提高既有线列车速度的可行性

阐述了提高既有线列车速度的主要途径和主要制约因素，以独联体、日本、法国、美国等国家为例，论述了提速对一路装务和线路养护的要求，提速条件下机车车辆与线路的相互作用，以及俄罗斯国产机车车辆的走行平稳性等。     

高速铁路多Ⅱ形预应力混凝土梁桥动力特性及列车走行性分析

提出了高速铁路多Ⅱ形预应力混凝土梁桥空间振动分析模型及列车－多Ⅱ形梁桥时变系统空间振动方程的建立方法，用它可简便分析跨宽比很小的多Ⅱ形梁桥与列车系统的空间振动，亦用可于一般单Ⅱ形梁桥考虑畸变与翘曲的静、动力分析。实例分析结果证明本文提出的模型和方法能良好地反映列车与桥梁系统的实际空间振动行为。     

博士学位论文摘要中小跨度铁路桥梁横向振动模拟及适应快速行车结构形式的研究

现代社会的进步、经济发展和人民生活水平的提高对交通运输质量(快速、安全、舒适)提出了更高的要求,为了适应这一需求,近年来我国铁路实施了分批分级的提速计划.客运由100 km*h-1逐步提速到120 km*h-1、140 km*h-1、 160 km*h-1、200 km*h-1,与此同时,货运由50 km*h-1 逐步提速到60 km*h-1、80 km*h-1、100 km*h-1.并正在实施快速和高速客运专线(200 km*h-1～300 km*h-1)的建设.而我国既有线上桥梁大多数为中小跨度(20 m～40 m)简支PC T梁和钢板梁,这些过去不同时期建造的桥梁,当初设计时列车速度不高,当时的规范也未对列车通过桥梁的走行性评定做出规定.在提速中发现空载货车在以大于60 km*h-1速度通过中小跨度桥梁时,桥梁发生了较大的横向谐振,特别是上承式钢板梁,最大横向振幅达12 mm.在客车以大于160 km*h-1速度通过这些桥梁时,横向振幅也大于<桥检规>参考限值.因此,如何通过仿真分析再现桥梁动力响应的理论研究,如何改造既有线桥梁使之满足提速后列车走行性的要求,以及研究适合快速和高速客运的桥梁结构型式,是我们今后的长期任务.     

浅谈既有线提速改造速度目标值的选定

本概括论述了当前我国既有线提速的必要性，分析了影响既有线提速的各种因素，通过兰新线火后段提速的实例，旨在阐明提速时如何选定速度目标值这一关键因素。     

特大跨度钢桁拱桥列车走行性分析

以某主跨436 m中承式钢桁拱桥为例,运用桥梁结构动力学与车辆动力学,将列车-桥梁视为联合动力体系,建立了列车与大跨度钢桁拱桥的车桥耦合动力分析模型,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。研究结果为大跨度钢桁拱桥的动力设计提供了理论依据。     

高速铁路多Π形预应力混凝土梁桥动力特性及列车走行性分析

提出了高速铁路多Π形预应力混凝土梁桥空间振动分析模型及列车-多Π形梁桥时变系统空间振动方程的建立方法,用它可简便分析跨宽比很小的多Π形梁桥与列车系统的空间振动,亦可用于一般单Π形梁桥考虑畸变与翘曲的静、动力分析.实例分析结果证明本文提出的模型和方法能良好地反映列车与桥梁系统的实际空间振动行为.     

