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。     

时速400km高速铁路曲线超高研究

通过理论分析对时速400 km铁路线路最大曲线超高、欠超高以及最小曲线半径进行了研究,并建立列车通过高速铁路曲线地段动力学仿真计算模型,对不同工况下高速列车动力学各项安全性和平稳性指标进行计算分析。结果表明:时速400 km高速铁路最大曲线超高、欠超高、过超高、欠过超高之和、最大曲线超高与欠(过)超高之和等参数可以采用既有350 km/h高速铁路规范规定值;高速列车以400 km/h速度通过7 500,8 500,9 000 m半径曲线时,脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力等各项安全性指标均在限值以内;从平稳性方面考虑,高低速列车不共线运行时,对时速400 km高速铁路推荐最小曲线半径为9 000 m,一般条件下8 500 m,困难条件下7 500 m;高低速列车共线运行时,为了满足高低速匹配要求,推荐最小曲线半径为8 500 m。     

提速线路曲线超高的设置

提速线路曲线超高的设置，因受施工地界、工期及投资等多方限制，很难同时满足《维规》对欠超高和过超高的要求。因此，建议此类曲线超高的设置，按《维规》在单线上不得大于125mm，在双线上不得大于150mm的规定进行，即在欠超高值能保证旅客舒适度的前提下，尽量选择较小的过超高值。通过安全性检算和舒适性检算，以及铁科院的调查建议，欠超高值控制在100mm以内，过超高值不大于90mm，就能保证旅客的舒适，又有利于线路的养护。     

时速140km地铁线路主要技术标准探讨

国内设计时速超过100 km的地铁线路暂无相关规范标准。通过分析对比国内主要铁路及地铁设计规范在线路技术标准方面的差异,借鉴国内建成线的经验参数,以速度目标值140 km/h的地铁线路为例,选取合理的最大超高值、允许欠超高值、超高时变率、欠超高时变率及超高顺坡率,计算出不同曲线半径对应的缓和曲线长度值,并参考地铁设计规范计算出站端及区间竖曲线半径值。最后总结得出时速140 km地铁系统线路主要技术标准。     

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.     

曲线几何参数对货车转向架曲线通过性能的影响

利用SIMPACK仿真软件建立副构架径向转向架和交叉支撑转向架的动力学模型，并对其动力学性能进行仿真计算，分析比较曲线半径、超高等曲线几何参数对2种转向架曲线通过性能的影响。结果表明：曲线半径和欠超高对径向转向架和交叉支撑转向架的脱轨系数、轮重减载率影响比较接近；曲线半径在400-1200m范围内，自导向径向转向架能有效提高通过性能，明显降低轮对冲角，减缓轮轨磨耗；欠超高对2种转向架轮对冲角的影响近似成线性关系，且其影响程度仅和转向架本身属性相关，与曲线半径无关。指出采用磨耗功率评价欠超高对曲线轮轨磨耗的影响更为合理，因为不仅能反映出磨耗与欠超高的关系，还能反映出曲线外轨超高设置不同时轮轨磨耗的变化特点，这与工程实际中减小外轨超高、设置欠超高有利于降低轮轨磨耗是一致的。     

线路条件对高速列车横向动态偏移量的影响

为研究不同线路条件对车辆横向动态偏移量的影响,从而为高速铁路限界的拟定提供理论依据,利用SIMPACK软件建立车辆一线路耦合模型,研究轨道不平顺、曲线超高对车辆最大横向动态偏移量的影响。结果表明：轨道不平顺会增大车辆的横向动态偏移量,在直线线路上车辆横向动态偏移量随列车速度的增大而增大;当列车速度为350km／h时,动态偏移量增大到22．7mm;在曲线半径为300m的线路上,轨道不平顺使动态偏移量分剐增大了10．1mm;对于相同的小半径曲线线路,列车通过速度越大,车辆横向动态偏移量越小,但会加剧欠超高。列车通过速度过低,车辆存在倾覆的危险;建议确定车辆动态限界时应考虑轨道不平顺、曲线线路超高以及列车通过速度的影响。     

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.     

珠三角城际轨道交通曲线超高设置研究

针对珠三角城际轨道交通主要技术标准及线路特点,提出了适用于城际轨道交通的曲线超高设计技术条件。结合在建穗莞深、佛肇、莞惠三条城际轨道的运行速度和距离曲线,对三条线路无砟轨道曲线超高进行设计研究。计算结果表明：三条线路的欠超高、过超高、欠超高与过超高之和以及超高时变率等限制条件均满足要求,有利于内外两股钢轨均匀受力及钢轨磨耗均等,满足旅客舒适性要求。超高设置是合理的,可为其它城际轨道线的曲线超高设置提供借鉴。     

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。     

湘桂线桂林至南宁提速改造的实践及思考

介绍了湘桂线桂林至南宁区段小曲线半径提速改造的做法，提出了线路小曲线半径改造的技术条件，曲线实设超高、欠超高、缓和曲线长度值理论计算和实际选取的依据。对改造后的线路日常养护维修的问题也进行了探讨。     

