准高速列车——钢筋混凝土连续梁桥系统横向振动随机计算分析

将列车桥梁系统视为一整体，根据随机振动能量理论，以列车构架人工蛇行波和实测蛇行波为横向激振源，计算了准高速列车以不同的速度通过钢筋混凝土连续桥梁的振动反应，与测试结果比较，本文的计算结果是比较满意的。     

准高速列车-轨道时变系统空间振动随机分析

以准高速列车构架人工蛇行波及前苏联规律性的竖向不平顺函数为横向及竖向激振源,作准高速列车－轨道时变系统空间振动随机分析．首次算出了与实测时程波形图相当接近的轨枕空间振动时程波形图,计算的响应最大值与国内外实测最大值接近．     

准高速列车—轨道时变系统空间振动随机分析

以准高速列车构架人工蛇行波及前苏联规律性的竖向不平顺函数为横向及竖向激振源,作准高速列车－轨道时变系统空间振动随机分析,首次算出了与实测过程波形图相当接近的轨枕空间振动时程波形图,计算的响应最大值与国内外实测最大值接近。     

列车-上承式桁梁桥横向动力分析

将列车-上承式桁梁桥作为一个耦合的整体系统进行研究，上承式桁梁桥采用桁段有限元单元模拟，列车采用具有21个自由度的2系弹簧车辆空间振动模型，应用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则，建立列车一桥梁时变系统的整体横向振动方程，使用机车车辆轮对或转向架实测蛇行波为激振源，计算了一列货物列车以5种不同速度通过桐模甸上承式钢桁梁桥时的列车-桥梁系统的横向动力响应，计算结果表明：采用本文方法计算列车-桥梁系统的横向振动是切实可行的，这为研究上承式桁梁桥的横向刚度及研究高速列车-桥梁振动提供一种方法。     

三线铁路预应力连续梁桥列车-桥梁时变系统空间振动分析

在列车-桥梁时变系统横向振动能量随机分析理论的基础上,采用26个自由度的列车空间振动模型,以考虑箱梁翘曲影响的空间梁单元模拟桥梁结构,建立多线铁路箱梁桥列车-桥梁时变系统空间振动分析模型,分别以构架人工蛇行波及前苏联规律性的竖向不平顺函数为横向及蛏向激振源,计算列车以不同车速通过桥梁的空间振动响应,并对该大桥的竖向横向刚度做出评价。研究结果表明：在各种不同列车、不同行车情况下,列车走行舒适性均在“良好”标准以上;该桥具有足够的横向（横向位移为6．36mm）和竖向刚度（竖向位移为131．25mm）。     

列车-轨道-地道桥时变系统振动分析

建立了列车 轨道 地道桥振动分析模型,其中车辆(包括机车)表示成19个自由度的多刚体系统模型,直线轨道离散成30个自由度的空间轨道单元,地道桥划分为46个自由度的空间框架单元;运用弹性系统动力学总势能不变值原理和"对号入座"法则形成空间耦合时变系统的振动方程;根据振动能量随机分析理论,以人工构架蛇行波和轨道竖向不平顺为激振源,对该系统的各种响应进行分析.计算结果与实测结果比较接近,表明所建立的车轨桥模型和采用分析方法用于地道桥车振分析切实可行.     

高速列车减振器组合阻尼特性效应研究

针对我国轨道车辆型号多、不同型号减振器参数差异较大的状况,开展减振器组合阻尼特性效应研究.采用动力学仿真软件SIMPACK建立车辆系统动力学模型,加入实测武广线轨道激励并考虑车辆系统非线性关系,在模拟运行速度300 km/h的情况下得到动力学性能指标,分析抗蛇行减振器和二系横向减振器组合阻尼作用对车辆动力学性能的影响.结果表明:合理的抗蛇行减振器和二系横向减振器组合阻尼参数可明显提高车辆动力学性能,车辆平稳性和稳定性主要受抗蛇行阻尼的影响,受二系横向阻尼的影响较小;建议高速车辆减振器的选取综合考虑阻尼参数的组合效应,适当增大抗蛇行阻尼的同时,合理减小二系横向阻尼,本研究可以为减振器参数的选取和优化提供相应的理论依据.     

提速货车作用下铁路钢板梁横向振动机理

针对我国铁路货车提速过程中发现的铁路上承钢桥梁桥横向振动严重超限现象,以随机人工蛇行波行为激励输入,通过大量的模拟计算,对40m上承钢板梁在货车（空车）作用下的横向振动特性进行了初步探讨,结果表明：当输入蛇行波长在8－9m范围内,列车行驶速度为55－70km．h^-1时,蛇行运动频率为2．10Hz左右,正好与梁的横向有载频率接近,这时桥梁横向振动出现较大的振幅,计算出的结果与现场测试结果接近。     

纵连板式无砟轨道简支梁桥动力响应试验研究

开展了行车条件下高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道-桥梁系统的动力响应现场测试,测试CRH380A-001型列车以285~350km/h时速通过时无砟轨道-32m标准预应力混凝土简支梁的动力响应.通过现场采集与数据分析,得到了钢轨、轨道板、底座板、桥面板的竖横向加速度幅值,桥墩顶纵横向绝对位移.结果表明:结构各层加速度在列车时速达到295km/h左右时,急剧增大,之后顺速降低,出现陡波峰;车致振动加速度响应自钢轨-轨道板-底座板-桥面板,自上至下呈明显的递减趋势,振动衰减较为明显.此外,基于实测的梁体自振频率与阻尼比,分析了梁体动挠度的简化计算方法,计算结果与实测梁体动挠度较接近.实验结果可为改进数值分析模型、验证计算结果提供依据.     