既有线提速改造桥梁加固的探讨

分析预应力混凝土梁跨中横向振幅超限的原因和介绍加固措施及效果。     

短波激励下高速铁路桥上列车走行性研究

本文用车桥耦合动力学的理论，分析了短波不平顺激励下列车走行的动力响应结果，并以列车的安全性和旅客的舒适性为管理标准，提出了轨道不平顺的安全限值。     

宜万铁路特殊结构桥梁动力特性及列车走行性分析

宜万铁路全线共有桥梁195座,其中特殊结构桥梁26座,特殊结构桥梁形式主要有复合结构刚构拱桥、双线大跨度上承拱桥、大跨度连续梁桥、非对称拱桥、大跨度“T”构桥、大跨度简支梁桥、大跨度连续刚构桥、单拱连续钢桁梁桥等。目前国内外规范对桥梁设计关于桥梁刚度限值的规定只适用于单跨和多跨简支梁等小跨度常规桥梁,上述特殊结构桥梁都超出了目前我国各种规范和暂规所能涵盖的范围,它们的修建对我国铁路桥梁的设计和建造技术都提出了新的要求,本文选取几座有代表性的特殊结构桥梁为研究对象,对各桥的动力特性和列车走行性进行分析与研究,以期对宜万铁路特殊结构桥梁设计中关于桥梁刚度的考虑提供理论参考。     

高速列车下线运行的经济距离分析

高速列车下线运行对铁路企业来说,能够吸引客流量,带来较高的运营收入,但同时增加了高速动车组购置、运营、维修等成本;对旅客来说,在节约旅行时间,得到优质服务的同时,还必须承担高速运价。跨线高速列车的下线开行范围一方面取决于旅客的承受能力,另一方面取决于铁路系统企业经营方式。在理论上,高速列车存在一个合理的开行范围,即在既有线上的运行距离存在一个极限值,使得企业的投入和产出合理,从而达到经济效益最大化。同时,也需要从旅客角度分析经济距离的合理范围或取值。通过建立通用数学模型,从旅客角度给出算例,从而为高速列车下线运行相关问题研究提供参考。     

大轴重列车对既有线简支T梁的静力影响研究

以朔黄铁路为工程背景,从静力学的角度针对列车轴重250、280、300、330 kN情况下,对朔黄铁路跨度24、32 m简支T梁的刚度、强度、抗裂性以及桥面板局部承压等进行了分析。通过静力分析可知:轴重280 kN的列车虽然对桥梁结构的承载能力影响较小,但其运能提高不显著,运行轴重330 kN的列车需对桥梁结构进行全面加固,而运行300 kN轴重的列车仅需对桥梁结构进行局部加固即能满足承载力的要求,因此既有朔黄铁路重载运输的列车轴重提高到300 kN是较为适宜的。这对我国重载铁路的发展具有一定的借鉴意义。     

高速列车运行安全性与桥梁防撞墙受力分析

根据列车脱轨能量随机分析理论,实现高速铁路无砟轨道桥梁上的高速列车脱轨全过程分析,计算高速列车抗脱轨安全系数。在不考虑列车纵向冲击,仅考虑列车脱轨摇摆力作用下,推导出高速铁路桥梁防撞墙受力计算公式。结果表明:高速列车在设计车速下的抗脱轨安全系数为2.0以上,脱轨摇摆力为630kN,防撞墙所受到的撞击力为33 002.4kN。鉴于高速铁路无砟轨道桥梁上的高速列车运行安全性完全有保障,且即使有意外情况发生,防撞墙亦无法防止列车脱轨后冲出桥面,因此,建议取消防撞墙。     

列车高速运动过程中多普勒频偏及误码率分析

在列车高速行驶过程中,由于多普勒效应的影响,会对数据传输过程中的误码率产生影响。本文从单基站、多基站情况下列车直行过程中的多普勒频移分析到曲线行驶过程中的频移分析,推导出具体的定量频移公式,获得行车过程中的频偏变化规律,可用于无线通信多普勒频偏的矫正。在不考虑气候、地形等因素条件下,构建GSM-R网络无线信道传输误码率仿真模型,利用matlab的simulink工具箱对高速列车行驶过程中数据传输误码率变化进行仿真。发现靠近基站时,多普勒频偏值会减小,误码率呈振荡减小的趋势。该趋势得到武广线实测数据的支持,而且通过对比基站与钢轨距离不同时的情况,得出基站距钢轨越远,低误码率区越大的结论,为基站选址提供了依据。     

