基于压力舒适性的400 km/h双线高速铁路隧道净空面积研究

对400 km/h的16编组列车在不同净空面积(90,95,100,105和110 m²)隧道交会气动载荷进行数值研究,并结合压力舒适性标准对隧道净空面积提出建议。采用RNG k-ε湍流模型和滑移网格法进行数值模拟,并通过动模型实验进行验证。研究结果表明：16车编组的高速列车以速度400 km/h在净空面积为100m²的标准双线隧道内交会时,从头车到尾车方向上,车外表面的平均压力峰峰值不断减小,车内的平均压力峰峰值不断增大;综合考虑现有高速列车气密性与舒适度标准,运行速度为400 km/h的长编组高速列车双线隧道净空面积推荐采用100 m²。     

高速列车隧道内会车时气动舒适性研究

基于N-S方程及k-ε两方程紊流模型,采用有限元法对2列高速列车在隧道内交会时引起的车内压力变化及各参数对乘坐舒适性的影响进行了仿真分析.研究结果表明:2列高速列车在隧道内会车时的瞬变压力值与列车会车的地点、列车长度、列车速度及列车的密封指数均有关系,同车长、车速、密封指数的情况下,会车在隧道中部时瞬变压力变化值最大;同隧长、车速、密封指数的情况下,会车于相同地点时,较长车长的瞬变压力最大变化值要高于较短车长的;当列车的密封指数大于15s时,各种计算工况均能满足列车内瞬变压力容许值1.25kPa/3s的评价标准.     

速度对列车通过隧道时车内热力学性质的影响

应用相对论和热力学理论以及热力学模型,研究了高速列车行驶时,厢内气体的热力学性质和分子分布以及列车通过隧道时车内压力波动规律.以理想气体为例,探讨了列车速度对它们的影响.结果表明:①与静止时相比,列车高速行驶时,车内总粒子数、压强等不变,而温度将降低,体积将减小,粒子能量ε、动量g和系统的能量E都将增大,而且速度越大,这种变化越大;②列车运动时,车内气体分子分布与静止时不同;③考虑相对论效应后,列车通过隧道时车内压力波动要比不考虑相对论效应情况的压力波动要大.但在目前列车速度情况下,这种影响很小.     

城际列车的概念及其开行条件

城际列车是在世界铁路客运发展趋势的宏观背景下 ,结合我国铁路客运改革的需要 ,推出的更能适应市场、满足经济和社会发展的旅客列车新品种 .分析了国内外城际列车运行状况 ,并根据我国铁路客运现状 ,提出了城际列车的概念 ,着重分析了城际列车的开行在区域范围、运输能力以及车底设备 (包括车门数量及宽度、车底板高度等 )方面的条件 ,探讨了城际列车在运行距离、列对密度、旅行速度以及服务质量方面的要求 .最后 ,指出了城际列车的发展需要经历 2个时期 (即既有线运行时期和未来客运专线运行时期 )、5个阶段 (起步阶段、初级阶段、中级阶段、高级阶段以及理想阶段 ) .从而为优化沪宁杭城际列车既有运行方案奠定了理论基础     

140km/h高速地铁隧道净空断面面积研究

为了优化速度为140 km/h高速地铁隧道的净空断面面积,采用三维、可压、非定常N-S方程的数值计算方法和κ-ε湍流模型,分析地铁列车由明线驶入不同截面积隧道时所产生的气动效应。研究结果表明:地铁列车由明线驶入隧道时产生的气动效应比在隧道内区间运行时产生的气动效应更加剧烈;当隧道净空断面面积采用现有速度为120 km/h的地铁常用截面积26 m~2时,所需地铁列车密封指数为6 s;当地铁列车密封指数取4 s和3 s时,所需地铁隧道净空断面面积分别为30.5 m~2和35.7 m~2。     

高速铁路隧道限界及断面检测技术的研究

高速铁路隧道限界及断面积是高速铁路的重要基础标准之一，也是影响高铁列车能否高速、安全运行的重要因素之一。本文论述了高速铁路隧道限界和断面积的检测原理、方法和过程，并在此基础上提出了基于CCD图像采集和处理的检测方案，设计出一台智能化高速铁路隧道限界和断面积检测车。     

竖井面积对高速列车越站瞬变压力影响的试验研究

针对高速列车全速通过地下车站时所引起的瞬变压力问题,采用列车气动性能动模型试验装置,对8编组高速列车以速度300 km/h通过地下车站时的气动效应进行模拟,分析车站内设有竖井时列车表面、站台屏蔽门表面压力分布特性以及竖井面积对瞬变压力的影响。研究结果表明：当高速列车通过设置有竖井的地下车站时,列车表面、屏蔽门表面左右对称测点压力变化趋势基本一致,压力幅值相差不大;屏蔽门表面压力幅值沿纵向逐渐增大,沿高度方向则变化不大;随着竖井面积增大,列车、屏蔽门表面测点压力幅值均不断下降,相较于无竖井工况,列车表面测点压力幅值最大可降低48.87%,屏蔽门表面测点压力幅值最大可降低71.07%,其中,当竖井面积与隧道面积之比超过0.26时,进一步增大竖井面积,竖井对列车表面、屏蔽门表面的压力幅值的影响不明显。     

