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。     

高速铁路线路纵断面设计标准及其应用研究

为科学合理地应用设计标准,应对确定标准的依据及原理有一定的认识和理解。线路纵断面设计标准的选择影响着线下基础工程的技术经济指标及线路舒适度水平,应分析平竖曲线重叠时对欠超高的影响。结合工程设计实践经验,分析研究合理的线路平纵断面设计匹配,以确保工程设计的技术经济合理性,并为实现线路空间曲线具有较高舒适水平奠定基础。根据设计速度、与平面曲线匹配情况合理选用竖曲线半径,宜优先考虑平竖曲线间夹直线长度0.4V(V为列车速度)的要求;竖曲线与平曲线间的夹直线长度在满足不小于25 m的条件下宜尽量大些,如果能够提供列车不少于1.5 s的走行距离则有利于保证线路的平稳性;当竖曲线与平曲线重叠设置时,建议设计行车速度300~350 km/h的线路平曲线半径选择不宜小于8 000 m,最大坡度不宜采用20‰足坡;线路平面交点设置时应同时考虑纵断面设计要求,以追求平纵断面匹配综合效果最佳。     

高速铁路竖曲线参数取值与动力学分析

基于车辆-轨道耦合动力学理论,采用仿真软件研究不同运行条件下高速列车通过竖曲线起点时的动力学性能,并计算得出高速铁路竖曲线的最小半径和最小长度的推荐值。结果表明:车体垂向振动加速度随竖曲线半径的增大而下降,与纵坡坡度的关系不明显;为保证旅客的舒适度,运行速度250,300,350 km/h分别对应的最小竖曲线半径推荐值为14,21,29 km;竖曲线起点引起的车体振动衰减时间服从正态分布,与竖曲线半径、纵坡坡度以及运行速度的关系不大;为避免车体振动叠加,行车速度为350 km/h时,竖曲线最小长度应不小于110 m,在线路条件较好时应不小于120 m。     

高速铁路纵断面设置对乘坐舒适性影响评价

研究目的:高速铁路线路线形引起的车辆振动响应主要集中在1 Hz以下的低频范围内,为了有效区分轨道不平顺等引起的车辆振动,从乘坐舒适性角度评价线路线形的合理性、确定线路参数的取值,本研究针对纵断面坡段长度引起的舒适性问题,应用国际标准ISO 2631中的基于不同频段的舒适性评价方法对0.02~4 Hz和0.5~80 Hz两个频段内的车体垂向振动响应分别进行晕动感(运动病,motion sickness)和舒适度(comfort)指标的评价。研究结论:(1)夹坡段长度对竖曲线起终点引起的振动叠加有较大影响,当夹坡段长度大于200 m时,振动可有效衰减,避免叠加;(2)竖曲线激发的垂向主要振动频率与运行速度及坡段长度有关,且可能位于晕动易感频段内;(3)纵断面设置引起的晕动及舒适度问题主要受坡度代数差和夹坡段长度影响,综合考虑振动叠加和低频晕动易感频段的影响,给出了夹坡段最小长度的合理取值;(4)本研究提出的应用基于ISO 2631的低频晕动感评价方法可为高速铁路线路线形研究提供更为可靠的手段。     

基于成桥施工偏差的大跨度铁路桥梁线路纵断面设计适应性分析

大跨度铁路桥梁成桥线形与设计线形易产生偏差，通常需根据成桥线形变更线路纵断面；同时，大跨度铁路桥梁受荷载作用呈现明显的动态大变形特征，导致桥梁服役期间线路纵断面仍难以与设计纵断面匹配，影响其后续的线路养护维修。结合某大跨度公铁两用桥梁，介绍现有考虑成桥施工偏差的线路纵断面设计方法，并考虑温度、列车载重等常规荷载激励，开展基于中点弦测法的轨道几何形位评估和基于动力仿真的列车舒适性评价，以分析服役期间不同线路设计纵断面对桥梁线形变化的适应性。结果表明：降温导致跨中等效竖曲线半径减小，拟合调整大跨度桥梁线路纵断面时，应重点关注降温荷载对车辆运行平稳性的影响；桥梁结构整体受力变形所引起的车体垂向振动加速度变化不超过0.05 m/s²,线形平顺性主要由线路设计纵断面本身控制；相比多坡段纵断面，多项式拟合设计的线路纵断面消除了变坡点和竖曲线，从而减小线路纵断面引起的列车车体振动响应。     

长波高低和长波轨向的检测应用探讨

长波高低和长波轨向是影响线路高平顺性及舒适性的重要因素。从长波高低和长波轨向不平顺的特点和检测方法出发,结合波形图,借鉴既有短波高低和短波轨向的整治方法,对竖曲线变坡点地段、无缓和曲线或缓和曲线较短的大半径短曲线地段以及钢梁桥及桥涵路基连接地段等特殊线路的情况进行探讨,提出整治长波高低和长波轨向的有效措施。     

