基于几何指标的高速铁路桥上列车地震安全性评判方法

地震荷载作用下如何评判桥上列车的行车安全性关系到高速铁路线路的运营安全。基于车轮-钢轨间的几何约束关系,在原有列车-轨道-桥梁-地震分析系统TTBSAS中引入列车行车安全性评判的几何指标—接触点横移量和车轮抬升量,通过输入实测地震波系统研究了接触点横移量和车轮抬升量随地震动强度的变化规律,并提出了基于几何指标的列车地震安全性评判方法。结果表明:采用传统的脱轨系数和轮重减载率指标评判地震作用下桥上列车的行车安全性过于保守;车轮抬升量对地震动强度的变化更敏锐,更适合评判地震作用下桥上列车的行车安全性;依据车轮抬升量将列车的行车安全性划分为安全、危险和脱轨3个状态较为合理,对于该计算条件,当地震动强度为0.1g时,其安全、危险和脱轨车速分别速为225 km/h、250 km/h、375 km/h。该研究成果为灾变荷载作用下桥上列车的行车安全性评定提供了新思路。     

地震作用下铁路斜拉桥动力响应及行车安全性研究

为研究高速铁路斜拉桥在地震作用下的车-桥耦合动力响应及列车走行性能,以新建杭长客专铁路长沙段（112 m+80 m+32 m）槽型截面独塔斜拉桥为研究对象,利用车-线-桥耦合动力学分析软件TRBF-DYNA建立了考虑地震作用的列车-轨道-桥梁耦合系统空间动力分析模型。采用等效荷载法计算轨道-桥梁子系统的地震响应,通过考虑拟静力位移分量,将钢轨相对地震响应转化为绝对坐标系下动力响应,最终通过空间轮轨滚动接触模型将地震作用传递至车辆子系统。对比分析了不同列车运行速度和不同地震强度条件下桥梁、列车动力响应的变化规律,评估了列车行车安全性能。结果表明：地震对列车运行安全性有显著影响,根据我国规范可判断列车在7度、8度、9度多遇地震下的安全行车速度阈值分别为200 km/h、180 km/h和140 km/h;根据轮轨接触评判准则,在80 km/h~240 km/h的行车速度范围内,在7度、8度和9度多遇地震下轮轨相对位移仍在安全范围内。     

轨道不平顺激励下高速铁路桥上列车动力响应研究

本文用车桥耦合动力学的理论,分析了长波不平顺和短波不平顺激励下桥上列车的动力响应,并以列车的安全性和旅客的舒适性为管理标准,得出不平顺的安全限值。     

地震作用下千米级高速铁路悬索桥行车安全性研究

为研究地震作用下超大跨铁路悬索桥桥上列车的行车安全问题,以某主跨为1 120 m的公铁两用悬索桥方案为研究对象,采用虚拟横梁法建立了全桥梁格模型,并通过板梁组合模型验证了梁格模型的正确性。在此基础上,通过输入7条地震波,采用自主编制的列车-轨道-桥梁-地震分析程序TTBSAS进行仿真计算,研究了一致激励、行波激励下悬索桥-列车系统的动力响应特征,分析了列车过桥时的行车安全性。结果表明:对于悬索桥-列车系统,地震对桥梁和轨道动力响应的影响大于车辆;横向地震除了使钢桁梁主梁及桥上轨道发生大幅横向振动外,还会诱发主梁的附加扭转振动;不考虑地震行波效应会严重低估列车的行车安全性指标。对于这些计算条件,桥上列车行车安全性研究的最不利行波波速为500 m/s,在0.15g设计地震作用下列车通过主跨1 120 m悬索桥时的安全车速阈值为300 km/h。     

高速铁路桥面用聚氨酯防水涂料

以聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)制备预聚体,自制扩链剂混配芳香胺为固化剂,制备了一种配比为1∶1的双组份聚氨酯防水涂料。其特征技术指标达到拉伸强度11MPa,断裂伸长率600%,撕裂强度55N/mm,与混凝土粘结强度4.0MPa,可以满足《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》中对聚氨酯防水涂料的要求。     

高速铁路桥上有砟-无砟轨道过渡段动力学研究

基于京沪高速铁路特大桥上的有砟轨道与CRTS II型板式无砟轨道之间的过渡段实例,建立了车辆-轨道耦合动力学有限元计算模型,通过不同结构处理措施对有砟-无砟轨道过渡段动力学特性的影响研究,研究表明：当有砟轨道轨下胶垫刚度为55～75MN/m,无砟轨道轨下胶垫刚度为20～30MN/m时,有砟轨道的整体刚度大于无砟轨道;当有砟轨道轨下胶垫刚度为55～75MN/m,无砟轨道轨下胶垫刚度为40～50MN/m时,无砟轨道整体刚度与有砟轨道大体相当;过渡段枕、宽枕等不宜在有砟轨道刚度大于无砟轨道时使用;采用道砟胶结后提高了道床的整体性及过渡段轨道结构的稳定性,但增加了轨道刚度,应同时降低轨下胶垫刚度,以减小轮轨力;辅助轨只是增加了轨道结构的稳定性,对轨道刚度影响较小。     

