三塔悬索桥风-车-桥耦合动力分析

以温州市某大桥为例,分别考虑风荷载的平均成分和脉动成分对车桥系统的影响,建立了风荷载作用下三塔悬索桥的车桥耦合动力分析模型,并根据势能驻值原理及形成结构矩阵的"对号入座法则",导出了车桥系统的空间振动方程,采用计算机模拟的方法,计算与分析了该桥列车通过时的桥梁动力响应和列车走行性。研究结果为三塔悬索桥的动力设计提供了理论依据。     

铁路曲线箱梁桥曲率对车桥系统振动响应的影响分析

以洛湛铁路通道益阳至永州段宝庆东路立交桥为工程背景,采用曲线桥梁列车—桥梁时变系统空间振动分析模型,在该模型中车辆表示为26个自由度的多刚体系统模型,桥梁结构则离散成空间曲梁单元,进行曲线箱梁桥列车—桥梁时变系统空间振动响应分析。采用计算机模拟方法,计算了列车以不同车速通过不同曲率的曲线箱梁桥的空间振动响应,探讨曲线梁桥曲率对车桥系统振动响应动力学性能指标诸如桥梁的横向位移、车辆的Sperlin平稳性指标、脱轨系数、轮重减载率等的影响规律。计算结果表明:车桥系统振动响应与曲线半径有关;随着车速的提高,列车运行时对曲线桥梁的曲率设置更为敏感;建议列车通过洛湛铁路通道益阳至永州段宝庆东路立交桥时,行车速度以不超过110km·h-1为宜。     

沪通长江大桥主桥风—车—桥动力响应研究

将轨道不平顺作为系统的内部激励,风载荷作为外部激励,考虑静风力和脉动风力,采用自编程序TYWTB建立车桥耦合系统动力学模型,进行不同风速激励下不同速度列车通过桥梁时的系统动力响应分析,并对车辆的安全性和舒适性进行评价。结果表明:随着风速的增加,车桥系统的动力响应增大,中跨最大垂向动挠度和横向动位移均出现在行车侧上弦;随着车速的增加,车桥系统的动力响应增大,桥上车辆的安全性和舒适性随车速的增加而降低;桥面风速等于或小于25m·s^-1时,160~250km·h^-1车速范围内车辆响应未超限值;当桥面风速达到30m·s^-1时,160~250km·h^-1范围内动车横向加速度均超限,拖车在车速250km·h^-1时轮重减载率超限,行车安全无法保证;由于沪通长江大桥桥梁对车辆受风面的遮挡,平均风速达到25m·s^-1时仍能保证车辆的运行安全和乘坐舒适,满足《铁路技术管理规程》的相关要求;沪通长江大桥铁路桥面采用了钢箱结构,增强了竖向、横向刚度和抗扭刚度,使得桥梁在风场和列车的共同作用下整体性能良好。     

钱江四桥主跨车桥耦合振动分析

钱江四桥是一座结构非常复杂的组合跨径双层钢管混凝土系杆拱拱桥。规划中的杭州地铁1号线从该桥下层通过。为确保成桥后轨道交通运行的安全性与乘坐舒适性，对该桥主跨进行了车桥耦合振动分析。采用数值方法模拟了脉动风速场及轨道不平顺。桥梁结构采用有限元模型，机车车辆被简化为车体、转向架和轮对并包含阻尼器及弹簧的两个悬挂系统的体系，每节车辆共有31个自由度。根据车桥耦合关系，并考虑桥上轨道不平顺以及侧向自然风的影响，分别计算了40km/h及80km/h车速下车辆和桥梁的响应。分析结果表明，在车速为80km/h、风速高达20m／s的情况下车辆运行的安全性和舒适性均能满足要求。     