长波高低和长波轨向的检测应用探讨

长波高低和长波轨向是影响线路高平顺性及舒适性的重要因素。从长波高低和长波轨向不平顺的特点和检测方法出发,结合波形图,借鉴既有短波高低和短波轨向的整治方法,对竖曲线变坡点地段、无缓和曲线或缓和曲线较短的大半径短曲线地段以及钢梁桥及桥涵路基连接地段等特殊线路的情况进行探讨,提出整治长波高低和长波轨向的有效措施。     

上海地铁9号线120 km/h线路技术标准研究

介绍上海地铁9号线一期工程(设计速度为100~120 km/h)的线路主要技术标准,以及线路最小曲线半径、缓和曲线长度、不设缓和曲线两圆间夹直线长度、竖曲线半径的分析计算。     

平竖曲线重叠地段线形参数对米轨车辆动力特性的影响

为合理确定山区米轨铁路平竖曲线重叠地段线形参数,基于动力学理论建立米轨车辆—线路动力学模型,分析山区米轨铁路线路平竖曲线重叠地段的竖曲线形式、竖曲线半径、圆曲线半径等变化对车线系统动力特性的影响。结果表明:平竖曲线重叠地段采用凸形竖曲线形式相较于凹形竖曲线形式列车的动力通过性能更好;平竖曲线重叠设置对乘坐舒适性的影响最大,对行车安全性及轮轨作用力影响相对较小;竖曲线半径变化主要影响车体垂向加速度,当竖曲线半径增至10000 m后,对车体垂向加速度影响较小;平面圆曲线半径变化主要影响车体横向加速度,当平面圆曲线半径大于2000 m后,对车体横向加速度影响较小。     

客货共线运行铁路线路纵断面设计标准的制订

阐述《铁路线路设计规范》修订中,旅客列车最高设计行车速度提高到160 km/h,客货共线运行铁路线路纵断面设计中竖曲线半径的、计算公式和计算方法,竖曲线及变坡点的设置条件。最小坡段长度的确定原则。     

客运专线无砟轨道线路平纵断面主要技术参数的研究

研究目的:随着我国高速铁路的发展,迫切需要确定适合我国国情的无砟轨道线路平纵断面的主要技术参数,以便作为客运专线无砟轨道铁路线路平纵断面设计提供技术参考。研究结果:研究提出了无砟轨道线路平面圆曲线半径、缓和曲线长度、夹直线及圆曲线最小长度、最大坡度、最小坡段长度、竖曲线半径等主要技术参数的建议值以及选用原则。     

纵断面线路参数对直线电机列车的动力影响

研究目的:为了确定纵断面线路参数取值对LIM列车运行舒适性和安全性的影响规律,基于首都机场线LIM地铁系统参数建立列车-线路三维耦合动力学模型,分析在纵断面线路参数和车速影响下,LIM地铁系统动力响应特性,拟合得到车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率与竖曲线类型、竖曲线半径、列车行驶速度之间的关系公式。研究结论:(1)凹形竖曲线会增大列车垂向加速度和轮轨垂向力,减小轮重减载率;(2)凸形竖曲线会减小列车垂向加速度和轮轨垂向力,增大轮重减载率;(3)车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率均与曲线半径的倒数相关;(4)车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率均与车速的平方相关;(5)本研究成果可为LIM地铁系统纵断面线路参数优化提供理论依据。     

三模块Tram-train列车相对水平转角研究

文章首先介绍了一种三模块Tram-train列车,然后建立了该车型130个自由度的三维动力学模型,进一步对圆曲线、S曲线运行时的转向架/车体、车体/车体间的相对转角进行了分析。另外,对影响车辆相对转角的一些关键参数进行了研究,包括圆曲线中车辆的不同运行速度、中间车定距、缓和曲线长度,以及S曲线中不同曲线半径、夹直线长度等参数。通过分析可以看出:当车辆处于圆曲线的稳态圆曲线上时,中间车辆的两转向架相对转角明显大于前后端两转向架,当车辆处于缓和圆曲线时,前后端转向架在缓和曲线与圆曲线连接处具有明显冲击,而中间两转向架不受影响。当车辆运行于S曲线线路上时,前后端转向架在直线与稳态圆曲线连接处冲击影响显著,且明显大于稳态圆曲线上的最大相对转角。车辆运行速度对相对转角影响不大,而中间车定距和曲线半径影响显著,S曲线夹直线长度对相对转角影响较大,随着夹直线长度增加,相对转角先降低后趋于稳定,且有一个最佳夹直线长度。     

单轴转向架跨坐式单轨主要线路技术条件

为探讨和解决目前跨坐式单轨在设计和建设中遇到的问题,首先对单轴转向架跨坐式单轨与传统双轴转后架跨坐式单轨的区别进行了分析,并给出了其适用范围。结合国内外跨坐式单轨线路技术条件的现状,对主要线路平面技术条件(如最小曲线半径、最小曲线长度及夹直线长度等)及主要线路纵断面技术条件(如最大坡度、竖曲线半径、最短坡段长度等)进行研究。提出单轴转向架跨坐式单轨的各项主要线路技术参数的具体取值和计算方法。可为后续跨坐式单轨项目建设乃至相关规范的制定提供参考。     

