基于动车组安全运行的南疆线既有防风设施优化改造研究

为探究南疆线是否满足动车组开行要求,通过实车试验的方法,发现南疆线既有防风设施部分区段不能保证动车组安全运行,需进行优化改造;在分析试验结果的基础上,对试验中出现大值点的地段进行详细现场勘查和影像记录,分析总结需优化改造的防风设施结构形式等信息,发现南疆线既有防风设施薄弱环节处于无挡风墙地段、桥梁挡风结构、土堤式挡风墙、过渡段等位置。通过数值模拟计算,对土堤式挡风墙、浅路堑和土堤式下坡风等提出具体改造思路和优化方案。通过推荐施工方案、开展现场验证,以达到满足动车组安全运行的目的。     

兰新铁路既有防风设施薄弱地段的分析及改造

结合兰新铁路“百里风区”既有挡风墙和其他防风设施,通过数值计算、列车空气动力学实车试验、车辆动力学试验和挡风墙前后风速分布现场试验等,分析在既有防风设施和大风条件下的列车气动性能与速度分布,找出既有防风设施的薄弱环节,提出对土堤式挡风墙、不同形式挡风墙及挡风墙与路堑过渡段、矮路堑的优化方案和改造措施.建议按危险程度分批次逐步实施改造,在补强改造设计时勘察现场,反复论证补强方案的安全性和可行性.     

兰新线百里风区不同型式挡风墙防风效果评估

兰新线百里风区是世界上内陆风速最高、铁路风灾最为严重的地区之一,挡风墙是百里风区的主要防风设施。根据现场实车运行试验、挡风墙空气动力学地面试验、数值计算结果,分析和评估百里风区各种型式的挡风墙以及挡风墙各种过渡段的防风效果,指出既有挡风墙工程的薄弱环节,为今后防风工程补强设计提供依据。     

大风环境下自轮运转设备运行安全分析研究

针对接触网检修作业车、轨道车等自轮运转特种设备在大风天气下运行及作业安全标准研究的缺乏问题,开展了新疆铁路大风环境下自轮运转特种设备运行安全的研究和现场试验。现场实车试验发现,空气动力学指标大值点主要出现在无挡风墙、土堤式/下坡风、土堤式挡风墙、矮路堑地段;现有的对拉式、桥式挡风墙后车辆的气动力均较小,防风效果较好。结合数值计算,得到不同路况、不同线路区间、不同车型、不同风速风向条件下的列车安全运行速度限值,提出大风条件下适合既有线路和防风工程条件的自轮运转设备的安全运行及作业临界风速-车速限值,为制定大风天气自轮运转特种设备防风安全运行及作业办法提供了依据。     

提高大风条件下动车组运行安全性的防风设施过渡段优化研究

作为穿越大风区的高速铁路,兰新高铁的行车安全受大风环境的影响较为严重。对兰新高铁进行大风环境实车试验后,发现列车在某些位置出现明显晃车现象。结合实地考察和现场实车试验,基于三维、定常、不可压雷诺平均SSTk-ω两方程湍流模型来模拟其中一处典型地段的流场特性,得出线路上方最大速度突变点,并采用局部挡风墙改造和铲土方的方法对原始突变流场进行了优化。结果发现:通过局部挡风墙和地形地貌的优化改造,可以明显改善原始流场的突变。90°风向角作用下,1号过渡段、1号山梁、2号山梁和2号过渡段处,2线上方3 m高度处横向速度峰峰值分别为优化前的56.3%、24.4%、55.8%和67.2%,防风效果改善明显。     

CRH2型动车组列车交会空气压力波试验分析

阐述胶济线CRH2型动车组列车交会空气压力波实车测试情况,对测试结果进行详细分析,并将实车试验结果与数值模拟计算结果进行比较.研究结果表明:250 km/ h等速交会情况下,实车试验测得的车体表面交会压力波最大幅值为1 195 Pa,在铁路线间距为4.4 m的条件下不会对列车运行安全产生影响;车厢内最大压力变化幅值为19 Pa,仅为车体表面压力变化幅值的1.6%,车厢内产生的压力变化幅值不会对乘客舒适性产生影响;在4.4 m线间距情况下,被测试的CHR2型动车组上的交会压力波幅值近似与同型号等速交会动车组运行速度的平方成正比;数值计算与实车试验得到的规律基本吻合,计算与试验结果相差5.15%,数值计算结果可信.     

