开行重载列车的站场改建

简要分析了目前我国铁路运输存在的运能与运量不相适应的主要问题,提出了发展重载运输的必要性。介绍了开行重载列车运输的两种形式。阐述了在开行重载列车的线路上如何改造站场,以适应大机牵引的需要。最后通过站场示意图的形式进行解释,来说明站场改造方案的可行性和有效性。     

基于多车精细建模的曲线地段重载列车-轨道系统动力性能研究

建立考虑多车效应的重载列车-轨道系统精细化动力分析模型,对车辆、钩缓装置中各种细部构件及部件间接触摩擦等作用机制进行精细模拟,基于Hertz理论及FASTSIM算法进行轮轨接触计算。利用自主研发设备通过现场参数试验进行轨道建模。深入研究重载铁路曲线地段列车-轨道系统动力性能及曲线参数影响规律。结果表明,缓和曲线地段轮轨相互作用规律复杂,列车不同位置车轮受力呈现迥异变化趋势及幅度,前后缓和曲线轮轨相互作用亦完全不同,主要由超高顺坡及车辆构造所致;缓和曲线长度过短可导致超高顺坡过大不利列车运行,缓和曲线长度对动力性能影响曲线往往存在拐点,建议以拐点值限定最小缓和曲线长度;增长缓和曲线可有效减弱轮轨相互作用,并主要通过减缓列车首车及导向轮对磨耗降低整体磨耗;随缓和曲线长度不断增加,对动力性能改善效果越不明显。我国重载铁路小半径曲线超高设置通常偏大,建议适当降低超高值、设置10%~20%欠超高,利于改善轮轨受力、减缓磨耗。增大曲线半径利于减弱轮轨相互作用及磨耗,但半径越大改善作用越小。     

提速条件下万吨重载列车通过曲线的车辆稳定性及轮轨动态相互作用试验研究

为研究重载铁路既有线提速（由80km/h提至90km/h）对列车通过曲线的稳定性及其轮轨动态相互作用的影响,开展车辆动力学及轨道动力学试验。试验结果表明：车辆稳定性测试中,随运行速度提高,万吨重载列车的车体、构架及承载鞍加速度普遍小幅增大,其范围分别为0.02g～0.20g、0.13g～0.33g和5.2g～48.8g,相比重车工况而言,空车工况下构架加速度受列车运行速度变化的影响更为显著;轨道结构测试中,轮轨垂向力及横向力的范围分别为101.91～168.30kN和23.51～86.22kN,重载列车提速引起轮轨横向力小幅波动;钢轨及轨枕的垂向加速度范围分别为20.32g～59.32g、2.75g～7.50g,钢轨及轨枕加速度均随列车速度的增加而增大;测试中,车辆稳定性及轮轨动态相互作用指标均小于安全限值。     

组合式重载列车解编站设计

简单论述了发展重载运输的必要性。介绍了开行重载列车运输的两种形式。针对组合式重载列车的特点提出了通过站场设计提高重载列车解编效率的思路和方法。     

列车—曲线梁桥耦合振动的车辆模型研究

本文首先根据曲线梁的力学微分方程，说明了曲线梁的弯扭耦合特性。针对列车通过曲线梁的特殊情况，研究了可以同时反映竖向，横向，弯扭耦合动力学特性的车辆模型，此外本文还给出了车－桥耦合振动中的位移，力的耦合关系。     

大郑线开行重载列车的站场改造方案的探究

本文简要分析了目前我国铁路开行重载列车的必要性,以大郑线为例,就站场改造方案进行研究,结合站场示意图进行解释说明站场改造方案的可行性。     

关于机车信号突变对两万吨重载列车的安全策略研讨

该文对两万吨重载列车因机车信号突变引发的LKJ输出紧急制动及由此产生的危害进行了分析。同时通过当前执行的LKJ控制模式设定规范,对信号突变使两万吨重载列车产生紧急制动的原因进行了分析、研究。结果表明,在现行LKJ规范下,通过优化LKJ控制模式,可减少机车信号突变引发的LKJ输出紧急制动对两万吨重载列车的危害。     

大秦线开行20 kt级重载组合列车系统集成与创新

大秦线是我国第一条双线重载电气化运煤专线,西起北同蒲线,东至秦皇岛,全长653 km,设计运量为1×108 t/a,于1992年12月通车。为满足国民经济发展的要求,须尽快大幅度提高大秦线的运输能力。铁道部依靠自主创新,首次实现了GSM-R技术与Locotrol技术的结合,800 MHz数据电台与Locotrol技术的结合,单套Locotrol系统与SS4机车的结合,以及2台和谐型大功率机车加可控列尾的创新方式,开发了重载配套装备,通过集成创新,使大秦线开行20 kt级重载组合列车获得成功,年运量由2002年的1×108 t提高到2007年的3×108 t,是原设计能力的3倍。     

