北京市高负荷交通走廊的复线研究

通过对北京城市轨道交通规划建设经验的总结,结合城市副中心和京津冀协同发展战略,借鉴世界大城市都市圈的经验成果,提出北京长安街走廊修建复线以解决高负荷交通的必要性和重要性,对修建复线需要重点关注和研究的问题给出建议,认为修建复线应根据客流和交通需求分析进行模型测算后确定设站方案,合理分配两线的运输能力需求,缓解对既有车站及区段的冲击;根据工程条件和快捷性确定最高速度目标值,兼顾时间和效益;总结借鉴本轮建设规划中线路结构深埋的建设经验和专题研究成果,以降低结构深埋的风险。     

城市轨道交通超级电容储能装置控制策略

以城市轨道交通地面式超级电容储能装置为背景,针对空载电压波动下的储能装置阈值选择问题进行探讨,首先分析城轨供电系统中空载电压波动对再生能量回收的影响:1)更改储能装置放电电压指令,可以改变储能装置和整流机组能量输出的功率比例;2)传统恒定阈值放电策略将放电指令与放电阈值固定,因此储能装置放电时不能做到对放电功率的控制;3)采用固定阈值放电策略时,空载电压值的变化会影响储能装置放电输出能量的大小。然后提出充放电阈值动态调整控制策略,实验结果表明,对于不同的空载电压,改进后的控制策略可以根据空载电压放电指令进行动态调整,使储能装置与整流机组的能量输出比例恒定,从而维持放电时放出的能量不随空载电压的波动而变化。     

基于车载数据的IGBT模块损耗及结温研究

基于CRH5型动车组牵引逆变器车载数据,利用概率论解决了原始数据的零漂问题,给出了适用于全工况范围的IGBT模块损耗计算方法,分析验证了文章提出的带水冷基板热网络模型在导热硅脂层耦合的合理性,采用有限元热仿真的方法验证了热网络模型的有效性,并给出一种适用于本领域工程实际应用的热阻计算方法。     

列车振动荷载下锚索预应力现场监测及数值分析

振动会引起基坑加固系统中锚索预应力的损失,影响基坑稳定性,而有关列车振动荷载对锚索预应力的实际影响还未见报道。因此,分析列车振动对深大基坑围护结构中锚索预应力的影响,具有重大理论意义和实际指导意义。以石家庄六线隧道明挖段紧邻京广铁路深大基坑预应力锚索加固体系为工程背景,采用现场监测的方法,分析实际工程环境下,列车振动荷载引起的锚索预应力损失;采用Flac-3D软件进行数值分析,进一步印证列车振动荷载对锚索预应力的影响。综合考虑既有线路运行性质和基坑使用周期,提出限速(不超过80 km/h为宜)通过明挖基坑区段,尽早施作隧道主体结构,减小基坑暴露时间的合理化建议。以减小锚索预应力损失,提高基坑加固效果,保证基坑安全与稳定。     

地铁能量回馈装置的无功补偿控制策略

针对城市轨道交通供电系统在夜间停运阶段负荷较低时功率因数低的问题,提出了一种基于地铁再生制动回馈装置的夜间无功补偿控制策略。分析了地铁供电系统的特殊情况,介绍了地铁再生制动回馈装置的工作原理,并提出了一种夜间无功补偿的控制策略。在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了地铁回馈装置的仿真模型,并制作了一台1.2 MW地铁再生制动回馈装置样机,仿真和试验验证了控制策略的可行性。     

地铁列车在不同工况下的网侧电流谐波分析

建立了24脉波整流供电系统和牵引传动系统的联合仿真模型,基于Matlab/Simulink仿真软件实现了24脉波整流机组、三电平牵引逆变器和三相异步电机的联合仿真。介绍了24脉波整流供电系统的谐波特性,以及列车在起动、制动、加载等不同工况下的网侧电流谐波特性。仿真结果表明,在列车运行状态改变,甚至是突变时,网侧电流所受影响较大,谐波会随之增大,谐波受到负载大小和运行状态的改变程度等因素的影响;在再生制动工况下,谐波含量远高于其他牵引工况,而且以低次谐波为主。     