采用不等长缓和曲线优化站端小半径曲线的探讨

由于地铁车站位置受边界条件控制,特殊情况下车站有效站台端部仅能采用小半径曲线顺接,容易导致轮轨磨耗增加,列车运行速度受限。本文在考虑规范要求的超高顺坡率、欠超高、过超高、超高时变率等曲线参数的基础上,探讨了利用不等长缓和曲线精细化设计站端小半径曲线的思路和方法,以增大曲线半径,改善运营条件。通过分析青岛地铁6号线一期工程朝阳山CBD站站端小半径曲线方案,认为采用不等长缓和曲线设计的实质是因为超高顺坡率、欠超高超出规范要求而需要限速,而过超高、超高时变率一般满足规范要求。最后分析了该方法在线路设计中的适用性。     

铁路客运专线轨道超高设置的适应性研究

为适应不同地区居民出行的差异经济承受能力,研究在客运专线出现的高速和普速列车共线运营的新运输组织模式下,无砟轨道超高设置的适应性问题。针对不同速度的高速和普速列车混跑模式,通过对欠、过超高容许值的分析、限值检算,超高与轮轨的关系,曲线半径与超高的关系,以及超高顺坡率的调整和计算,结论为:曲线的轨道超高设置按照250km/h速度的均衡超高来确定可满足大部分列车通过需求,并且缓和曲线全段设置超高顺坡。     

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。     

《新建时速200~250 km客运专线铁路设计暂行规定》平面曲线半径标准研究

通过分析高速列车与不同低速列车匹配时不同曲线半径取值的欠过超高,根据评价标准,给出适宜的200~250 km客运专线铁路平面曲线半径取值范围及选用标准。     

铁路曲线上轮轨磨耗影响参数的仿真研究

运用SIMPACK虚拟样机技术,从线路设计及养护维修的角度出发,对铁路曲线上车辆速度、轨底坡、曲线超高及钢轨涂油对轮轨磨耗的影响进行仿真计算和分析。分析结果表明:为降低轮轨磨耗及保证行车安全,车辆速度以比线路条件决定的最高行车速度略低为宜;曲线超高过低或过高均会增大轮轨磨耗,由于小半径曲线上设置的超高一般偏大,故而适当降低小半径曲线的超高对于降低轮轨磨耗是有利的;轨底坡的适当增大可使得轮轨磨耗有一定降低,但效果不明显,且轨底坡过大会加剧轮轨磨耗;对钢轨进行适当的涂油可有效降低轮轨磨耗,但应进行严格控制,涂油太多对于降低轮轨磨耗反而不利。     

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。     

高速铁路曲线超高设计的研究

我国高速铁路普遍存在客货混运、高速与中低速共线的特点,铁路运输组织模式和列车运行速度是决定曲线超高设置的主要影响因素。结合沈丹客运专线,对车站两端曲线设计超高进行分析研究,根据实际的运营工况和V-S曲线确定合理的曲线超高值。首先通过计算得出停站列车和直通列车的均衡超高值,然后提出一个设计超高值,最后对其进行安全性和舒适性检算。为了得到合理的曲线超高值,需要对平面条件进行反复优化,尽可能采用较大的曲线半径,并分析进出站列车与高速列车的速度关系,以减小未被平衡的欠超高和过超高,这样既能保证旅客的舒适度,又可以保持两股钢轨受力比较均匀,有利于曲线的养护。     

列车及轨道参数对曲线钢轨波磨影响及防治措施研究

针对地铁曲线段出现的钢轨波磨问题,利用车轨动力学模型研究了转向架一系横向及纵向刚度、轮轨摩擦系数、曲线半径、超高、轨距、轨道横向及垂向支撑刚度等参数对曲线轮轨磨耗的影响,结果表明:(1)适当减小转向架一系纵向刚度可显著降低曲线段轮轨磨耗;(2)轨面摩擦系数由0.5降低至0.3,轮轨磨耗指数可降低约25%;(3)轮轨磨耗随曲线半径的减小呈指数式增长;(4)线路超高、轨距对轮轨磨耗影响较小,进而提出曲线钢轨波磨的防、治措施建议:(1)适当降低轮轨间摩擦系数、提高钢轨硬度、加宽曲线段轨距和开展曲线轨道磨耗信息化管理等措施,可缓解既有线曲线钢轨波磨;(2)优化车辆一系横向及纵向刚度、增大线路曲线半径、避免小半径"S"形曲线、设置曲线欠超高、降低轮轨间摩擦系数等措施,可对新建线路曲线钢轨波磨进行预防。     

城市轨道交通线路曲线组合优化方法研究

在城市轨道交通线路设计过程中,受沿线建构筑物等因素的控制,时常会导致曲线限速。在限制条件下,可以通过优化线路平面曲线半径和缓和曲线组合以实现最高的列车运行速度。首先全面分析牵引计算中影响列车行驶速度的因素;然后基于曲线半径和缓和曲线的计算原理,通过绘制"超高-速度曲线",分析特定曲线半径和缓和曲线长度组合下取得速度峰值的条件,并求解出对应的轨道超高值。研究表明,在限制条件下,该方法可实现优化线路曲线组合,提高列车运行速度。