高速列车车间悬挂对运行平稳性影响的研究

以列车为研究对象,采用面向对象的建模技术,建立了带车端悬挂系统的5辆车编组、3辆车编组以及单车的垂向及横向非线性动力学模型,对高速列车的运行平稳性进行研究。对单车和3辆车编组的列车模型的频域分析表明车辆间加入车端悬挂系统增加了车辆间的耦合,能有效地提高列车高速运行时的平稳性。运用5辆车编组的列车动力学模型,采用时域仿真的方法,对车端悬挂参数进行了研究。研究表明车端的横向及垂向刚度和阻尼分别对列车的垂向和横向运行平稳性影响较大,车端的纵向能同时起到抑制车辆点头和摇头振动的作用,但需要设置较大的数值。     

高速列车系统安全可靠性分析评估方法研究

在对国内外高速列车系统安全可靠性研究现状分析的基础上,面向我国高速列车提出了一套完整的系统安全可靠性分析方法体系与评估流程,并对可靠性网络模型、安全域风险评估等系统安全可靠性分析方法进行了深入研究。基于我国CRH2型高速列车的实际运用数据对以上方法及其评估流程进行了实施验证,为形成兼容国际标准的中国高速列车安全可靠性分析评估标准规范,以及高速列车安全可靠性设计与健康运维提供了技术支撑。     

高速列车通过长隧道引起的热、力效应研究

研究目的:针对列车横截面积与隧道横截面积比值阻塞比的不同,分析计算长隧道内运行的高速列车在不同速度下,由于空气动力学效应引起的列车阻力及热量增加,综合考虑辅助设备发热及隧道壁面热传导导致的能量损失,合理预测不同阻塞比下高速列车运行引起的隧道内温度升高及隧道内温度随时间的变化,得出长隧道内由于高速列车运行引起的热、力效应.研究结论:通过计算与分析表明,列车高速运行导致隧道内阻力变化及热效应的大小,受到列车隧道系统阻塞比的影响比车速的影响更大,列车空调放热是隧道内温度升高的主要因素,壁面摩擦等因素也会导致隧道内热量的进一步增加,行车密度对温度的影响将是非常关键的.对于高阻塞比的列车隧道系统,隧道中部残留的热量还较多,热量积聚效应不容忽视.     

地震激励下高速列车动态响应与运行安全边界研究

为研究地震对高速列车动态响应与运行安全的影响,建立地震激励下车辆-轨道耦合动力学模型,地震波被简化为周期性的横向正弦波加入车辆轨道仿真模型中。基于仿真计算,对地震作用下高速列车的动态响应、脱轨机理及运行安全边界进行详细地分析和讨论,给出地震下高速列车安全运行及脱轨边界。分析结果表明:地震所引起的轨道结构大幅横向振动对高速列车的安全运行影响极大;横向地震波激励下,车轮与钢轨频繁地发生分离、车轮的大幅度抬升和车辆激烈的横向滚摆运动是造成高速列车脱轨的主要原因。     

高速列车多模型广义预测控制方法

列车运行过程是一个典型的非线性过程,并且随着列车速度的增加,非线性特性越来越强,这就给自动驾驶系统的设计提出更高的要求。本文针对高速列车自动驾驶系统设计多模型广义预测控制器。首先针对高速列车的非线性特性,利用聚类有效性评价指标确定最优的多模型个数,然后采用减法聚类方法建立多模型集合。接着针对每个聚类集合,利用递推最小二乘方法建立相应的线性模型。最后针对模型参数不确定性和未建模部分,设计多模型广义预测控制器进行控制。仿真结果证明了该方法的有效性。     

高速铁路列车振动荷载对下穿隧道地层动力响应分析

以某隧道下穿高速铁路项目为背景,隧道下穿高速铁路施工为特级风险源,对地层沉降要求极为严格。对隧道下穿施工期间,在列车振动荷载作用下产生的地层动力响应进行了三维数值模拟分析。数值模拟计算结果表明,下穿隧道与高铁路基交叉点处为该工程薄弱环节,在设计与施工过程中需对此处采取加强措施,以保证施工安全及不影响列车正常运行。