重载铁路桥上货物列车脱轨预防措施

针对重载铁路常见桥梁结构特点,建立货物列车-轨道-桥梁系统(简称"FTTB系统")空间振动计算模型;按照列车脱轨能量随机分析理论,提出重载铁路FTTB系统横向振动稳定性分析方法。通过算例,计算圆形墩加固前、后FTTB系统横向振动稳定性及其振动响应。研究结果表明:算例中圆形墩加固后FTTB系统抗脱轨能力可提高50%;圆形墩加固前、后FTTB系统横向振动失稳临界车速分别为134.45 km/h和156.99 km/h,容许极限车速分别为107.56 km/h和125.59 km/h;圆形墩加固后货物列车以80 km/h车速过桥时平稳性有保证;与加固前相比,桥梁跨中和墩顶横向位移分别减小54.5%和83.8%。该分析方法能够同时反映货物列车脱轨信息和FTTB系统空间振动特性,可为桥上货物列车脱轨预防措施提供更加全面、科学的评价。     

200 km/h动车组交会空气压力波试验

为确定我国200 km/h动车组与准高速列车交会空气压力波的大小,从而为动车组安全评估提供依据,在广深线上利用瞬态压力测试系统,对其列车交会空气压力波性能进行测试,并对测量结果进行综合分析.研究结果表明在线间距为4 m、动车组运行速度为200 km/h(准高速列车速度为160 km/h)时,准高速列车所受到的压力波幅值为1*!568 Pa,而动车组承受的压力波幅值在1*!400 Pa左右;列车头部外形对列车交会压力波幅值有较大影响,控制车外形流线化程度比动力车的流线化程度好,控制车对准高速车造成的压力冲击波幅值小于动力车造成的压力冲击波幅值;对于目前使用的准高速车辆,动车组以200 km/h的速度与之交会运行是安全的.     

提速货车作用下铁路钢板梁横向振动机理

针对我国铁路货车提速过程中发现的铁路上承钢板梁桥横向振动严重超限现象,以随机人工蛇行波作为激励输入,通过大量的模拟计算,对40ｍ上承钢板梁在货车(空车)作用下的横向振动特性进行了初步探讨.结果表明:当输入蛇行波长在8～9ｍ范围内,列车行驶速度为55～70ｋｍ·ｈ-1时,蛇行运动频率为2.10Ｈｚ左右,正好与梁的横向有载频率接近,这时桥梁横向振动出现较大的振幅,计算出的结果与现场测试结果接近提速货车作用下铁路钢板梁横向振动机理@李建中@范立础     

高速客车悬挂参数对临界速度的影响研究

介绍高速客车蛇形运动和临界速度,引入蛇形运动Hopf分岔,用"升速法"和"降速法"分别求解线性临界速度和非线性临界速度.用德国低干扰轨道谱作为轨道不平顺激扰,基于多体动力学软件SIMPACK,建立高速客车仿真模型,完成参数设置.求解出高速客车线性临界速度为400 km/h,非线性临界速度为355 km/h,绘制蛇形运动Hopf分岔图.对车辆主要悬挂参数进行线性处理,通过控制变量法分析单个悬挂参数对车辆非线性临界速度的影响;对于单个悬挂参数的取值,用变化系数法逐一实验.结果表明,适当增大抗蛇行减振器阻尼,车辆稳定性提升明显,轴箱定位刚度的影响次之,横向减振器主要提高车辆的曲线通过能力,空气弹簧参数对非线性临界速度基本没有影响.     

提速后既有线混凝土桥梁的普遍问题及对策

本文分析了当既有线的旅客列车和货物列车速度分别提高到160km/h和90km/h时混凝土桥梁产生的横向振幅过大、耐久性问题突出等普遍和急待解决的问题,分析了病害产生的原因,提出了改造加强的对策。     

提速后既有线混凝土桥梁存在问题及原因分析

随着我国第六次大提速的实施,提速后列车对桥梁设备的冲击明显增大,既有线桥梁的运营状态恶化,尤其是既有线上已服役多年的桥梁,曾多次发生因桥梁振动过大影响列车安全运行的事故,为此如何使既有线混凝土桥梁适应列车提速的需要,减小列车提速后列车对混凝土桥梁的影响,有针对性的采取一定的对策,是我们必须面对和需要解决的问题。本文分析了当既有线的旅客列车和货物列车速度分别提高到160km/h和90km/h时混凝土桥梁产生的横向振幅过大、耐久性问题突出等普遍和急待解决的问题,分析了病害产生的原因。     