城市轨道交通不同牵引供电制式的比较

目前我国城市轨道交通牵引供电制式以DC 1500V上部悬挂接触网为主,有些线路采用DC 750V三轨供电制式。随着城市轨道交通的不断发展,为节能减排提高能效,有必要提高牵引供电电压。近年来城际铁路和地铁的大力发展,使牵引供电技术和动车传动控制技术都得到了极大提高,无论是高铁或地铁动车都采用了先进的交流传动技术,不同的仅是高铁、城际铁路采用单相交流27.5 k V供电,而地铁采用的是DC 1500V供电。从技术上讲地铁也可采用与其上部绝缘净空尺寸相应电压等级的单相交流供电,这无疑是一种节能减排、减少地下杂散电流,又可与高铁、城际铁路线路贯通的新型模式。     

基于纵向冲动的混编货物列车编组方案研究

考虑缓冲器内部斜楔结构的动、静摩擦状态转换以及车体底架结构的缓冲效应,对货车用缓冲器阻抗特性的计算方法进行改进,并在此基础上利用MATLAB软件建立21,23和27t轴重混编货物列车的纵向动力学模型,计算和分析不同空车比例及位置、不同轴重及载重、不同车型的混编模式对列车各车辆间纵向冲动的影响;研究有利于减小列车纵向冲动、降低空车脱轨概率的混编列车编组方案。结果表明:在空、重车混编时,应控制编入空车的数量,且尽量将空车集中置于列车的尾部,且要避开全重列车最大压钩力附近的车位;在有不同轴重及载重的车辆混编时,应将较重的车辆置于列车前部,较轻的车辆置于列车后部,并尽可能地按车辆重量递减依次编入;在用不同车型的车辆混编时,应避免将车体刚度较小的平车和罐车置于列车中部。     

高速列车整车气动噪声及分布规律研究

本文建立包括头车、尾车、中间车、受电弓、转向架在内的CRH3型高速列车整车三维绕流流动的数值计算模型,用Fluent软件计算不同速度的外部稳态流场,基于稳态流场结果,使用宽频带噪声源模型计算车身表面气动噪声源,得到车体表面声功率级分布;以稳态流场为初始值,用大涡模拟计算车外部瞬态流场,基于瞬态流场用FW-H噪声模型预测高速列车辐射的远场噪声;分析车体表面声功率级和远场总声压级的分布规律,并将车体侧面远场噪声计算结果与试验结果进行比较分析。结果表明:列车高速运行时的气动噪声源主要是迎风侧车头及受电弓等曲率变化较大的曲面,受电弓滑板表面声功率级最大,高于头车头部15dB;从总声压级来看,受电弓滑板、头车第一个转向架和头车鼻尖处总声压级分别为160dB、135dB、130dB,受电弓滑板处具有最大的总声压级;从车体侧面噪声来看,离地面越近噪声越大。通过将远场噪声计算结果与噪声测试结果的对比证明了本文计算结果的准确性。     

大面积单侧堆载对高速铁路桥梁墩台影响的数值分析

基于某高速铁路桥梁实际地质条件和现场堆载情况,运用ABAQUS有限元软件建立高速铁路桥梁墩台、基础及地基土相互作用有限元模型,分别假设地基土为弹性(大变形)和理想弹塑性,分析了桥梁墩台在大面积单侧堆载作用下的受力变形特性,包括墩顶中心变形、地基与桩基侧向变形沿深度变化、地基与桩基侧向应力沿深度变化等。研究结果表明:单侧大面积堆载是桥梁桩基产生水平位移的主要原因;地基黏土层取为理想弹塑性时计算的墩顶变形与地基土侧向应力明显大于取为弹性时计算值,且与现场实测值较为接近,说明地基土体发生了一定的塑性变形造成了桩基倾斜。计算结果为桥梁墩台倾斜的成因及处置措施提供了理论依据。