高速铁路半封闭防风走廊结构动模型试验研究

高速列车在新疆烟墩风区、百里风区、三十里风区及达坂城风区四大风区运行时,大风对列车运行安全及高速运行影响大,故需有效的路基防风工程为列车的运营提供安全保障。通过半封闭防风走廊结构动模型试验,测试动车组单车及交会工况下半封闭防风走廊结构与动车组模型表面空气压力波传播规律、出口压力波变化,并分析列车高速运行时半封闭防风走廊结构的气动力特性。试验结果表明:同一高度的内外侧测点压力变化值近似与动车组运行速度的平方成正比;当动车组在半封闭防风走廊路段中间时,半封闭防风走廊内外侧测点压力的绝对值最大。     

突变风载作用下高速列车运行安全性分析

大风条件下高速列车通过部分防风设施过渡段时,车体往往会在横向突变风载作用下产生明显的瞬态横向振动和侧滚振动。实车线路试验发现:这种瞬态振动会经由车辆悬挂向下传递,可能引起轮轨力的变化,从而影响到高速列车的运行安全性。针对这一现象,结合实车试验和仿真计算,分析了高速列车在运行过程中遭遇横向突变风载情况下的动力学响应机理,在此基础上研究了运行安全性指标随车速和突变风载大小的变化规律。     

新疆风区列车气动性能试验分析

针对新疆地区铁路大风环境下列车运行安全面临的实际问题,进行列车及防风设施空气动力学综合试验。试验积累的宝贵试验数据,为修改和完善《大风天气列车安全运行办法》,为实现在保障列车运行安全基础上的运输效能最大化提供科学依据。     

线间距和阻塞比对动车组空气动力学性能影响的分析

以现场试验为主,并辅以仿真计算,针对明线交会、隧道通过、隧道交会等典型工况,研究线间距和隧道截面积对动车组空气动力学及动力学性能的影响。研究表明:明线交会时,线间距从4.4m变化到5.0m对会车压力波有一定影响,但均交会压力波远小于车体容许气动载荷;隧道通过和隧道交会时,线间距对会车压力波影响较小,影响隧道空气动力学性能的主要因素为隧道截面积或阻塞比。线间距改变对动车组动力学性能影响主要体现在车体横向加速度,轮轨力和脱轨系数等指标未见显著变化。     

提高动车组可靠接收机车信号的几项措施

铁路第六次大面积提速调图开行动车组以来,动车组接收机车信号时连续发生白码、掉码和邻线干扰串码现象,导致动车组ATP系统不工作或死机故障,影响了铁路第六次大提速效应.现将故障处理过程中,为提高动车组可靠接收机车信号采取的几项措施介绍如下.……     

基于压缩波理论隧道内动车组表面压力极值研究

采用计算流体力学软件FLUENT,在建立3种型号动车组通过隧道和隧道内交会时的空气动力学模型并验证的基础上,分析动车组以不同速度等级在不同净空面积隧道内通过和等速交会时车体表面压力极值;在仿真计算基础上,基于压缩波理论计算公式,给出动车组隧道内通过和等速交会时车体表面压力极值的修正因子.结果表明:仿真计算结果与实车试验...     

高速动车组车端内风挡动力学特性试验研究

开展高速动车组内风挡动力学特性研究是改善车端连接系统动力学性能的重要内容。首先,介绍了高速动车组车端内风挡系统,并采用模态试验的方法获得内风挡固有振动特性。其次,基于350 km/h速度等级高速动车组进行实车线路试验,对内风挡与安装框架进行了振动测试,对比分析外风挡有无间隙条件下内风挡与车端连接系统之间的动态关系。研究表明,高速动车组内风挡结构的前8阶固有振动频率之间数值接近,使得内风挡振动的主频范围增大,易受列车运行过程中的宽频激扰引发弹性共振。当列车外风挡无间隙时,内风挡结构在风挡框架的宽频振动激励下其多阶固有频率被激励,产生接近固有频率的弹性共振;当列车外风挡之间存在间隙时,空腔内压力变化频率使得内风挡产生强迫振动。研究可为内风挡疲劳寿命以及内风挡结构动力学性能设计提供参考。     