高速行车状态下驾驶人应激反应能力研究

为减少驾驶人在高速公路行车时因应激反应失误而引发交通事故,基于动力定型理论,开发驾驶人应激反应训练系统并进行仿真实验研究。选用30名被试分别在4个高速公路中典型应激交通场景下进行,运用MP 150实时记录被试人员的心率参数,运用对数回归和相关性分析,研究应激反应能力与训练次数间的定量关系。结果表明:随着训练次数增加,驾驶人应激反应能力增强。驾驶人经过标准规定次数的训练,即可减缓应激状态下的心理紧张,提高应激反应准确性和速度。设计的系统及建立的训练次数标准,满足驾驶人应激反应能力训练需求,可增强驾驶人应激能力,减少此类交通事故发生。     

地震作用下隧道-列车系统动力响应及安全性分析

针对土体-隧道-列车动力相互作用的特点,建立地震作用下隧道-列车系统的三维有限元模型,运用基于接触负载均衡的显式并行计算方法求解计算。研究了地震作用下隧道-列车系统的动力响应,并对地铁列车运行安全性进行了评价,分析了行车速度及地震强度对地铁运行安全性的影响。数值分析结果表明：地震作用对隧道-列车系统动力响应影响显著,地震作用使系统动力响应明显增大,并使地铁运行安全性及平稳性大大降低;列车动载荷对地震作用下的隧道系统动力响应影响较小;无震工况下,地铁运行安全指标对车速变化并不敏感;地震工况下,随着地震强度的增大,车速对地铁运行安全性的影响逐渐增大。     

风汽车桥梁系统耦合振动及行车安全性分析

强风不仅是长大桥梁设计的控制性因素,而且直接影响到桥上车辆的运行安全。将自然风、公路车辆、桥梁作为一个统一的相互作用系统,在风-汽车-桥梁系统耦合振动分析的基础上,针对车辆侧倾事故和侧滑事故的评判准则,采用概率统计方法提高了风致车辆事故分析的可靠性。结合工程实例对强风作用下桥梁的动力响应和车辆的运行安全性进行了分析。计算得到了给定的车速条件下厢式货车的侧倾临界风速及干、湿、雪、冰四种路况情况下的侧滑临界风速,提出了适用于交通安全策略管理的强风天气条件下桥上车辆限速标准。     

铁路桥上直立式声屏障车致振动研究

为研究列车通过时桥上直立式声屏障的振动特性,以某铁路桥上直立式声屏障为工程背景,现场测试了桥梁跨中断面处钢轨、箱梁和声屏障立柱的振动,并对试验结果进行时域分析和1/3倍频程分析.基于车-线-桥耦合振动理论,建立了桥梁-声屏障耦合振动分析模型,通过实测结果验证了模型的可靠性.并进一步探讨了声屏障振动的分布规律以及行车速度...     

地震作用下高速列车与桥梁耦合振动分析

摘要: 为了研究地震作用下高速列车与桥梁耦合振动特性,通过分析JR300系列轮轨高速列车与高架桥在地震作用下的耦合振动,对轨道不平顺、不同地震波对耦合振动响应的影响进行比较研究。结果表明：轨道竖向不平顺会加大车体振动竖向加速度,在地震作用下,车体加速度会接近或超过规定限值;桥梁在地震与列车作用下,考虑轨道的竖向不平顺对桥梁的竖向响应影响较小;不同地震波激励对车桥振动响应影响有较大不同。     

准高速行车下铁路桥梁振动特性的试验研究

铁路桥梁振动特性是制约铁路提速的一个重要因素.本文结合广州—深圳准高速铁路线石滩64m钢桥振动特性的实际测试,深入研究列车提速至大于120km/h的行车条件,跨度大于16m桥梁的共振问题.研究表明,提速列车作用下铁路钢桥的共振响应是不容忽视的,桥梁发生共振的根本原因是列车移动荷载对桥梁的激励频率与桥梁的某阶有载模态频率接近.上述结论验证了车桥系统耦合作用的理论分析.     

