考虑加劲肋的悬挂式单轨轨道梁挠度研究

为研究悬挂式单轨轨道梁的加劲肋对其整体挠度的影响,建立了静活载作用下超静定变截面梁的力学模型,以模拟其变刚度条件下的弯曲变形,并推导出轨道梁任意截面的转角和弯曲挠度变形的一般方程。应用Matlab软件编程实现了梁最大挠度的计算机求解,并根据求解结果对悬挂式单轨轨道梁进行了初步的结构优化设计探讨。     

悬挂式单轨轨道梁结构参数优化方案及分析

悬挂式单轨已取得一定应用,但对轨道梁结构设计参数取值缺乏系统性研究。对悬挂式单轨系统轨道梁的结构进行探索性设计和计算分析,在能满足各评定标准的基础上,研究轨道梁的合理跨度、梁板厚度和加劲肋间距等参数的敏感性,分析轨道梁的稳定性、应力、变形。研究不同跨度、梁板厚度及加劲肋间距对轨道梁强度、变形及用钢量的影响规律,从而为轨道梁的优化设计提供方案。     

悬挂式单轨列车通过曲线段的动力性能

基于多体动力学理论和模态叠加法建立了悬挂式单轨交通系统车桥耦合动力学模型,分析了轨道梁布置方式、曲线半径和跨度对车桥动力响应的影响。分析结果表明:列车通过单线桥曲线段时,不同轨道梁布置方式对车桥动力响应影响显著,单线桥曲线段轨道梁布置在曲线内侧可同时降低车辆和桥梁结构的横向位移;轨道梁跨中横向位移随跨度和曲线半径增大而增大,导向轮径向力可抑制轨道梁因受车辆重力作用产生的横向变形;为减小车辆与桥梁结构的横向位移,悬挂式单轨交通系统小半径曲线段桥梁跨度宜为15 m。     

悬挂式单轨轨道梁制造工艺研究

以中车青岛四方机车车辆有限公司悬挂式单轨车辆试验线项目为依托,针对悬挂式单轨轨道梁"梁-轨"合一的结构特点,对兼做轮轨走行面的开口箱型轨道梁的加工制造工艺进行研究。介绍了悬挂式单轨轨道梁的结构形式;分析了单轨轨道梁制造过程中的难点,并对制造方案进行比选;系统阐述了悬挂式单轨轨道梁的制造工艺及精度控制方法。     

日本悬挂式单轨系统的应用与发展

介绍了悬挂式单轨系统在日本的发展历程和研制应用情况,重点阐述了日式SAFEGE型悬挂式单轨系统中车辆、轨道系统、站台形式等关键技术的功能与特点,为我国悬挂式单轨系统发展提供借鉴和选择。     

悬挂式单轨轨道梁桥在列车制动力作用下的动力响应

以中唐悬挂式单轨试验线为依托,采用有限元软件建立结构模型,分别计算了3种列车制动力作用下轨道梁桥的动力响应.结果 表明:在列车制动力作用下,轨道梁梁端纵向位移和墩底剪力呈波浪式增大;列车在轨道梁上制动完成时,轨道梁在纵向呈衰减振动;列车制动力越大,轨道梁梁端纵向位移、速度、加速度和墩底剪力也越大,并且列车制动完成后的振幅也越大.     

吴江单轨桥梁选型研究

研究目的:结合吴江单轨交通的工程实际情况,从桥梁的角度出发,研究跨座式单轨和悬挂式单轨的技术特点及适用范围,分析单轨交通的结构体系,根据不同的材料确定合适的截面形式,剖析下部结构的结构形式、构造措施以及单轨交通的施工方法,旨在找出适合吴江单轨交通的桥梁结构形式和施工工法。研究结论:通过比较分析得出:(1)跨座式单轨交通比悬挂式单轨交通更适合吴江单轨工程;(2)从经济、施工等方面来看,简支梁结构体系优于连续梁结构体系;(3)结合景观及环保要求,桥墩和梁部推荐采用钢结构,基础采用钢筋混凝土结构,支座采用铸钢拉力支座;(4)本工程梁重约15 t,墩高约8 m,推荐采用汽车吊装架设的施工方法;(5)本文研究成果适用于单线跨座式单轨交通。     

悬挂胶轮列车与钢桥的振动试验及仿真研究

为评价悬挂胶轮列车及钢轨道梁桥的结构性能,以开封悬挂式单轨示范线为背景开展现场试验与仿真研究。开发了胶轮列车-钢轨道梁桥耦合振动分析程序,根据现场实测的胶轮车辆的空气弹簧、走行轮刚度和阻尼等力学参数,建立胶轮列车模型。对车桥动力响应的现场试验与动力仿真分析结果进行综合比较,采用相关规范对列车走行性以及轨道梁桥的动力性能进行综合评估。结果表明：车桥动力特性及其振动响应的理论与实测结果基本吻合,车桥耦合分析方法可应用于悬挂式胶轮单轨交通系统振动性能研究;轨道梁竖向挠跨比小于相关规范的限值,竖向刚度设计合理;在列车竖向静活载作用下,相邻两跨轨道梁梁端竖、横向转角之和最大值分别为 4.5‰和 1.5‰;车速 80 km/h 下轨道梁纵、横向应力动力系数最大值分别为 1.17 和 1.14;考虑到悬挂式胶轮列车没有脱轨风险,列车轮重减载率及钢轨道梁桥横向加速度较传统铁路偏大,其相应限值可较现行铁路规范适当放松。     

