基于舒适度的悬挂式单轨平面曲线参数研究

悬挂式单轨车辆在曲线运动中自主倾斜。舒适度是影响悬挂式单轨线路平面参数的主要因素,研究基于舒适度的平曲线参数合理取值具有重要意义。分析悬挂式单轨车辆力学特性,选取横向倾斜角、未被平衡横向加速度作为圆曲线段舒适度指标,选取横向加速度时变率、横向倾斜角速度、未被平衡横向加速度时变率作为缓和曲线段舒适度指标。构建舒适度指标与平曲线参数间的关系模型。基于不同舒适度要求、速度、最大倾斜角计算确定线路平面最小曲线半径、缓和曲线长度。当最大倾斜角6°、最大未被平衡横向加速度0.5 m/s~2、速度80 km/h时,平面曲线最小半径应不小于325 m。当半径较小时,缓和曲线长度主要取决于横向倾斜角速度、未被平衡横向加速度时变率。     

既有线提速平面曲线半径与曲线实设超高关系的分析

铁路线路平面曲线半径(R)选择与曲线实设超高(Δh)设置对提高列车行车速度具有重要的作用,针对既有线提速改造,分析了铁路最小曲线半径与列车运营模式的关系,曲线半径R与Δh的关系,建议新设的曲线半径应尽量选择较大值,Δh选择在20～40mm,为将来的超高调整留有余地。在客、货混运的线路上,最小曲线半径不仅与最高行车速度有关,而且还受最低行车速度的影响;同时,最小曲线半径也与欠超高和过超高的允许值有关。因此,提高最低行车速度、缩小最高与最低速差将获得较小的曲线半径,从而可节省工程投资。     

高速铁路曲线线路车线耦合系统动力学性能仿真分析

依据系统工程理论,建立高速铁路曲线线路车线耦合系统有限元模型,对曲线线路在高速行车条件下的耦合系统动力学性能进行仿真,研究时速300 km等级高速动车组作用下曲线线路安全与平稳性指标,曲线线路轨道结构各部分的振动响应、列车速度与曲线半径和超高的关系.结果表明动车组以350 km·h-1的速度通过半径为5 500,7 000和9 000 m的曲线线路时,动车组的垂向和横向振动加速度以及平稳性能均满足舒适度要求,而且脱轨系数和轮轴横向力也能满足列车运行安全性要求;钢轨支点的横向力表现为过超高时内轨侧大、外轨侧小,欠超高时外轨侧大、内轨侧小;钢轨、轨枕的垂向和横向加速度随速度增加明显增大,而道床和路基的垂向加速度变化不大;钢轨和轨枕的横向动位移和动态轨距扩大量随速度的增加而增大;相同速度下,曲线半径小的轨道振动相对较大.     

客运专线超高对曲线半径及缓和曲线长度的影响

研究目的:客运专线车站附近曲线上通过列车的速度差值较大,超高设置与行车的舒适度关系密切,直接影响到曲线半径及缓和曲线长度的选择.采用较大半径的曲线可以避免列车舒适度差的问题,但车站往往位于受条件限制的人口密集的城市范围,采用较小的曲线半径具有减少拆迁量等优势.通过对曲线半径、缓和曲线长度、超高设置进行综合分析,对客运专线车站两端曲线半径、缓和曲线长度的选择提出一些合理建议.研究结论:车站两端的曲线半径应结合地形条件合理选择,并进行最低行车速度检算.在地形条件许可的条件下,宜采用11 000～12 000 m曲线半径;缓和曲线长度宜采用规范规定的最大长度;若考虑预留提速条件,11 000～12 000 m曲线半径地段缓和曲线长度宜分别加长30 m.     