行车及铁钢包调度系统在炼钢厂的应用

简要介绍行车及铁钢包调度系统的软硬件结构,系统方案及典型技术内容,说明该系统在钢铁行业炼钢领域的应用意义及价值。     

非平稳地震作用下强非线性结构动力可靠度分析

针对结构-地震动双重不确定影响下强非线性结构地震可靠度难以精确求解的问题,基于极值分布理论,提出了一种非平稳地震作用下非线性结构地震可靠度分析的高效数值方法。首先采用随机函数的降维思想对非平稳地震动进行降维模拟,将谱表达方法模拟非平稳地震动时需要的上千个高维随机变量减少到2个基本随机变量,大大减少了概率空间的维数;然后提出了一种改进的伪相关性折减拉丁超立方抽样方法确定积分点,从而对结构非线性地震响应极值分布分数矩进行有效估计,最后采用分数阶矩最大熵原理获得结构非线性地震响应极值分布,实现了小失效概率水平下非线性结构地震可靠度的精确估计。数值算例表明,该方法通过300次的动力分析就能够对结构-地震动双重不确定影响下强非线性结构地震响应的极值分布进行估计,其能够在兼顾效率和计算精度时对小失效概率水平下结构的动力可靠度进行精确计算,与既有方法相比,其计算量仅为现在方法的1/5,该方法能够为结构的地震风险评估提供一种有效途径。     

考虑桥面风场等效气动效应的行车安全性分析

侧风作用下桥上通行车辆容易遭受行车安全问题。通过节段模型风洞试验,测试了主梁行车道位置上方一定高度范围内风场分布特性。基于车辆气动力和力矩等效的方法,采用等效风速和比例系数来考虑桥面气动绕流对车辆气动力特性的影响。在风-汽车-桥耦合振动研究的基础上,采用无量纲的侧倾和侧滑安全因子评价车辆的行车安全性,分析了风速和车速对不同类型车辆行车安全性的影响。结果表明：车辆的行车安全性随着风速和车速的增大而逐渐降低;桥面风场等效气动效应会降低集装箱车和旅行巴士的行车安全性,集装箱车RSF和SSF最大相对误差分别高达28.0%和184.3%。     

侧风环境下列车高速交会流固耦合振动安全性分析

为了防止侧风环境下列车高速交会压力波对车体结构造成破坏,以及气动载荷冲击对运行安全性的影响,综合计算流体动力学的有限体积法和列车多体系统动力学仿真方法,从流固耦合关系出发,同时对侧风环境下列车高速交会的外流场和列车系统动力响应进行分析,从而考察会车压力波、气动冲击、车体响应和列车运行安全性。计算结果表明：背风侧列车会车压力波头波大于迎风侧列车,而尾波则小于迎风侧列车,最大压力波动出现在背风侧列车。侧风环境下列车高速交会时,彼此具有挡风作用,安全性指标出现波动,列车运行安全性短时间内有所改善。     

铁路桥梁在地震作用下考虑行车安全的可靠度问题

本文提出了地震作用下列车正常行驶极限状态的概念,研究与之相应的最优可靠度问题。为了求出设计基准期内与最小总费用对应的可靠度(最优可靠度),提出了一种简化方法,优化时采用了遗传算法和枚举法;用更新过程来描述损伤-修复过程,损伤指标用构件塑性铰处的最大曲率和极限曲率的比表示;以脱轨系数为依据判断列车能否正常行驶,采用响应面法求解失效概率。通过一算例求出了最优失效概率和相应的设计。     

行车速度对高速动态轨道衡计量性能的影响分析

一、前言湘钢铁牛埠双台面动态电子轨道衡处于湘潭路企直通主干道,距离湘钢西南门厂外方向约3km。作为公司对外进厂大宗原燃料计量结算秤,确保其准确、高效运行,能有效减少物流环节和成本,提高物流效率。但由于该衡特殊的地理位置,存在以下问题:(1)单趟车计量车数多,其中81.9%趟次车皮数量超过40个。(2)速度控制难以保证,一方面进厂车是路局车辆;另一方面该衡处于一个约3度坡度长下坡尾端,车速控制难。进厂车速较快,其中随机统计某月份数据,64.5%通过该衡车速高达15公里以上。(3)在实际运行的数据中有相     

高速车辆外气流噪声的数值模拟及分析

应用软件Fluent的大涡模拟和FW–H声学方程,对汽车模型的远场噪声进行了数值模拟与分析,得到了高速车辆车外气流噪声的频率特性和速度特性,并且得出了汽车左右侧窗对远场噪声影响最大。最后通过对侧窗单独分析发现,侧窗与水平面夹角在一定范围内时远场噪声较小。结果表明,CFD数值模拟方法得出的结果与试验结果基本吻合,计算结果基本满足工程需要,但计算精度有待于进一步提高。     

基于可靠性的高速列车横风安全性分析

基于可靠性理论,研究随机风作用下高速列车安全运行的可靠性和风险性。首先建立了随机风的数值模拟方法,并给出了随机风作用下非定常气动载荷的计算方法。然后建立高速列车多体系统动力学模型,计算不同随机风速作用下高速列车以不同车速运行时的失效概率及其对均值和标准差的灵敏性,推导了全局可靠性灵敏度的极值及极值点的计算公式,并给出了概率特征风速曲线。研究结果表明：随着车速和风速的增大,系统的失效概率增大;当车速固定时,失效概率对均值的灵敏度存在一个极大值,失效概率对标准差的灵敏度存在一个极大值和一个极小值。传统确定性方法得到的高速列车的安全域曲线偏于保守,基于可靠性的方法可得到更合理的安全域曲线。