动车组的制动减速度特性曲线,通过数值积分方法求解车辆和桥梁耦合动力方程,进行耦合系统纵向动力响应分析,并以石夹沟高墩简支梁桥为例进行车-桥纵向耦合振动分析。研究结论:(1)高速列车在高墩桥梁上快速制动时,对高墩桥梁纵向振动影响较小,主梁纵向位移最大值为0.17 mm,纵向加速度最大值为58 mm/s2;(2)列车制动过程中,主梁纵向位移具有累积性,最大值一般出现在列车制动停车之前,而纵向振动加速度与之相反,最大值一般出现在列车停车瞬间;(3)按照现行《铁路桥涵设计规范》制动力静力计算方法得到的最大墩底弯矩为3 960.7 kN·m,本文算法得到的最大值为1 152.0 kN·m,仅为规范静力算法的31.5%,表明规范对制动力的取值具有较大的安全储备;(4)本研究成果可为高墩铁路桥梁的设计提供参考。     

制动工况下旅客列车纵向动力学分析

以单节和谐型机车加挂19节25G型旅客列车为计算模型,运用多体系统动力学分析软件Universal Mechanism,对采用“大劈叉”制动方式时,制动初速、列车管减压量对旅客列车纵向动力学指标的影响进行研究,并对比分析常用与紧急制动工况下的动力学特性差异。研究结果表明,制动初速越低、列车管减压量越大,车钩力及纵向加速度越大、冲动越大;在100 kPa和170 kPa两种列车管减压量下,列车纵向动力学特性差异不大;相对于常用制动,紧急制动时全列车产生很大的压钩力,车辆间的拉钩力作用较小。在西康铁路青岔—营镇下行区段11.9‰下坡道分相处,19节编组列车断电通过时有明显冲动,且冲动发生在机后15位车。     

铁路桥梁在列车纵向制动作用下的动力反应分析

以列车制动原理为基础，获取列车制动力时程曲线，施加于实桥上，利用动力非线性有限元方法进行动态计算，获取整个桥跨上钢轨力响应的包络图及桥墩剪力的时程响应曲线，分析各种因素对桥梁纵向力反应的影响。     

“建桥合一”铁路客站Rayleigh阻尼系数计算方法

在显著影响单自由度体系位移方差的激励频率范围内,采用最小二乘法拟合出水平向和竖向地震加速度互功率谱的线性修正表达式,并结合传统随机振动计算方法和规范加速度谱提出了多维激励多阶参考振型Rayleigh阻尼系数计算方法。以"建桥合一"铁路客站天津西站Ⅱ区为工程背景,基于应变能振型阻尼模型求得的结构响应值为标准,对分别基于二阶、单维激励多阶、多维激励多阶参考振型Rayleigh阻尼系数计算方法的结构响应值进行了比较。结果表明:多维激励多阶参考振型Rayleigh阻尼系数计算方法合理考虑了振型和地震激励的相关性,响应值偏差最小,更适合于类似铁路客站Rayleigh阻尼系数的计算。     

站桥合一地铁高架车站抗震性能分析

以北京某地铁高架车站为背景,建立了有斜撑与无斜撑站桥合一高架车站的有限元计算模型,分析了高架车站上、下层墩柱在地震作用下的位移响应。结果表明,地震作用下,有斜撑站桥合一高架车站与无斜撑站桥合一高架车站相比,墩柱顶部的竖向位移相差较小,斜撑对站桥合一高架车站竖向抗震作用并不明显;与无斜撑站桥合一高架车站相比,有斜撑站桥合一高架车站上层墩柱的横纵向水平位移响应有大幅降低,车站结构在水平方向上的抗震性能提高较大;有斜撑站桥合一高架车站的结构整体性更好,抗震性能更强,结构形式更合理。     

站桥合一型城际轨道交通车站建设探讨

结合广珠城际已建成的17座车站工程建设实践,讨论了站桥合一型站房在工程项目管理中的思路原则和重点难点,提出了一些建设性建议,为城际轨道交通车站建设管理提供一些借鉴。     