高速铁路线路参数与线路方案动力分析研究

线路线形条件对高速铁路行车安全性及乘坐舒适性的影响显著增强。我国在制定高速铁路规范时,总结吸收国内外建设及运营管理经验,提出了较高的线形标准。采用动力仿真分析方法对高速铁路参数进行探讨,对高速铁路线路关键参数进行分析,提出线路平、纵断面关键参数合理取值。针对京沈高铁试验段开展更高速度综合实验,对线路线形方案开展动力学分析及评估。提出线路圆曲线、反向曲线夹直线最小长度、竖曲线最小半径关键参数合理取值,可有效减少工程建设投入;通过对京沈高铁试验段开展更高速度综合实验,对线路线形方案开展动力学分析及评估,提出通过增加8 000 m曲线半径超高的方法,提高速度400 km/h列车舒适度。     

基于动力学分析的160km/h级市域快线最小缓和曲线长度研究

缓和曲线长度是线路主要技术标准之一,是影响列车安全平稳运行的重要因素。为探明160 km/h级市域快线中,缓和曲线参数对行车安全平稳性的影响规律,在车-线动力学的基础上,采用SIMPACK软件建立理想轨道模型及CRH6车辆模型。通过动力学分析方法,证明横向舒适度是确定城轨线路超高时变率、欠超高时变率的控制因素;建立车-线动力学性能与缓和曲线参数间的关系模型;基于所建立的关系模型,确定超高时变率和欠超高时变率允许值,从而给出满足安全性和舒适度标准的最小缓和曲线长度建议值。     

郑焦城际铁路开行普速列车曲线超高研究

研究高低速列车共线运行线路曲线超高设置对速度、舒适度的影响。以郑焦城际铁路开行普速客车曲线超高研究为例,分析超高参数设置原则,对不同速度组合方案下曲线超高进行计算,并相应检算舒适度,阐明合理设置曲线超高对减少曲线限速,提高舒适度,降低钢轨磨耗,节省运营成本的作用。     

高速铁路线路纵断面设计标准及其应用研究

为科学合理地应用设计标准,应对确定标准的依据及原理有一定的认识和理解。线路纵断面设计标准的选择影响着线下基础工程的技术经济指标及线路舒适度水平,应分析平竖曲线重叠时对欠超高的影响。结合工程设计实践经验,分析研究合理的线路平纵断面设计匹配,以确保工程设计的技术经济合理性,并为实现线路空间曲线具有较高舒适水平奠定基础。根据设计速度、与平面曲线匹配情况合理选用竖曲线半径,宜优先考虑平竖曲线间夹直线长度0.4V(V为列车速度)的要求;竖曲线与平曲线间的夹直线长度在满足不小于25 m的条件下宜尽量大些,如果能够提供列车不少于1.5 s的走行距离则有利于保证线路的平稳性;当竖曲线与平曲线重叠设置时,建议设计行车速度300~350 km/h的线路平曲线半径选择不宜小于8 000 m,最大坡度不宜采用20‰足坡;线路平面交点设置时应同时考虑纵断面设计要求,以追求平纵断面匹配综合效果最佳。     

高速铁路站场岔后曲线参数优化研究

研究目的:高速铁路站场设计标准与常规铁路站场有很大区别,站场岔后曲线应满足较高的列车通过速度,以满足站场接发列车能力.本文采用车线动力分析方法研究高速铁路站场岔后曲线插入段和缓和曲线长度对行车动力性能的影响规律,探讨站场岔后曲线参数合理取值,为高速铁路站场设计参数提供理论依据.研究结论:根据舒适度条件,给出了不同通过速度条件下岔后曲线半径与超高匹配关系,以及不同岔后曲线半径条件下缓和曲线长度取值;对岔后曲线插入段和缓和曲线长度优化研究表明:通过岔后曲线夹直线长度应尽量避免取夹直线上车辆第一周期峰值衰减距离与定距之和,对于1200 m曲线,其夹直线不宜选取30 m;岔后缓和曲线长度超过50 m时,对车辆舒适性的改善不再明显.     

