一种新型道路缓和曲线的线形分析与评价

缓和曲线作为一种空间过渡曲线,其设计的合理与否直接关系到车辆行驶的平稳性和旅客舒适性。介绍了利用缓和曲线边界条件确定其代数方程式的一种通用方法:根据边界条件列出曲率待定方程,并利用曲率边界条件确定出缓和曲线曲率方程,然后对曲率方程二次积分得到缓和曲线的方程。此方法适用于推导缓和曲线方程,可为公路缓和曲线线形设计提供参考。采用此方法设计出了一种连接直线与直线的新型缓和曲线,并建立5种不同工况,以横向加速度及其时变率为评价指标,对新型缓和曲线和回旋线进行了行驶动力学性能评价,通过比较分析得出这种新型缓和曲线在行驶动力学性能上明显优于回旋线,为高速公路缓和曲线的线形选择提供参考。     

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。     

基于点云信息的既有线整正方法研究

为适应列车提速后高平顺性与高舒适性的需要,利用激光扫描技术获取的连续数据点云信息,通过曲率梳分析对轨道几何形位进行了描述,从曲率变化率入手,找出传统测量模式与提速行驶后现场新标准养护作业的盲区所在,并提出既有铁路曲线曲率变化率整正方法,从原有的面向过程的纯线形管理模式下的几何形位拟合思路转换为面向对象的车轨一体化线形养护新思路,使养护的线路几何形位与列车运动特性相吻合。     

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。     

基于曲率变化特征的既有线路整正算法设计

铁路曲线运营过程不可避免会产生几何形位变化,运行速度的提升需要现代化的检测手段,相应的曲线整正算法设计是列车安全、舒适运营的重要保障。采用某线路轨检小车实测5 m间隔数据,以现场实测数据为基础,从曲率和曲率变化率的角度分析不同间隔条件下的轨道几何形位特征,采用基于正交最小二乘和三次样条的平面拟合方法,利用线路的曲率特征进行线路初始参数获取,设计相应的平面曲线线形优化重构算法。编程实现算法在具体线路的应用,以拨道量改正数最小为目标函数,采用5、10 m不同测点间隔的计算结果分析并结合现场实际,取得了较好的计算结果。通过现场实例表明,该方法具有理论简单、计算准确,与现代高速行车检测方法适应好等特点。     

铁路建筑限界缓和曲线地段加宽研究

目前铁路现行的规章、规范及设计手册中,未明确缓和曲线地段建筑限界加宽计算方法。为找出一种误差值小、使用方便的缓和曲线地段建筑限界加宽计算方法,根据图解法相关数据,绘制分析不同曲线要素组合的加宽值曲线,研究总结铁路建筑限界缓和曲线地段加宽值变化规律。根据加宽曲线特点,利用多项式曲线拟合的方法提出缓和曲线地段内侧加宽、外侧加宽及运动附加超高通用计算公式。与图解法计算结果对比表明,通用公式计算误差满足测量误差限值要求,证明通用计算公式是正确可靠的。提出的通用计算公式可供铁路相关技术人员工作时和《铁路技术管理规程》等规章修订时参考。     

秦沈客运专线高速试验段线路缓和曲线动力学仿真分析

利用北美铁道协会 (AAR)开发的大型商业通用轮轨动力学仿真计算软件NUCARS ,对秦沈客运专线高速试验段采用的三次抛物线型缓和曲线进行了列车线路动力学仿真分析 ,并与日本新干线采用的半波正弦缓和曲线进行了对比 ;同时也对中国与日本新干线不同超高设置方法对轮轨动力学性能的影响进行了对比仿真计算。研究结果表明 ,现在使用的缓和曲线线型以及中国式超高设置方法满足秦沈线试验段高速试验要求的安全性和舒适性。     

一类常微分方程的解及其应用

基于某些教材中给出的微分方程通解、特解的定义,阐述了通解和特解的关系,给出了求非齐次一阶线性微分方程特解的一个方法,利用此方法得到了非线性碰撞振子的Melnikov函数,解决了这个系统出现混沌的条件.     

基于三维坐标测量轨道几何形位的计算模型

为改进基于CPⅢ轨道控制网测量技术的地铁无砟轨道几何形位精调的测量精度与效率,提出一种基于三维坐标测量轨道几何形位的方法。通过对轨道几何形位检测点进行三维坐标测量,以轨道控制网CPⅢ点作为测量基准点,采用轨道几何形位与检测点的三维解析几何关系,建立三维坐标测量轨道几何形位的计算模型。现场无砟轨道试验段的测试结果表明,三维坐标测量可有效对轨道几何形位进行测量,测量精度满足规范要求的无砟轨道几何形位测量精度指标。     