风-车-桥系统非线性空间耦合振动研究

将风、车、桥三者作为一个交互作用、协调工作的耦合振动系统,较全面地考虑风桥间的流固耦合作用、车桥间的固体接触耦合作用、风对车的空间脉动作用及整个系统的时变特性。主要研究内容如下。基于自由振动信号,提出一种颤振导数识别的新方法———加权整体最小二乘法(WELS),以识别桥道断面的颤振导数。为考虑斜拉桥桥塔风效应,根据大跨度斜拉桥结构形式特点,结合脉动风的相关特性,提出一种简化的大跨度斜拉桥三维脉动风场模拟方法。该方法将实际面状的三维相关脉动风速场简化为多个沿桥塔及主梁线状分布的独立一维脉动风速场,从而大…     

双线铁路下承式连续梁拱组合桥列车一桥梁时变系统空间振动随机分析

在列车一桥梁时变系统横向振动能量随机分析理论的基础上，采用26个自由度的列车空间振动模型，以空间梁单元模拟桥梁结构，以普通空间梁元即12自由度的空间梁元来模拟拱及吊杆结构，建立了双线铁路下承式连续梁拱组合式桥列车一桥梁时变系统空间振动分析模型，分别以构架人工蛇行波及前苏联规律性的竖向不平顺函数为横向及竖向激振源，进行双线铁路下承式连续梁拱组合式桥列车一桥梁时变系统空间振动响应分析。计算了列车以不同车速通过桥梁的空间振动响应，所得结果可供设计参考。     

基于风车桥耦合振动分析的刚构拱桥优化设计

以广州地铁14号线大跨度150 m刚构拱桥为例,建立风荷载作用下大跨度刚构拱桥的车桥耦合动力分析模型,并根据势能驻值原理及形成结构矩阵的“对号入座法则”,采用计算机模拟的方法,计算与分析该桥列车通过时的桥梁动力响应和列车走行性,通过多方案比选,分别得出各桥梁方案的行车安全性及舒适性指标,最终提出优化设计方案。研究结果可为大跨度刚构拱桥的动力设计提供理论依据。     

城市轨道交通连续刚构桥车桥耦合动力分析

采用23个自由度的多刚体车辆动力分析模型、空间梁单元模拟桥梁结构,据位移协调原理,建立了广州市轨道交通四号线四跨变截面连续刚构特大桥沙湾大桥车桥耦合时变动力分析模型,并将轨道的竖向不平顺和方向不平顺作为系统的激振源,编制程序计算地铁列车通过时的车桥耦合振动响应。计算结果表明:在地铁列车常用编组和运营条件下,车辆与桥梁的振动响应随着列车速度的提高而缓慢增大;列车舒适性与安全性各项指标均能满足要求;桥梁具有足够的竖向刚度与横向刚度,所得结果可供设计参考。     

非定常气动荷载对桥上列车行驶安全舒适性影响分析

为了研究非定常气动力荷载对桥上列车行车安全性和舒适性的影响,结合有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK,建立列车-轨道-桥梁三维多体系统模型,计算风-列车-桥梁耦合系统的动力响应;对比分析定常与非定常气动力荷载作用下桥上列车的行驶安全与舒适性,研究非定常气动力荷载作用下不同横向风速对列车行驶安全的影响。研究结果表明:列车行驶速度为200~300km/h,无风荷载情况下,各安全性与舒适性指标值均满足要求且均小于风荷载作用。横风作用下平均风速为20 m/s,考虑非定常气动力荷载的影响不仅会使列车行驶安全评估结果更安全,还会使列车舒适性评估结果偏于保守。平均风速不超过20 m/s,车速控制在250 km/h,桥上列车行车安全、舒适性均满足要求,且平稳性等级可达到"良好"以上。通过对不同横向风速下桥上列车行驶安全分析,给出桥上列车安全行驶的阈值,为列车的安全运营提供依据。     

宜万铁路狮子口大桥车桥耦合振动仿真分析

为探讨列车通过高墩连续梁桥时的车桥耦合振动效应,为其他同类桥梁的设计提供参考,以宜万铁路狮子口大桥(高墩双线连续梁桥)作为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立车桥耦合振动仿真模型,计算其自振特性以及不同行车速度匀速通过桥时车桥系统的空间耦合振动响应。     