跨坐式单轨交通预应力钢筋混凝土轨道梁动力性能试验与分析

对重庆跨坐式单轨交通的预应力钢筋混凝土轨道梁、墩体结构进行了动力试验,测试其动力特性及在不同行车速度下的动力响应.测试及分析结果表明,预应力钢筋混凝土轨道梁结构实测自振特性与理论计算结果基本相符;轨道梁结构具有较好的竖向刚度和结构强度;单轨车辆以不同速度通过桥梁时,试验梁横向基频、横向加速度等横向振动性能与<铁路桥梁检定规范>的要求有一定差异;运行单轨车辆对轨道梁结构有一定的冲击作用,但不显著;墩体结构横向动力性能良好,满足限值要求.     

中车四方股份悬挂式单轨试验线总体设计

作为国内首个悬挂式单轨试验线项目,中车四方股份悬挂式单轨试验线通过产学研联合科研攻关,解决了悬挂式单轨在国内应用的一系列技术难题,创新了试验线的设计思路与理念。本文对项目的主要技术标准与功能定位、总体布局方案、土建工程设计、组装静调工艺、运营监测方案等进行了全面的总结:(1)试验线定位为车辆的辅助研发、出厂前静态和动态调试的综合平台。(2)基于试验线功能需求,结合现场条件,通过多方案比选最终确定了优化的总体布局方案。(3)确定了各种建筑限界以及限界加宽值,尤其是在道岔区段;创新了桥梁结构设计方案,尤其在墩梁连接方案较德国方案有大幅提升;设计了可同时满足两种不同转向架运营条件的倒T形辙叉道岔方案。(4)针对组装静调工艺流程,设计了专用调拉车以及检修作业平台。(5)根据悬挂式单轨的轨道梁、道岔梁等结构特点,设计了运营状态监测系统,可实时观测结构的振动、变形与外部环境参数。     

跨座式单轨交通钢箱应急轨道梁受力性能研究

为了构建跨座式单轨交通快速恢复运营体系,提出了变截面倒T形拼装式钢箱应急轨道梁。利用Beam189单元建立ANSYS有限元模型进行静力分析,结构强度、变形、屈曲稳定性均满足要求;进行应急梁模态、谐响应等动力分析,并参照国内外铁路抗震规范和准则进行结构抗震性能分析。研究结果表明此方案能够完成PC轨道梁预定功能。它的圆满完成将为该应急预案的顺利实施起到关键作用。     

我国首条悬挂式单轨试验线 建设实践

悬挂式单轨采用胶轮走行系统,具有爬坡能力强、振动噪声小、转弯半径小、乘坐舒适、观景效果好、可防冰雪、适合在低温气候条件下使用等特点。悬挂式单轨属中小运量系统,是城市轨道交通多制式协调发展的补充,适合城市轨道交通辅助线或旅游观光线采用。详细介绍悬挂式单轨的技术优势,并对中唐试验线的建设概况、轨道梁桥、道岔系统、车辆、电池技术、信号控制系统等进行重点阐述,指出悬挂式单轨交通系统广阔的应用前景。     

悬挂式单轨轨道梁伸缩装置选型研究

悬挂式单轨轨道梁集承重与走行机构功能于一身。以某悬挂式单轨试验线轨道梁为工程背景,在结构设计基础上采用对比分析的方法,研究伸缩装置作用并借鉴目前已有的伸缩装置形式,提出3种选型结构,分别探讨3种结构在梁上的设计方案,并详细讨论每种方案的优缺点。通过试验线现场安装调试和实车动态实测,结果表明:从生产工艺、安装、耐久性和工程造价方面来看,跨缝板和梳齿板方案略优,从行车舒适性和噪声水平方面看,无缝伸缩缝方案更好。本文为悬挂式单轨伸缩装置的选型与设计提供了验证与参考依据,未来还应紧密结合运营线的反馈情况,对其做进一步优化,满足悬挂式空轨桥梁建设的需要。     

悬挂式单轨列车曲线通过性能分析

曲线通过性能分析是转向架设计的基础之一。使用多体系统动力学软件建立悬挂式单轨列车-轨道系统60自由度动力学模型,模型考虑轮胎-轨道接触非线性,空气弹簧和抗横摆减震器弹簧非线性。模拟悬挂式单轨列车通过曲线轨道时导向轮与轨道间法向接触力的动态变化过程,研究了空气弹簧水平刚度和轨距变化对转向架曲线通过性能的影响。结果表明:悬挂式单轨列车转向架具有不同于传统轨道车辆的曲线通过形态;空气弹簧水平刚度对转向架的曲线通过形态和导向轮法向接触力有显著的影响,水平刚度为0.01 MN/m时,相较于水平刚度0.1 MN/m,最大导向轮轨法向接触力可减小63.2%;轨距变化对转向架的曲线通过性能影响不明显,减小空气弹簧水平刚度可改善转向架的曲线通过性能。     

