基于气动效应的北京城际铁路联络线地下车站站台门退台距离研究

为研究在建的北京城际铁路联络线地下车站站台门的退台距离,对海南岛东环城际铁路美兰机场地下车站的站台门风压进行了实测,并通过IDA tunnel及ThermoTun软件对城际列车通过地下车站时的空气动力响应进行模拟验证,分析不同退台距离下站台门承受的风压.研究结果可为站台门退台距离的选择提供参考.     

珠江城际铁路清远站过站列车风数值模拟研究

基于计算流体力学软件Fluent,对珠三角城际铁路清远站的列车风风荷载进行了数值模拟研究。采用三维非定长可压缩流动模型,并应用动网格技术模拟了高速列车自进入雨棚起至穿越雨棚止的整个过程,得到列车过站过程中列车风空间分布形态,获得屏蔽门上监测点处的压力时程,总结压力分布的规律,给出用于结构设计的荷载取值建议,同时对站台的风环境进行分析。     

高速列车过站对站台屏蔽门表面气压荷载的影响研究

针对高速列车不停车过站引发的列车风对站台屏蔽门表面风压荷载的影响,采用滑移网格技术对高速列车过站进行数值模拟。利用正交试验方法,揭示各因素对站台屏蔽门风压荷载影响的主次顺序及规律。结果表明：随着列车过站速度的提高,站台屏蔽门表面的正、负风压值均呈增大趋势,且最大风压与过站速度呈正相关;随着站台屏蔽门距离的增大,站台屏蔽门表面的正、负压值均呈减小趋势,且最大风压与站台屏蔽门距离呈负相关;随着雨棚高度的增大,站台屏蔽门表面的正、负压值均无明显变化。站台屏蔽门距离对站台屏蔽门表面风荷载的影响最大,雨棚高度的影响最小。试验数据方差分析与极差分析结果一致,该研究结果可为站台屏蔽门设置提供理论参考。     

复杂深埋地下高铁车站站台及通道空气动力学效应模拟及设计对策选定

针对京张高铁新八达岭隧道及地下车站的设计方案,采用数值计算软件,模拟地下车站屏蔽门和安全门两种模式下站台的最大风速、最大瞬变压力、压缩波峰值、人行通道最大风速等空气动力学效应进行计算分析。结果表明:无站台门时,车站中部会车使站内气动效应最不利,压力最大峰值可达508 Pa;设置屏蔽门时车站越行线位置的气动效应恶化,高速过站时在屏蔽门上产生的气动压力最大达到937 Pa,屏蔽门门口位置的最大风速值可达9.88 m/s;设置安全门时,到发线越行对站台风压作用小,站台风速低于5 m/s,站内人行通道风速可达7.5 m/s。八达岭地下车站采用安全门模式,站台风压和站内风速均可控制在安全范围内。     

车致振动在盖挖逆作法施工地下结构中的传播规律研究

以某铁路车站站场下地下结构盖挖逆作法施工为工程背景,首先现场测试分析了城际铁路列车通过时地下结构的振动响应,其后建立了动车组-轨道结构-地下结构系统耦合动力分析模型,仿真分析了城际铁路列车通过地下结构的全过程,系统探讨了地下结构的车致振动响应及其空间传播规律,揭示了地下结构车致振动机理。研究结果表明,地下结构车致振动随着与运营线路的距离加大而逐渐衰减,且衰减速度逐渐减小;结构动力响应随列车运行时速的提高而增大。     

珠三角城际轨道交通ATO系统车门与站台门联动优化设计研究

珠三角城际轨道交通采用CTCS-2+ATO列车运行控制系统，ATO最主要的功能之一是满足列车车门与站台门系统的联动控制，实现站台门的防护。介绍现有珠三角城际轨道交通动车组类型、站台门现状、车门与站台门系统的联动条件、接口原理。针对珠三角城际公交化运营开行4辆编组动车的需求，基于不同编组、不同车门类型、不同运行交路情况下对车门与站台门联动控制提出3种优化设计方案。从规范符合性、运营使用习惯、既有线改造可实施性等角度对3种方案进行深入比较分析，对新建和既有运营线路分别提出推荐方案。研究结论满足珠三角城际轨道交通开行4辆编组动车的需求，并为其他城际铁路、市域铁路提供参考。     

杭州南站幕墙受过站列车风影响的数值模拟分析

分析高速列车过站时列车风对站台上方幕墙的影响,采用CFD数值模拟方法,结合"动网格"技术,对列车高速过站风环境进行数值模拟,给出高速列车开始驶入、完全驶入和驶离车站时,站台区域幕墙受列车风影响的变化情况。对列车风的影响进行定量评估,研究结果表明:过站列车通过产生的流场对站内风速影响较小,不会对乘客造成安全问题,但该流场对幕墙产生一定的力作用。结论为列车风侧向影响范围最大处出现在头部顶端;列车经行的最不利工况为单线同时对开。     