运营期高速铁路轨道长波不平顺静态测量方法及控制标准

现有高速铁路轨道长波不平顺静态检测主要采用矢距差法或简化矢距差法,存在与检测起点相关、含有里程相位差、基础变形时检测幅值偏大、与车体振动加速度匹配性较差等缺点。利用中点弦测法对轨道长波不平顺进行静态检测,通过对中点弦测法不同测弦长度有效测量波长范围和列车敏感波长分析,采用60 m测弦长度的中点弦测法最适合时速300~350 km运营期高速铁路;利用车辆-轨道动力学仿真分析和最小二乘法拟合相结合方法,提出运营期高速铁路300及350 km·h^-1速度下的轨道长波高低不平顺控制标准,并进行实例验证。结果表明:60 m弦中点弦测法既可保证轨道长波不平顺检测的准确性,又能很好地体现车体振动响应;时速300 km运营期高速铁路轨道长波高低不平顺3级控制标准建议值分别为9,15,21 mm;时速350 km分别为7,11,15 mm。     

悬挂式单轨纵断面设计标准取值研究

纵断面设计参数与工程规模、运输效率、建设成本、运营安全等密切相关,是选线设计的重要控制参数。以车辆性能为前提,从满足乘客舒适度角度对最小竖曲线半径、最大坡度、坡段长度进行理论计算分析。建议最大坡度不大于60‰,对于确因工程需要使用更大坡度的,应根据车辆厂家提供的具体技术参数进行研究计算确定。在设计过程中,需合理确定坡长与坡度之间的关系,必要时可结合车辆牵引制动特性曲线进行专题研究。悬挂式单轨的车体悬挂在轨道梁下方,重心较高,乘客对于竖向离心加速度的主观感受更加明显,应严格控制允许的竖向离心加速度,建议一般情况下取0.1 m/s~2、困难情况下取0.2 m/s~2。当设计速度为80 km/h时,一般情况下竖曲线半径不小于5 000 m、困难情况下不小于2 500 m;坡段长度一般情况下不小于340 m,困难情况下不小于190 m。     

线路条件对高速列车横向动态偏移量的影响

为研究不同线路条件对车辆横向动态偏移量的影响,从而为高速铁路限界的拟定提供理论依据,利用SIMPACK软件建立车辆一线路耦合模型,研究轨道不平顺、曲线超高对车辆最大横向动态偏移量的影响。结果表明：轨道不平顺会增大车辆的横向动态偏移量,在直线线路上车辆横向动态偏移量随列车速度的增大而增大;当列车速度为350km／h时,动态偏移量增大到22．7mm;在曲线半径为300m的线路上,轨道不平顺使动态偏移量分剐增大了10．1mm;对于相同的小半径曲线线路,列车通过速度越大,车辆横向动态偏移量越小,但会加剧欠超高。列车通过速度过低,车辆存在倾覆的危险;建议确定车辆动态限界时应考虑轨道不平顺、曲线线路超高以及列车通过速度的影响。     

竖曲线参数对200km/h速度等级机车动力学性能的影响

文章利用多体动力学软件SIMPACK建立了200 km/h速度等级机车动力学模型,分析了两种形式竖曲线的半径对垂向加速度、轮轨垂向力和轮重减载率的影响,并且根据现行铁道机车车辆动力学性能评定规范加以评价。结果表明:随着竖曲线半径的增大,车体垂向加速度逐渐减小,并趋于平稳,竖曲线半径对轮轨垂向力和轮重减载率影响较小;考虑轨道随机不平顺时,根据车体垂向加速度判断,凸形竖曲线略好于凹形竖曲线;随着半径的变化,机车轮轨垂向力和轮重减载率变化不大,且均属优良范围。     

中低速磁浮交通线路最小坡段长度研究

借鉴轮轨系统城市轨道交通交通线路最小坡段长度的确定方法,结合中低速磁浮车辆的技术特点,分析得出中低速磁浮交通线路的最小坡段长度主要与列车的行车平稳性和乘客的乘坐舒适度有关。综合考虑由竖曲线切线长度和夹坡段直线长度所确定的最小坡段长度以及由列车长度所确定的最小坡段长度,计算推导出中低速磁浮交通线路的最小坡段长度一般情况为180m,困难情况为140m。     

长波高低不平顺与车体垂向加速度关联模型研究

轨道不平顺是车辆振动的主要激励源,随着车辆运营速度的增加,引起车辆振动加剧的不利波长也在变化。本文利用谱分析方法对0号高速综合检测列车实测数据进行分析,得到高速条件下长波高低不平顺和车体垂向加速度在空间频域上的分布规律,分别采用非参数模型和ARX模型构建长波高低不平顺与车体垂向加速度之间的关联关系,并利用系统辨识技术对两种模型的传递函数进行估计。通过将两种关联模型分别与长波高低不平顺结合,实现车体垂向加速度的预测;并与实测车体垂向加速度进行相关性和相干性分析。结果表明,两种模型均能较好反映长波高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递关系。通过比较,ARX模型比非参数模型更精确。