基于速度传感器的测速定位算法研究

基于速度传感器的测速定位系统在轨道交通领域应用广泛。文章介绍速度传感器的测速原理和测速算法，参照IEEE1474.1附件3中提供的列车测速精度、分辨率的典型参数，分析测速精度、分辨率设定的情况下，系统各参数的取值条件，为系统设计者提供一定的参考意见。通过对常用测速定位系统结构的研究，给出基于速度传感器的定位算法，并对影响定位误差的因素进行了简要说明，提出几项减少测速定位误差的改善措施。     

准高速、高速铁路缓和曲线线型选择研究

采用车辆动态曲线通过理论，研究了车辆曲线通过安全和舒适度与缓和曲线线型之间的关系，为准高速、高速铁路缓和曲线线型选择提供了理论依据。     

高速列车控制的几个问题

随着高速列车课题研究的开展，高速列车控制中也遇到一些带有方向性和普遍性的问题，文章阐述了列车网络控制，自动列车防护，列车通信网络的介质和控制系统的接地等当前迫切需要解决的问题。     

二级干线公路纵坡段限速与运行速度关系研究

二级干线公路主要承担长距离区域间的机动车客货运输,是国家公路网的重要组成部分,其纵坡段是事故高发地段,而运行速度与限速不协调是道路产生交通事故的重要原因。为了进行二级干线公路纵坡段限速研究,从限速与运行速度的关系入手,从15个不同的调查地点收集筛选到2 435条自由流下的运行速度数据。利用SPSS统计软件对采集数据进行回归分析,最终建立纵坡段85%位速度与限速值、纵坡坡度之间的多元线性回归关系模型。研究结果表明,二级干线公路纵坡段运行速度与限速间的关系为小车运行速度V85大于限速值,大车运行速度V85随着限速值的提高渐渐趋近限速值。揭示了限速与运行速度之间的关系,为二级干线公路的局部限速提供理论支持。     

基于FPGA/CPLD的高速和低速UART的设计及其应用

利用计算机软件技术(EDA技术)和FPGA/CPLD的灵活性可以方便快速地设计高速和低速的UART.高速的UART可以用在光纤通信上,低速的UART可以用在FPGA/CPLD和单片机的通信上.设计中包含UART的发送模块、接收模块和波特率发生器,所有功能的实现全部采用VHDL硬件描述语言来进行描述.设计、综合、仿真在QUARTUS Ⅱ软件开发环境下实现.     

基于最快速度策略的列车仿真研究

对高速列车进行受力分析,动态建立多质点列车运行的数学模型,详细介绍列车最快速度策略的设计思想并结合某铁路车站的线路数据,将牵引能耗设为目标函数,利用Matlab设计算法模拟仿真列车的牵引和制动阶段,求得最佳制动点。     

双雷达联合测速系统研究

针对既有单雷达测速系统在测速过程中易受列车颠簸、雷达安装情况等因素影响的问题,创新性地设计双雷达联合测速系统,介绍其测速原理,阐述其构成及优点,并将其测速结果与单雷达测速系统、激光测速系统进行对比。经试验验证,该系统具有较高的精度和稳定性,可为实现基于雷达探测技术的高精度、高可靠度列车测速提供一种新的解决方案。     

可在小半径曲线上高速运行的铁道车辆用转向架

日本东京大学生产技术研究所的须田义大教授，设计出1种铁道车辆转向架，它能稳定地高速运行，并且，可在小半径曲线上顺利地旋转滚动。在1／10大小模型的运行试验中，确认了其性能，现已公开报道了其成果。该转向架可望提高列车通过小半径曲线时的安全性，以及防止噪声，还可减轻车轮与钢轨的磨耗而使维修(旋削)经费减少。     

既有铁路提速改造的几点体会

结合京秦线提速改造的工程设计实例,介绍了提速改造的总体思路,并对线路主要技术参数和既有线间距的选择原则以及控制点限速和施工过渡措施等既有线提速改造问题谈了体会.     

提速后线路晃车现象的分析

第五轮大提速后，晃车现象频发，通过分析原因，认请原理，杜绝非科学的经验主义，为今后养护维修提出切实可行的意见。