高速列车U型橡胶外风挡结构模态有限元计算与试验分析

随着旅客列车运行速度的提升,安装在车厢连接处的U型橡胶外风挡结构在列车空气动力作用下产生变形振动,当气动载荷的激励频率接近外风挡结构固有频率时易引起共振现象。为分析U型橡胶外风挡结构固有动态特性,利用模态有限元计算和试验相结合的方法,比较有限元模态计算中2种材料本构模型的区别,并研究模态试验激励点与响应点位置对U型橡胶外风挡结构模态参数的影响。研究结果表明:有限元模态分析时,网格单元层数过少导致计算结果刚度偏大;采用Mooney-Rivlin本构模型计算橡胶材料模态参数相对于线弹性更为合适;有限元模态分析所得结构振型可为模态试验响应点位置的选择提供指导。研究成果可为高速列车U型橡胶外风挡结构设计提供参考。     

城际动车组气动设计方法的研究

针对城际动车组运行速度及运营环境,从舒适性和经济性2个方面提出城际动车组气动设计面临的主要挑战。根据高速列车气动设计经验,从头型外形气动优化设计和车体表面平顺化2个方面开展气动设计,形成4个速度等级的城际动车组头型,并基于数值模拟、风洞试验及线路试验进行设计验证。研究表明,仿真结果与试验结果误差较小,满足工程计算精度要求。风洞试验表明3辆编组的城际动车组气动阻力较原始设计方案减小了约13.2%,远场气动噪声满足设计要求。线路试验表明,城际动车组的气动阻力达到CRH2水平,隧道通过及交会压力波幅值均小于±4 k Pa,各项气动设计指标均达到预期要求。     

350 km·h-1高速列车噪声机理、声源识别及控制

为了考察350 km·h-1高速列车在运行状态下的车外噪声水平、主要声源及其源强分布特性,根据国内外高速列车噪声理论和试验研究经验,在列车和线路状况满足ISO3095-2005标准相关要求的前提下,在京津城际铁路选取现场测试工点,采用多通道阵列式噪声数据采集分析系统,对京津城际铁路高速列车噪声进行现场测试.测试数据分析结果表明:350 km·h-1高速列车车外辐射噪声的主要声源为轮轨接触部位、转向架、受电弓及其底座以及车辆连接处的气动噪声;对车辆上不同位置测得的声暴露级按大小排序,前4名的依次为头车轮轨接触位置、第2节车辆受电弓位置、第2节车辆的轮轨接触位置、头车和第2节车辆上部的气动噪声.由此提出350 km·h-1高速列车噪声的控制策略及措施.     

城际铁路中间站布置形式对列车追踪间隔的影响

研究目的:通过研究城际铁路中间站布置形式对站站停列车追踪间隔的影响,给出各种中间站布置形式的适用范围。研究结论:针对城际铁路开行大站停和站站停2种城际列车、采用越行模式的运输组织特点,分析计算了不同中间站布置形式对列车追踪间隔的影响。研究认为:本站不发生越行作业且以大站客流为主的城际铁路中间站宜采用无到发线形式;以大站客流为主、站站停列车基本不组织追踪运行的城际铁路中间站宜采用设2条到发线、侧式站台形式;以站站停客流为主的城际铁路中间站宜选择设2条到发线、岛式站台形式;以站站停客流为主、且有其他城际线接轨的中间站宜选择设4条到发线、岛式站台形式。     

高速列车焊接结构件抗疲劳性能研究

列车在高速运行的条件下,受到的气动交变载荷及转向架传递的振动载荷对列车影响较大,致使其焊接结构部件发生了疲劳破坏。为提高结构件的抗疲劳性能,对动车组焊接结构件进行疲劳强度分析十分必要。本文以高速列车焊接结构件为研究对象,通过理论研究、运营数据分析、仿真计算和线路试验,制定了抗疲劳性能的设计方案,从而提高了结构件的疲劳寿命,从而节约车辆的制造成本。     

CTCS2+ATO系统车门与站台门联动问题

介绍站台门系统及其在城际铁路中的运用,阐述基于CTCS-2级列控系统+ATO子系统的城际铁路中系统和站台门设置情况、接口实现原理及运用过程中存在的主要问题,对这些问题进行归类和分析,并提出故障处理思路及改进建议,减少设备故障率。预防性地提出在后续新线建设过程中如何减少列车车门与站台门系统接口的故障隐患,降低对运营带来的影响,确保新线建设正常运营。     