A-1-A轴式动车安全通过小半径曲线限速分析

针对某A-1-A轴式动车组,采用多刚体系统动力学软件SIMPACK建立了该动车的动力学模型,对不同速度、超高、不平顺和曲线半径工况下动车通过小半径曲线动力学性能进行仿真分析,得出了动车通过不同半径曲线时理论最高通过速度。结果表明:动车通过小半径曲线时,最高限速主要受外轨超高、曲线半径、不平顺及横向力极限值等多因素的影响,当横向力在安全限值内时,其它指标均能满足要求,因此,动车通过具有不平顺小半径曲线限速按照最大轮轴横向力极限值进行评定;增加超高,可略提高动车曲线通过速度;增大曲线半径和改善线路不平顺,均可提高动车曲线通过速度。当线路条件很差时,不平顺是影响动车动力学性能的主要因素,减速不能改善运行安全性,应维修线路。     

客运专线列车不同运行速度匹配对平面最小曲线半径的影响分析

通过对影响客运专线最小曲线半径的各种参数的分析研究,计算各参数对最小曲线半径的定量影响,得出影响最小曲线半径的主要因素为最高列车行车速度(Vmax),其次是欠超高与过超高之和(hg+hq),而速差比系数(k)对最小曲线半径的影响最小.文章中给出的最小曲线半径与各计算参数关系图,能直观地反映出不同速度匹配与最小曲线半径的关系,可供从事客运专线设计人员参考.     

基于舒适度的高速铁路线路设计与优化

研究目的:为了进一步提升高速列车旅客乘坐舒适度,在加快改进高速列车性能的同时,更要注重高速铁路线路的设计与优化。为此,针对高速铁路线路参数与舒适度关系进行系统的分析和研究。研究结论:(1)建立了基于线路参数的舒适度评价模型,并确立了相应的评价区间;(2)根据《高速铁路设计规范(试行)》(TB 10621—2009)进行线路参数设计时,既要考虑线路的实际地形及工况,同时还要兼顾旅客舒适度的要求,选择合理的平、竖面曲线参数,才能设计出相对比较合理和旅客满意的线路;(3)通过对基于旅客舒适度的平面曲线半径设计与优化理论的分析和研究,得出了不同设计速度下的平面曲线半径最小推荐值;(4)该研究成果可为今后高速铁路线路设计与优化提供指导。     

铁路车辆通过曲线时的最小半径研究

通过对车辆在曲线上的运行特征的分析,从车辆自身通过最小曲线半径、抗倾覆能力的最小曲线半径、满足旅客列车最高运行速度要求的最小曲线半径、满足旅客舒适度与内外轨均磨条件要求的最小曲线半径等因素,建立平曲线最小曲线半径与车辆运行特征间的对应关系;从车辆连挂车钩最小曲线半径、工程允许曲线半径、限坡当量竖曲线最小曲线半径、车辆结构限界要求的最小曲线半径、行车平稳性及舒适度要求的最小曲线半径等建立竖曲线最小曲线半径与车辆运行特征间的对应关系;运用相关的参数,对站线曲线半径标准的选择,进行计算与分析;为站线曲线半径标准及道岔标准的选择,提供系统理论根据,为新一轮《线规》及《站规》与工程具体设计,提供系统理论支持。     

高速铁路线路平面设计标准应用分析研究

研究目的:线路平面设计标准决定了列车运行速度及舒适度水平,并影响项目建设的成本.通过对列车开行方案及V-S曲线分析研究,实现科学合理地选择平面设计标准,使其满足速度目标值、舒适度水平、沿线控制物的要求,实现线路方案技术经济合理、综合效益最优.研究结论:在有特殊技术要求和控制因素的地段,线路平面设计标准应根据建设项目的运营工况及V-S曲线研究确定.对于区间线路,应根据运营工况及V-S曲线,分析跨线列车与高速列车运营速差关系,研究确定合理的舒适度水平及相应的超高值,据此选择合理的平面设计标准;对于车站两端线路,还应分析曲线与站中心的距离关系及进出站列车与高速列车的速差关系,确定合理的舒适度水平及相应的超高值,据此选择相匹配的平面设计标准.     

一种求解2条任意类型缓和曲线交点的通用算法

针对2条缓和曲线交点坐标的计算在线路设计中的难点,而且目前的计算方法都只针对普通的三次抛物线型缓和曲线,不能适用于高次缓和曲线的情况,建立各种类型缓和曲线坐标计算的通用计算模型,导出了2条缓和曲线相对纵距Δy与缓长l的关系函数Δy(l),并深入研究了该函数在各种缓和曲线相交情况下的特性。在此基础上,提出一种适用于各类型缓和曲线交点坐标计算的通用算法,并用VC 6.0编制了计算程序。该算法与同类方法相比在速度、精度、稳健性等方面具有明显优势。     