基于工程技术条件要求的高速磁浮线路设计参数研究

对高速常导磁浮系统轨道梁结构型式及功能区各功能面的精度要求进行了分析,同时考虑到我国机加工能力和经济状况,对曲线地段定子面、导向面和滑行面分别采取了直线拟合和曲线拟合方法进行设计,研究工程技术条件对高速磁浮线路设计参数选取的影响,确定不同长度功能件和不同定子排列方式下平、竖圆曲线半径的合理取值范围,用不同曲率的导向面拟合平面圆曲线的允许半径范围和优势半径范围,以及满足扭转率要求的缓和曲线最小长度值。研究结果表明:分别采用6,3,2 m长的功能件和直线及半径为1550和790m的导向面,能够拟合的最小平面圆曲线半径分别为700,650和600 m,能够拟合的最小竖圆曲线半径分别为8250,4150和2750 m;缓和曲线最小长度可以达到40 m。     

缓和曲线长度对车辆曲线通过性能的影响

通过动力学仿真分析发现,在现有的条件下仅仅通过适当延长缓和曲线的长度,可以提高机车的曲线通过速度,为准高速线路缓和曲线长度设置提供了参考,并提出了新的缓和曲线划分标准,给出合理的缓和曲线长度表。     

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。     

基于SIMPACK的缓和曲线段高速行车动力响应分析

高速铁路列车运行时的安全性、舒适度以及轮轨动力特性与缓和曲线的线型、长度具有较高的相关度。采用动力学分析软件SIMPACK建立高速铁路车线系统模型,在考虑高速铁路存在轨面不平顺的情况下,引入低干扰谱,研究缓和曲线线型及长度对高速列车运行时各主要评价指标的影响。研究表明,对于300 km/h以上的高速列车,当曲线半径达到7 000 m及以上,缓和曲线达到一定长度时,采用三次抛物线型缓和曲线与半波正弦型相比差别不大,均能满足行车安全需求。     

小半径缓和曲线上预制空心板梁的平面布置计算

以国道G209通道至吉利段改造工程中的双江河大桥设计实例,研究位于小半径缓和曲线上预制空心板梁的外悬臂折线逐步逼近缓和曲线线形,与桥上路线线形一致。具体方法是:采用直角坐标系计算预制空心板斜长、首尾夹角和起终点坐标,根据计算结果与路线线形之差,多次调整空心板梁的梁板宽度和悬臂长度,使外悬臂折线满足路线的缓和曲线线形。研究结果表明,桥上护栏之间的桥面净宽尺寸变化符合设计路线线形要求。     

基于轮轨动力学的缓和曲线型道岔平面线型设计

为了给缓和曲线型道岔选取合适的平面线型,满足良好的行车性能并提高侧向允许通过速度,基于轮轨动力学建立车辆-道岔动力耦合模型,以42号道岔为例计算不同线型方案下轮轨系统动力响应,且分析各评价指标与列车速度间关系。研究结果表明:道岔侧股后缓和曲线的使用可保证列车中高速通过的安全性和平稳性,增加曲线半径或加设前缓和曲线可降低轮轨系统振动剧烈程度;列车侧向通过速度越高,轮轨系统振动越显著,42号道岔侧股圆曲线半径增加500 m,可使其侧向允许通过速度提高10 km/h,缓圆缓型道岔可进一步提升。     

车速和轨道半径对跨座式单轨车辆曲线通过性的影响

文章以多体动力学为基础,建立了跨座式单轨车辆的动力学仿真模型,仿真分析了车速、轨道半径对跨座式单轨车辆曲线通过性的影响.     

“中华之星”号高速列车司机室过渡曲面局部空气压力分布研究

“中华之星”号列车端部流线型长度达到5.5m,且采用双拱外形。司机室向车体顶部过渡曲面曲率较大,容易产生流动分离现象,为检验端部流线型外形设计的合理性,采用数值模拟计算和实车试验相结合的方法对其局部表面空气压力分布进行研究。研究结果表明:动力车司机室向车体顶部过渡曲面局部表面未发生流动分离。     

麦克康奈尔曲线的精密施工测量

结合南汽总装厂试车跑道的施工,介绍麦克康奈尔曲线的精密施工测量方法及精度分析方法.     

道岔附带曲线的整正

岔后连接曲线作为道岔整体的一部分,其方向和位置正确与否,直接影响道岔质量的巩固,因此维修和养护作业中要与道岔同时进行,介绍采用直股支距法和绳正法整正道岔附带曲线的方法,供工务维修参考。     

铁路曲线轨道方向整正方法的研究与改进

从解决现场整正实际问题出发,对铁路曲线轨道整正方法进行了研究与改进,提出了正矢和不闭合的处理方法,得出了一种在曲线上设置人为控制点限制拨量、分段有限度地对计划正矢及拨量进行修正的实用方法,能兼顾小拨量和曲线的良好圆顺度两方面要求,并易于计算机编程计算,最后给出了施工方法.