重载列车动力学数值模拟

为研究列车纵向冲击对车辆运行安全性的影响,首先对缓冲器动力学模型进行了修正,并利用单自由度车辆冲击对缓冲器特性予以验证;然后采用联合模型法和混合模型法,计算了车辆通过曲线时紧急制动工况下车辆的轮轨横向力和脱轨系数,并与独立模型进行对比。计算结果表明:修正后的缓冲器动力学模型能较好地模拟缓冲器的特性曲线;车辆通过曲线时制动力产生的纵向冲动,导致车辆的曲线通过性能和列车运行安全性降低,在车辆系统动力学分析中应考虑车钩力的影响;联合模型中由于车钩采取固定偏转角,导致其计算结果偏小;混合模型中的车钩偏转角随列车运行是动态变化的,因此混合模型更接近实际运行工况。     

重载列车过桥时桥梁的垂向动力分析

本文建立了具有6个自由度重载列车的车辆振动分析模型和重载铁路桥梁的梁段单元模型,通过轮轨接触处的位移协调条件与轮轨相互作用力的平衡关系建立了重载车辆-桥梁系统耦合运动方程,采用迭代求解,编制了重载铁路车-桥耦合振动分析程序。对影响重载铁路简支梁桥的跨中挠度的各种因素进行了分析,分析结果表明：列车的轴重、速度、加速度、减速度及轨道不平顺对重载铁路桥梁的跨中挠度和竖向加速度有着重要影响。     

基于光纤激光传感器的重载铁路列车在途安全状态监测技术

针对重载铁路运行安全监测的迫切需求,提出了一种基于光纤激光传感器的重载铁路在途安全状态监测技术.在给出了光纤激光传感器基本原理与在途安全状态监测技术方案的基础上,指出了其中需要重点解决的关键技术,并给出了具体的实现方案.主要包括:高性能光纤激光振动传感器技术,高精度波长解调技术以及危险状态模式识别技术等.最后,给出了该监测技术的系统实现方案.     

重载铁路路基足尺模型试验研究

以朔黄重载铁路为工程背景,通过构建重载列车模拟加载系统和路基足尺模型,开展路基动力响应试验,分析了在循环加载条件下路基的动力响应特性。试验结果表明,路基中不同深度动应力峰值均随着轴重的增加而增加,轴重越大,动应力的影响深度越大,路基中动应力随深度的增加呈负指数衰减趋势。路肩处动位移峰值随轴重的增加而线性增加。当轴重增加到30 t后,路基达到临界破坏状态,可见按照原朔黄铁路路基建造标准,其最大运行列车轴重约为27 t,如再增加列车轴重,路基需预先采取强化措施。试验结果对建造运行列车模拟加载系统及足尺路基模型具有借鉴参考意义,同时有助于深刻理解列车轴重对路基动力响应特性的影响。     

重载铁路钢轨隐伤病害处振动特性分析EI北大核心CSCD

钢轨隐伤病害在重载铁路中大量存在,病害发展后期会导致病害位置整个轨道-路基动态响应增大,严重影响轨道-路基正常服役状态。为研究重载铁路典型隐伤病害产生后对整个轨道-路基的时频域影响特征,开展了现场静态测试与病害原因分析,以及分别进行了病害断面和正常断面的动态行车测试对比试验,得出了病害断面的时频域及振动传递特征。结果表明:病害断面钢轨轨头存在局部低塌、剥离掉块及多裂纹病害,轨头表面会存在明显的裂纹扩展区,其呈Y型扩展并有贯通整个轨头的趋势。病害断面轨道-路基振动明显较正常断面大,其中钢轨、轨枕、道床及路基振动大小均值分别是正常断面的26倍、23倍、13倍及5倍;病害断面轨道-路基频谱峰值存在转向架和邻轴距为基频10 Hz左右的周期性调制频率;病害断面轨枕下道砟粉化严重导致振动能量在2000 Hz附近几乎无衰减,而正常断面在2000 Hz附近由上至下各层之间振动能量依次减小;车速增大对病害断面钢轨振动冲击影响最强烈,对其下部轨枕及路基影响在45~75 km/h内逐渐减弱。     

神华重载铁路技术创新与实践

神华重载铁路工程立足于神华集团自身实际需求,致力于重载铁路成套技术研发,着重在重载铁路工程建设技术、重载运输技术、建设运营管理技术3个方面积极开展工程技术创新。系列技术创新不仅推动了神华集团尽快掌握重载铁路核心技术,而且促进了企业快速发展,并取得了显著的社会效益和经济效益。神华铁路走出了一条以企业为主体、以需求为导向,通过打造产、学、研联合体、推行科研项目工程化等手段开展重载铁路技术研究的新路子。     