悬挂式单轨在山区旅游轨道中的适应性分析

为研究悬挂式单轨系统在山区旅游轨道中的可行性与适应性,采用分析、归纳与总结的方法,在提出山区旅游轨道制式选型原则的基础上,介绍了适用于山区旅游的轨道制式,并重点研究悬挂式单轨应用于山区旅游轨道时的适应性。研究表明:(1)悬挂式单轨对山区的地形和气候环境有较强的适应性;(2)灵活编组的方式可满足景区淡旺季不同时段的客流需求;(3)悬挂式单轨轨道结构轻盈,与景区周边环境协调性好;(4)牵引供电方式可根据线路及周边环境灵活选择;(5)受制式本身的制约,悬挂式单轨在山区中的故障救援方式存在一定的局限性,应以列车自救和工程救援车救援为主;(6)悬挂式车厢内部视角通透,观光效果较好,可带来独特的旅游体验;(7)作为景区旅游产品,其票价可根据旅游客流消费水平、运营公司效益等方面,经综合考虑后制定。     

赤水跨座式单轨桥梁设计

结合赤水观光车项目的工程实际情况,从跨座式单轨铁路的特点出发,研究了跨座式单轨桥梁关键技术,分析了跨座式单轨的结构体系,确定了合适的轨道梁标准跨度及截面形式,比选了满足景观要求的下部结构形式及满足工程特点的施工方法。     

悬挂式单轨车制动盘摩擦仿真分析

基于ANSYS 12.0有限元软件,建立了日本千叶县0系悬挂式单轨车制动盘有限元模型。根据悬挂式单轨车的实际情况确定了制动初始参数,提出了改进的热功率法,并仿真计算了悬挂式单轨车制动盘在正常制动下的温度场、应力场情况。仿真结果表明:千叶县0系悬挂式单轨车的制动盘在制动时满足性能要求,但存在径向变形过大的问题。     

悬挂式单轨道岔结构选型与系统设计

研究目的:悬挂式单轨作为一种中低运量交通制式,在中小城市轨道交通及景区观光线路中具有明显的优势。在总结国外悬挂式单轨交通应用的基础上,对悬挂式单轨道岔结构类型、结构特点进行对比分析,提出了我国悬挂式单轨道岔结构选型建议;结合悬挂式单轨交通特点,提出悬挂式单轨道岔结构系统设计建议。研究结论:(1)悬挂式单轨道岔可采用可动心辙叉道岔,道岔侧股采用单圆曲线线型;(2)悬挂式单轨道岔结构设计应系统考虑道岔线型、道岔梁结构设计、道岔转辙系统设计、道岔梁支座及供电轨等接口设计、运营维护设计等因素;(3)为了提高维修维护效率、减小维修维护工作量,降低后期运营风险,建议设置道岔运维监测系统;(4)该研究成果可为悬挂式单轨道岔系统设计提供参考。     

悬挂式单轨车辆导向力矩优化研究

从车辆设计及系统动力学参数优化的角度出发探索优化悬挂式单轨车辆导向性能的方法。首先对悬挂式单轨车辆结构进行分析,在此基础之上建立悬挂式单轨车辆拓扑构型关系和基于多体动力学的动力学仿真模型;然后对悬挂式单轨车辆系统动力学参数进行灵敏度分析,筛选出对悬挂式单轨车辆导向力矩影响显著的参数;最后以影响显著的系统动力学参数作为优化设计变量,以车辆曲线通过性能和平稳性作为优化约束条件,采用NSGA-Ⅱ遗传算法作为优化算法,运用多体动力学软件(ADAMS)与多目标优化软件(modeFRONTIER)联合对悬挂式单轨车辆导向力矩进行优化分析,并对优化结果的有效性和可行性进行验证。优化结果表明:在满足给定约束条件下,当空气弹簧垂向刚度、空气弹簧横向刚度、走行轮垂向刚度、走行轮侧偏刚度、导向轮径向刚度达到最优解时,悬挂式单轨车辆的导向力矩降低了26.57%～38.57%,悬挂式单轨车辆的导向性能得到了有效提高。     

悬挂式单轨旅游观光线路主要技术标准研究

目前,国内尚无成熟的悬挂式单轨交通设计体系。为探索和完善悬挂式单轨旅游观光线路技术标准,以湖北恩施青云崖度假区旅游观光线设计为例,结合国内多条悬挂式单轨试验线的设计、制造、安装、运行经验及乘坐体验,对悬挂式单轨旅游观光线路主要技术标准进行分析研究。根据列车最高运行速度、未被平衡的离心加速度、车体最大允许倾角确定线路平面曲线最小半径;根据未被平衡横向加速度的时变率计算缓和曲线长度;根据最高运行速度计算竖曲线半径;为了降低轨道梁设计、制造和安装难度,认为平曲线、缓和曲线、平面夹直线及纵断面夹直线最小长度不宜小于一节轨道梁的长度;并给出了最大坡度、坡段最小长度等主要参数的选取原则。