城际列车运营条件下盖挖逆作法施工地下结构振动性能分析

本文以上海西站城际铁路运营条件下地下结构盖挖逆作法施工为工程背景,建立动车组-轨道结构-地下结构系统耦合振动分析模型,综合考虑地下结构盖挖逆作法施工对轨面不平顺的影响,系统分析地下结构施工时列车运营性能和结构动力响应,评判施工期间城际列车的走行性,探讨施工状态及顶板上覆土层厚度对结构振动性能的影响。研究结果表明:模型分析结果与现场实测基本吻合;地下结构盖挖逆作法施工能够保证城际列车安全平稳运行,在加强施工期间地下结构上方线路状态监测和轨道养护的前提下,运营列车可以不限速;地下结构车致振动响应随覆土厚度增大而减小。     

广珠城际铁路线路平纵断面设计参数动力学评估

为了验证广珠城际铁路线路平纵断面设计参数的合理性,利用车辆动力学软件ADAMS/Rail建立高速列车和轨道模型,针对广珠城际铁路具有代表性平纵断面设计参数的一段线路,计算了CRH2型动车组在16 km长的线路上运行时的动力响应,并与现行车辆动力学评价标准进行对比.分析结果表明:在现有平纵断面设计参数条件下,CRH2型动车组以200 km/h的速度运行时的所有动力学指标均为优良,行车安全性和舒适性有足够保障,设计参数合理,满足设计及运营要求.     

350km·h^-1高速列车噪声机理、声源识别及控制

为了考察350km·h^-1高速列车在运行状态下的车外噪声水平、主要声源及其源强分布特性,根据国内外高速列车噪声理论和试验研究经验,在列车和线路状况满足ISO3095--2005标准相关要求的前提下,在京津城际铁路选取现场测试工点,采用多通道阵列式噪声数据采集分析系统,对京津城际铁路高速列车噪声进行现场测试。测试数据分析结果表明：350km·h^-1高速列车车外辐射噪声的主要声源为轮轨接触部位、转向架、受电弓及其底座以及车辆连接处的气动噪声;对车辆上不同位置测得的声暴露级按大小排序,前4名的依次为头车轮轨接触位置、第2节车辆受电弓位置、第2节车辆的轮轨接触位置、头车和第2节车辆上部的气动噪声。由此提出350km·h^-1高速列车噪声的控制策略及措施。     

列车高速通过站台时的流固耦合振动研究

采用计算流体动力学(CFD)和多体动力学相结合的方法研究列车高速通过站台时的风致振动及安全问题。应用有限体积法和滑移网格模拟计算方法,通过求解三维瞬态可压缩N—S方程获取列车通过站台的气动力。运用Simpack软件建立3辆编组的动车组动力学模型,轨道不平顺条件选用美国六级谱,并将用CFD得到的气动力作为激励输入动车组动力学模型,对列车高速通过站台时的气动行为进行仿真计算,得到列车高速通过站台时的振动时程曲线。计算结果表明,列车高速通过站台时,在气动力作用下3辆车均不同程度向站台靠近,且尾车的尾部向站台靠近的距离最大,达到19mm;头车向站台靠近主要是由车体的摇头运动所致,中间车向站台靠近是由车体的横向摆动所致,而尾车向站台靠拢则是由车体的横摆运动和摇头运动共同作用所致。     

莞惠城际信号系统特殊继电器设置及处理逻辑探讨

莞惠城际铁路运营模式不同于既有高速铁路,也不同于普通的地铁线路。其全线设置有地面、高架、地下车站,车站全部安装站台屏蔽门以保证乘客安全。对站台门系统与信号系统之间接口特殊继电器的设置情况进行描述,并对接口特殊继电器的处理逻辑进行探讨。     

珠三角城际列车对站房结构的振动影响研究

以珠三角城际列车某站房为例,研究列车高速通过站房所引起的建筑结构动力响应。通过车辆-桥梁耦合系统以及桥梁-站房系统的求解,确定车辆-桥梁-站房结构系统动力学计算的求解策略与方法,解决了在高速列车穿越引起的振动下建筑结构的安全(稳定、强度、疲劳等)、经济及使用性能的问题。研究结论为:列车在正线通过及到发线进站时,站房变形以轨道梁自身的跨中弯曲变形最为明显,量值为1.5~3.25 mm;站厅层变形很小,可忽略;列车到发线进站时,横向框架梁跨中有0.5~1.5 mm的竖向变形;列车在正线过站以及到发线进站时,除轨道梁外,该站房其余结构竖向振动波均小于75 dB;站房主要构件可不考虑因列车荷载引发的疲劳问题。     

回转质量系数对高速列车牵引电算的影响

高速铁路电动车组在列车编组方式、牵引及制动性能、列车运行控制模式等方面与普速铁路旅客列车有着较大区别。本文以高速动车组列车牵引计算特点分析为基础,从回转质量系数因素阐述了高速列车牵引计算指标参数的影响,并推导了基于回转质量系数的高速列车加速度、运行时分、加速距离及制动距离等指标国际单位制表达式,最后以CRH3型动车组及京津城际铁路线路纵断面为依据,进行模拟计算分析得出回转质量系数对牵引计算指标的影响规律。