龙卷风作用下大跨度桥梁车-轨-桥耦合振动及行车安全性

为研究龙卷风作用下大跨度桥梁车-轨-桥系统动力响应及行车安全性,首先以Kou-wen三维模型模拟龙卷风速度场,基于准定常理论确定了移动龙卷风作用下车辆和桥梁风荷载时程. 然后,分别采用多体系统动力学和有限元理论建立列车和轨道-桥梁子系统动力方程,基于轮轨空间非线性接触建立风-车-轨-桥系统动力方程,并采用分离迭代法求解系统动力响应. 数值算例中,以某公路铁路两用斜拉桥为研究对象,通过风洞试验和CFD数值模拟确定车辆和桥梁气动力系数,分析了龙卷风移动路径、强度等级和行车速度对车-桥系统动力响应及列车行车安全性的影响. 结果表明：桥梁竖向振动响应比横向显著,且龙卷风竖向风速对桥梁竖向位移起控制作用 . 当车辆经过风荷载最大位置时,车辆的横向和竖向振动响应均达到最大值,且车辆动力响应受龙卷风荷载和桥梁动力响应共同影响. EF1级和EF1.3级龙卷风作用下,列车安全通过的车速阈值分别为180 km/h和114 km/h.     

竖曲线桥上带减振扣件整体道床轨道动力学特性分析

为了提供竖曲线上无砟轨道设计的理论依据,对列车动荷载对竖曲线桥上带减振扣件整体道床轨道动力学特性的影响进行研究。参考贵阳地铁1号线带减振扣件的整体道床轨道结构形式,基于多体系统动力学和轮轨系统动力学的基本原理,简化建立列车-轨道-桥梁系统垂向振动空间模型,计算分析不同速度、坡度代数差和桥梁竖曲线半径对列车和轨道结构动力学特性的影响规律。研究结果表明:从行车安全和舒适度角度出发,对于在竖曲线桥上带减振扣件的整体道床轨道,当行车速度为80 km/h时,建议有竖曲线的坡度代数差应小于18‰,无竖曲线的坡度代数差应小于4.5‰,竖曲线半径应大于2.5 km;当行车速度为100 km/h时,建议有竖曲线的坡度代数差应小于10‰,无竖曲线的坡度代数差应小于4‰,竖曲线半径应大于4 km;当行车速度为160 km/h时,建议有竖曲线的坡度代数差应小于5‰,无竖曲线的坡度代数差应小于2‰,竖曲线半径应大于5 km。     

基于全尺寸试验的高速磁浮列车不同速度下乘坐舒适性

高速磁浮列车平稳性和乘坐舒适性在复杂环境下不适应已成为亟待解决的工程问题,而深入了解高速磁浮车身振动特性是合理评价舒适性指标的关键.通过某条高速磁浮示范线的全尺寸试验,分析列车运行过程中振动变化趋势和规律.结果表明,列车的舒适度值随着速度的增大而变差,在250 km/h时舒适性最好,在430 km/h时舒适性最差,其振动总值处于2级水平,且磁浮列车不同部位舒适度不同.速度小于380 km/h的情况下,横向舒适度值最大;而在速度大于380 km/h的情况下,则垂向舒适度值最大.     

提速条件下重载铁路小半径曲线32m简支T梁动力性能试验研究

通过对不同轴重、不同速度情况下朔黄铁路芦沟特大桥32m跨度简支T梁进行运营性能试验,测试桥梁结构动力响应,研究提速状态下桥梁结构的动力响应规律。研究结果表明:在30～70km/h时速重载列车作用下,32m简支T梁的横向自振频率、跨中横向振幅、横向加速度、动力系数以及墩顶横向振幅和桥墩横向自振频率均符合《铁路桥梁检定规范》相关要求;随着列车速度提高,桥跨结构横向振动和竖向振动明显增大,墩顶横向振动也有逐渐增大趋势;随列车轴重增加,桥跨结构跨中动挠度逐渐增大,而其他动力性能参数变化规律不明显。     

地铁普通扣件钢轨波磨特性

通过分析上海某地铁线路上普通扣件轨道区段钢轨波磨实测数据,得到该区段波磨的典型通过频率.然后建立三维实体有限元模型并进行模态分析,发现实测波磨的典型通过频率均与轨道结构某几阶弯曲振型的频率相接近.最后基于摩擦功理论,建立磨耗计算模型并进行仿真计算,对波磨频率特征及发展特性进行分析研究.结果表明普通扣件轨道低频处峰值较大,而且不同车速下峰值频率基本吻合.结合磨耗叠加图及1/3倍频程等级图,可得相同速度下,随着叠加次数的增加,波磨波峰、波谷叠加位置相同,特征频率相同;不同速度下,波磨的特征频率并未随速度的改变而发生改变,体现了波磨固定位置和固定频率的特性.在车速80km·h~(-1)和60 km·h~(-1)下,波磨在40 Hz、80 Hz频带内发生的可能性较大;而在车速40 km·h~(-1)下,轨道上主要表现为均匀磨耗.同时车速对波磨的增长有一定影响,速度越大,总体磨耗量越大;但磨耗的发展速度并不完全随车速的增大而增大.