时速200 km及以下城际市域铁路限界研究

随着高速铁路及城市轨道交通建设日益完善，城际/市域铁路迎来了快速发展与建设阶段。针对现行规范中该领域的限界标准存在要求不一致、工况不全、实用性不强的情况，考虑CRH6型动车组及市域D型车的普遍应用与发展前景，结合车型特点选择更具包络性的CRH6型动车组为研究对象，应用动力学仿真软件建立动力学仿真模型，计算出不同侧风工况下，车体不同位置的最大偏移量；并根据计算结果，结合现行规范要求，研究确定了适用于CRH6型动车组和市域D型车的直线地段建筑限界。其中，地面及高架地段站台和站台门建筑限界相比于《城际铁路设计规范》分别缩小了70,120 mm,在满足车辆运行安全的前提下，对旅客防夹、防坠落可起到至关重要的作用。另外，针对有无缓和曲线及超高的铁路曲线，研究归纳出包含区间、车站和道岔区等各种工况且实用性较强的建筑限界加宽量计算公式及示意图。     

京津城际CRH3动车组大风天气条件下安全行车技术标准参数研究

利用京津城际铁路沿线气象站近40年（1971-2008年）风向和风速数据,以及沿线12个风监测站（2008年4-12月）风速和风向资料,结合京津城际铁路沿线现场踏勘,采用工程气象学、铁路信号技术、空气动力学及概率论相结合方法,探讨大风天气条件下CRH3动车组行车安全技术标准参数和沿线大风报警系统,提出京津城际CRH3动车组安全行车的建议。     

遂渝铁路无碴轨道路隧过渡段路基面动应力测试分析

通过对遂渝铁路无碴轨道综合试验段路隧过渡段路基动力学响应的现场实车测试,分析在CRH2动车组和C80重载货物列车作用下的路基与隧道刚性渐变混凝土过渡段的路基面动应力响应特性。测试数据表明:行车速度的提高对路基面动应力的增加影响显著,路基面动应力沿线路纵向基本呈波浪型台阶变化,轴重对动应力的幅值和速度影响系数、沿线路纵向的动应力变化坡度都有一定的影响。     

高速动车组相互救援不切除制动的试验研究

针对CRH380A统型与CRH_(5A)型动车组相互救援中是否切除制动的问题,提出被救援动车组不切除空气制动和停放制动的技术依据,制定试验技术方案,进行实车试验验证、分析及总结,有针对性的提出了相关建议。     

路桥过渡段轨道结构动力特性分析

为研究路桥过渡段和既有桥头线路对动车组动力作用的影响,在胶济线选择K68+475新建路桥过渡段和K34+272既有桥头线路两个工点,对CRH2型动车组通过试验点线路时的动力学特性进行了测试;分析动车组通过路桥过渡段和既有桥头线路时钢轨垂向力、垂向位移、轨道刚度、轮载波动的测试结果,提出了动车组通过路桥过渡段和既有桥头线路的动力特性变化规律,可为路桥过渡段设计和维护提供参考。     

国外资讯

美国纽约建设SAS线和7号线延伸线扩充运输能力;日本新的弓网接触压力测定方法;德国科隆开行新一代CORADIATMLint轻型近郊运输内燃动车组;三菱电机开发首个碳化硅电源模块;奥地利研发具有开放式联锁设备接口的新型道岔转换系统;谢菲尔德将采用电车-列车;伊斯坦布尔欧亚铁路连线试运营;日立车载列控装置的技术研发。     

200km/h动车组运行条件下轨道动力试验分析

目前,我国铁路既有繁忙干线开行时速200 km及以上动车组列车。为了评价动车组在既有提速干线运行的轨道动力状况,在京沪线沪宁段进行了现场轨道动力试验。分析不同速度下动车组通过不同线路条件时的运行情况和所引起的轨道动力响应,并与机车的运行特征进行比较。结果表明:动车组在既有线有碴线路上运行时,速度达到184~231 km/h,通过焊接接头、普通钢轨、缓和曲线等线路条件,运行良好,各项动力学指标均较为合理。随着速度的提高,横向稳定性在允许范围内有所降低,线路上存在的焊接接头、纵向弹性及平顺状态是影响动车组运行状态的主要因素,从而为评价动车组的运行状态、考察轨道状态、制订养护管理计划提供有价值的参考。