客运专线竖曲线与平面曲线重叠的试验验证

客运专线线路参数设置的合理与否,直接关系到列车运行的平稳性和旅客舒适度,而在试验列车运行条件下进行的轮轨力测试和列车运行平稳性试验是验证线路参数设置合理与否的主要手段。秦沈客运专线是我国第一条时速200 km的客运专线,对设计中采用参数合理性的实验验证是必不可少的。本文叙述了4 个半径为20 000 m的竖曲线与半径为5 500 m、7 000 m和9 000 m的平面曲线重叠条件下,轮轨作用力和列车通过时车体加速度和平稳性指标的测试过程和结果。分析表明,曲线超高应根据列车运行速度设置,以减小未被平衡的横向离心力。根据测试数据得出在试验列车250 km/h速度条件下通过这4个竖圆重叠区段是安全的,列车的舒适度达到良限值,说明竖曲线对行车影响并不十分明显。     

高速运行时的曲线半径

在考虑到车流极限速度范围内外轨过超高和欠超高时，为了用图表方式提供速度与曲线半径关系，必需解决超高计算问题并反映出每条曲线线路上实际运行的速度情况。甚至在同一种车流情况下，平均配合速度取决于线路纵断面及其状态。若考虑到不同列车类型，那么这类关系曲线成倍增长，并要求速度状况设计自动化。在1997年第11期《线路及线路管理》杂志上曾刊登过C．LI别尔申的一篇文章《速度及线路平面》。文章指出，限制欠超高可用类似双曲线表示，该曲线在平均半径时与车流速度范围的上限相交，即必须降低客车的最大速度。再降低车流平均配…     

土耳其250km/h客货共线铁路缓和曲线长度的确定

研究目的:土耳其东西铁路干线拟按180～250 km/h速度目标值、客货共线混跑铁路标准建设,而目前国内尚无时速200 km以上的客运共线铁路标准,本文重点研究时速250 km客货共线铁路不同曲线半径条件下平面缓和曲线长度的合理取值。研究结论:(1)250 km/h客货共线铁路的缓和曲线长度要综合考虑未被平衡的横向加速度时变率和超高时变率;(2)在曲线半径一定时,速度越高,则超高越大;高速列车行车速度一定时,设计超高值是决定缓和曲线长度的主要因素;(3)250 km/h客货共线铁路要同时兼顾高、低速列车的安全性和舒适度,设计超高值较时速250 km的客运专线小,缓和曲线长度较短。     

云巴线路平面曲线参数研究

结合云巴车辆的构造及云巴系统的性能要求,对其舒适度标准及平面曲线参数进行分析研究,得出以下结论及建议:①云巴的舒适度指标与 TB 10098-2017《铁路线路设计规范》采用相同的指标,以便于系统制式的推广;②折返线、停车线、出入线等辅助线的最小曲线半径宜与道岔导曲线半径保持一致,取 20 m;在一般情况下正线的最小曲线半径不宜小于 100 m,困难条件下不宜小于 30 m;车站范围内的曲线半径设置应考虑屏蔽门安装的要求,最小曲线半径不宜小于 300 m;③在云巴的设计中,在缓和曲线长度受限的条件下,建议适当降低实设超高以提高线路上限通过速度。     

快慢速列车共线运行的160 km/h级市域快线最小曲线半径研究

为探明快慢速共线运行160 km/h级市域快线中,曲线参数对行车舒适性、安全性的影响规律,为工程设计提供理论和技术支持,采用静态分析、舒适度试验和车-线动力学分析相结合的方法,研究与160 km/h级快线系统匹配的最小曲线半径标准.给出满足安全度和舒适性的最大超高建议值,用动力学分析法验证建议值的合理性;证明车体横向加速度是确定城轨线路欠、过超高最大值的控制因素,且过超高对旅客舒适度的影响与欠超高相当;建立车体横向加速度与欠超高的关系模型;基于所建立的关系模型,确定欠超高和过超高允许值;综合考虑最佳车-线动力学特性和工程技术条件,给出快慢速列车共线运行的160 km/h级市域快线最小曲线半径标准建议.研究可为规范标准的制定提供依据。