桥建合一玻璃幕墙结构动力特性仿真分析

高速铁路客运站房大型幕墙是一种桥建合一的结构体系,由于玻璃幕墙体系与列车轨道梁紧密相联,高速列车通过时可能引起玻璃幕墙共振的问题。因此,在设计幕墙结构体系时,行车振动对玻璃幕墙结构体系的影响必须予以考虑。以某高速铁路站房玻璃幕墙结构为研究对象,运用有限元方法进行数值动力仿真分析,分析结果表明:行车振动荷载不会使幕墙结构产生共振;双边列车通行相比单边列车通行,幕墙结构产生的平面外振动位移要大;当行车振动荷载激振方式为竖向力激振时,竖向激振荷载作用下幕墙结构的平面外振动位移很小。     

制动工况下车辆的动力学分析

以我国主型货车C62A车为研究对象,以制动工况下车辆的动力学响应为研究内容,用动力学分析软件ADAMS/Rail建立仿真分析模型,通过制动与匀速工况车辆与安全性相关参数变化情况的对比,得出施加制动力会影响车辆安全运行的结论以及影响的情形.     

列车制动工况下的稳定性探讨

通过南津浦线脱轨试验所测得的试验结果分析制动对货物列车运行的影响；用简算算法求解最大纵向力并与试验结果对比，从理论上分析了制动作用对列车脱轨稳定性的影响。     

大型“桥建合一”客运站候车舒适度评价研究

针对列车制动启动和高速运行给大型桥建合一客运站带来的振动问题,以某典型客运站为例,从列车运行模式出发,建立站房振动舒适性分析有限元模型,通过时变系统动力积分的方法,得到候车厅典型位置的动力响应曲线,根据《城市区域环境振动标准》对站房进行候车舒适度评价。     

大型客站工程造价视角下站城融合评价

站城融合发展激发城市活力,也凸显铁路建设在我国经济发展中的重要作用。对站城融合的研究方兴未艾。本文研究团队搜集了近年来已建成的大型客站典型案例,在提出铁路客站工程构成体系的基础上,建立工程造价指标体系。从工程造价的视角切入,定性与定量分析站城融合模式下造价指标特征,审视站城融合评价,促进站城融合发展。     

基于“站城融合”理念的城市铁路客站发展策略

铁路客站作为重要的城市子系统,在城市可持续发展中发挥着重要作用。通过"站城融合"理念指导客站规划建设,重塑客站功能体系,引导站城双方在交通、社会、环境等方面良好协同,在满足城市运作、民众需求的同时,提升客站自身的功能价值与发展空间。结合日本京都车站的客站规划设计,从交通、功能、环境等层面分析其站城关系。其研究成果可为我国铁路客站的站城融合发展提供策略支持。     

“桥建合一”型地铁高架车站振动舒适度研究

桥建合一型地铁高架车站的轨道梁刚接在站房结构框架梁上,存在严重的车致振动舒适度问题。为了研究列车过站时桥建合一型地铁高架车站的振动舒适度规律,以某典型侧式桥建合一型地铁高架车站为研究对象,采用数值计算软件Matlab建立27自由度列车模型,采用有限元软件Ansys建立车站有限元模型,基于分离迭代法实现列车-车站的耦合作用,并对比实测数据验证列车-车站耦合振动分析模型的准确性。采用已验证的列车-车站耦合振动分析模型计算列车到发站时站房的振动舒适度敏感点,并研究列车车速、楼板厚度和桥墩跨度参数对站房振动舒适度的影响。研究结果表明:桥建合一型地铁高架车站的结构动力特性具有特殊性,典型楼板的1阶竖弯频率为28.91 Hz,是高铁客运站的4.7~7.7倍;站厅层振动舒适度敏感点位于结构缝附近和车站端部悬挑区域,列车到站时站厅层振动超标最大为32%;站房的车致振动相应总体上随列车车速的增加而增大,列车正线过站时60~80 km/h速度区间与列车会车过站时20~40 km/h和60~80 km/h速度区间的楼板振动增幅较为显著;楼板的车致振动在其自振频率附近会产生共振效应,楼板厚度参数对楼板自制频率的影响较小,桥墩跨度参数对楼板自振频率的影响较大,合理设计桥墩跨度可以有效避免楼板产生共振效应。     