非平稳行驶条件下重型汽车轮胎动载特性分析

为分析非平稳行驶条件下重型汽车轮胎附加动载特性、探讨与匀速平稳行驶工况下的差异,基于车辆行驶动力学理论,建立三轴重型汽车系统动力学模型和路面非平稳随机激励时域模型,采用MATLAB/Simulink软件仿真分析了车辆非平稳行驶条件下轮胎动载的响应规律,并与匀速平稳行驶条件下的分析结果进行比较。结果表明:车辆加速时轮胎动载荷幅值变大、减速时动载荷幅值减小;车辆等时通过同一段道路时,匀速平稳行驶时的动载荷较小;随着加速度、初速度和路面不平度的增加,动载荷幅值变大。研究结果可为精确模拟车辆轮胎动载荷、道路友好性分析和路面损伤破坏预测提供参考。     

神华重载铁路技术创新平台构建与运行

发展重载铁路是国家宏观环境对神华集团有限责任公司提出的要求。重载铁路技术创新的特点决定了其必须采取开放式创新的模式,构建创新平台是发展重载铁路技术的必然选择。介绍了神华重载铁路技术创新平台构建所坚持的需求引领、企业主导、整合资源、依托项目、高效适用和持续创新的总体思路,论述了重载铁路技术创新平台的组织、人才、资金和制度等构成要素,分析了重载铁路技术创新平台运行的过程。通过重载铁路技术创新平台的构建与运行,神华铁路形成了独具特色的重载铁路技术创新模式,取得了一系列技术创新成效,有力地支撑了企业战略目标的实现,为同类型企业乃至行业的技术创新提供了新思路。     

重型液压凿岩机双缓冲系统特性分析与实验

针对当前双缓冲系统特性研究不足,严重制约凿岩机冲击功率提高的现状,考虑岩石动力学特性和应力波的透射与反射,建立以冲击为输入的应力波传递模型,获取了钎头凿入位移和缓冲活塞回弹速度。考虑油液压缩、油液泄漏、阀口压降等因素,建立了包含缓冲活塞、缓冲阀、缓冲蓄能器以及连接管路的双缓冲系统耦合模型。设计现场凿岩实验,同步测试了冲击系统和双缓冲系统腔内压力,验证了数值仿真模型的正确性。在此基础上,分析了双缓冲间隙对缓冲活塞运动规律和一、二级缓冲腔压力变化规律的影响。仿真结果表明,双缓冲间隙存在最优范围,如若设计不当,会影响系统的响应速度,引起极高的压力峰值,甚至造成系统空蚀的发生。     

重载列车引起的大跨度斜拉桥拉索振动研究

采用子结构法研究了重载列车引起的大跨度铁路斜拉桥拉索非线性振动问题。首先基于线性桥梁空间有限元模型,采用车-桥耦合动力学理论计算得到斜拉索锚固点动力响应;然后将该动力响应作为斜拉索端部激励,采用自编的基于CR列式法(Co-rotational Formulation)的拉索非线性动力有限元程序,计算斜拉索非线性动力响应。以荆岳铁路洞庭湖三塔斜拉桥为例,开展了车致斜拉桥拉索振动分析,结果表明:在设计时速范围内,重载列车作用下,斜拉桥索端激励与拉索固有频率两者不存在明显的匹配关系,车致拉索振动响应为一个准静态过程;通过进一步对比不同计算方案,即车-桥耦合振动、移动轴重瞬态分析与移动轴重影响线加载对拉索响应的影响,发现对于大跨度铁路斜拉桥而言,由于车-桥耦合振动效应不显著,采用移动轴重影响线加载方法得到的拉索应力结果具有足够精度。     

高速铁路路基模型列车振动荷载模拟

针对高速铁路轨道-路基实尺试验模型提出了列车振动荷载模拟装置,该装置由反力架、作动器及分配梁等组成。参照实尺模型,建立了轨道-路基三维有限元数值模型,以运行速度为350km/h的CRH380型动车组、CRTSⅡ型无砟轨道为研究对象,计算并分析了列车移动荷载加载和作动器加载时路基的竖向动应力和竖向动位移,结果表明采用作动器联动加载可较好地模拟列车动力荷载。为获得动力加载时程曲线,采用数值模型建立相邻车厢的两个相邻转向架经过轨道时扣件点反力时程曲线,结合分配梁体系的传力特性和MTS伺服加载试验机对输入时程曲线的要求,通过对扣件点反力时程曲线进行叠加和傅里叶变换得到了作动器的输入时程曲线。