制动工况下未知路面附着特性识别方法

路面附着特性是影响车辆制动性能的重要因素之一,而实际中车辆行驶的路面往往是未知的或非典型的.为了改善车辆在未知路面行驶时的防抱死制动控制性能,提出了 一种瞬时车况路面附着特性识别方法.基于行车瞬时采样数据,结合典型路面的附着特性曲线,对未知路面附着特性的几个数据节点进行了估算.最终利用4组附着特性数据节点对未知路面附着...     

ECP信号传播方式对3万t重载列车制动工况纵向冲动影响仿真研究

3万t重载列车是目前国内重载运输行业的重点研究对象,ECP方式是降低重载列车车钩力的重要手段。文章针对3万t重载列车,采用仿真方法研究了ECP电控信号传播方式的传播特性、列车制动能力和纵向冲动水平。研究表明,在3种ECP电控信号传播方式下,列车电控装置动作时间差为2.66～3.97 s,列车中制动缸活塞伸出时间差为2.80～3.80 s, 3种方式下列车制动能力差异不大,制动过程中产生车钩力最小的ECP传播方式为主控机车发送ECP信号的同时从控机车向前后发送ECP信号,紧急制动时最大车钩力为-1 565 kN。通过探究ECP信号传播方式对3万t重载列车制动工况纵向冲动的影响,可为3万t列车电空制动方案设计提供参考。     

连续梁桥制动墩墩顶纵向水平力值确定的探讨

根据铁路连续梁桥设计中遇到的问题,在制动墩设计中考虑活动支座摩阻力分担制动力的作用,同时考虑温度变化对活动支座摩阻力分担作用的影响,为制动墩设计提出简化、安全、可行的墩顶纵向力的计算方法。     

浅谈“桥建合一”式高架车站抗震设计

针对桥建合一式高架车站结构特点,结合晋宁线一期工程实际,对抗震设计过程中,现行规范的选用做了介绍,对其差异性进行比较;阐述该类车站的抗震分析流程,对实际工程中碰到的问题进行分析,提出设计建议。     

站城融合视角下铁路客站设计探索——以白云站为例

我国铁路建设高速发展,各地广泛开展站城融合背景下的铁路客站设计实践。本文以具有代表性的“站城融合”枢纽——白云站为例,从站城融合形式、站城功能设置与流线组织要点等方面展开深入设计探索,总结创新站城融合设计策略,包括将传统单极核的交通方式转变为多极核模式以处理站城融合枢纽交通冗杂问题、以管道化与资源共享的方式处理站城社会车进出服务问题、通过安检后置与城市客厅处理站城界面问题、通过设计路径可选择性处理站城效率与效益问题等。     

机车起动工况轮对纵向振动研究

轮对的纵向颤振会严重影响铁道机车车辆动力学性能,并且会引起轮轨非正常磨耗,导致发生轮对多边形化及踏面发生剥离。但是,机车车辆动力学研究中对轮对的纵向动力学特点的研究却往往被忽略,国内外少见对轮对纵向颤振问题的研究报道。首先描述了4个自由度的单轮对简化模型,并推导出其运动方程。在此基础上,对机车模型进行牵引工况下动力学数值仿真,研究其在此工况下的纵向振动现象,进而对影响轮对纵向振动明显的参数,诸如一系纵向定位刚度,轨道不平顺形式以及黏着系数等进行分析,对今后减小轮对纵向振动的方法研究提供理论依据。