列车高速通过隧道时车内压力波模拟试验研究

列车高速过隧道时诱发的压力波通过车体缝隙传入车内,给旅客乘车舒适性带来严重影响,在实验室模拟车内压力波动过程以系统研究车内压力波动与人耳舒适性的关系,以便为制定气压变化下科学的人耳舒适性标准提供依据。基于车内压力变化是车体空气进出口流量关于时间的积分,设计以1台罗茨风机、两阀门组及控制单元为核心的车内压力波试验模拟装置,以实现变体积流量交替对车体进行充气和抽气,使车内压力变化曲线不断逼近现场实车试验测得的车内压力变化曲线。研究结果表明:装置试验结果与现场实车试验测试结果基本吻合,说明该装置可真实模拟列车通过隧道时车内压力变化过程。     

城际铁路车站分布方法研究

城际铁路是我国当前城市群交通基础设施发展的重要方式,而合理的车站分布方案直接影响着城际铁路对客流的吸引强度、运输功能与输送能力的发挥及运输企业运营效益的增长.文章以此为研究对象,结合我国城际铁路规划与设计现状,分析车站布局的影响因素,确定满足不同速度列车的车辆性能、通过能力、旅速系数及列车间隔等站间距范围,提出以站间距范围为依据的城际铁路车站分布方案.     

客运专线CPⅢ控制网施工技术研究

为满足行车速度快、乘坐舒适度高的要求,客运专线列车在运营时对轨道的平直度提出了较高的要求。CPⅢ控制网是列车运营维护的基准,具有重要的作用。结合新建铁路长春至吉林城际客运专线,对CPⅢ控制网施工流程和测量方式进行了详细的分析。     

Design of Unballasted Track Bridges on Beijing-Tianjin Intercity railway

Beijing-Tianjin intercity railway is the first newly-built passenger dedicated line with operating speed of 350 km/h in our country. During design,new ideas of bridge construction were carried out to ensure the requirements of safety,comfort and stability of the train under high-speed condition. At the same time,concepts of environmental adaptability,service to transportation and comprehensive benefits were observed. On the whole line,long-bridge schemes were adopted and the most advanced technologies of unballasted track were utilized on bridges,the length of which accounts for 87.7 % of the total line. The success of design and construction of the bridges on this rail has accumulated valuable experience for high-speed railway construction on a large scale in the future,and made it a marking,demonstrating,and model project to follow.     

城际铁路双轨道列车盾构隧道振动响应分析

针对首例城际铁路双轨道大直径盾构隧道(外径12.4 m、管片衬砌厚0.55 m)下穿南水北调中线总干渠工程实例,建立有限元数值分析模型,分析了列车行驶振动荷载对隧道衬砌结构和渠底的振动响应规律.采用激振力函数综合考虑行车平稳性、动力附加轮毂和波形磨耗等因素模拟列车振动荷载,变换轨道不平顺值由0.40 mm增至1.00 mm,列车运行工况按单列车单向行驶和双列车对向行驶,列车设计时速200 km/h.研究表明:双列车对向行驶对隧道衬砌混凝土应力和渠底面位移的影响较大,轨道不平顺值对隧道衬砌混凝土应力影响较大,但对渠底面位移影响很小.研究成果为盾构隧道和南水北调中线总干渠安全运营和维护管理的决策提供了研究依据.     

高速列车经过地下时车站站台人员舒适度研究

通过数值计算方法评估了列车通过地下车站时列车风波动对站台人员舒适度的影响,并采用滑移网格技术建立了地下高铁车站的隧道-车站-列车模型。在不相邻的站台上布置25个测点来监测列车运行经过车站时站台上的风速波动,研究风速波动规律及其对站台人员舒适度影响。研究结果表明：1)站台风速波动与运行时速关系较大,且时速越高风速波动越复杂;2)站台出入口处风速波动情况更加复杂,列车经过入口后还会引起不可忽视的风速波动;3)列车运行时速在低于350 km/h,站台列车风风级基本在2-3级范围,人员相对舒适;4)列车运行时速达到350 km/h时,站台风速已超过5 m/s,需要划定人员舒适度范围。关于高速列车经过地下车站对人员舒适度的影响方面研究不多,此研究将为站台候车人员舒适度标准设定提供参考。     

铁路城际客流预测模型的研究

在客运市场,准确把握城际客流的影响因素,及其对铁路城际客流的影响程度,对铁路运输企业是非常关键的.文章从铁路运输企业的角度,分析影响城际客流的因素,利用灰色理论中系统关联度分析方法,建立一种新的铁路城际客流GM(1,5)预测模型.并以广州至深圳城际客流为背景,预测其铁路城际客流,为铁路运输企业客运产品设计提供科学依据.     

高速列车行驶速度对隧道壁面气动压力影响的数值模拟

壁面气动压力长期循环作用是高速铁路隧道衬砌掉块的重要诱因，为研究高速列车行驶速度对壁面气动压力基本特征的影响规律，采用三维数值仿真模拟对隧道典型位置(入口段、洞身段以及出口段)壁面气动压力进行研究。结果表明:列车车头经过使得监测横断面气动压力差异性增强，表现出显著的三维特征。隧道入口段气动压力三维特征主要受压缩空气所占体积大小以及与隧道入口之间距离的影响，气动压力三维特征随着进入隧道入口距离的增加而减弱，并逐渐向一维特征转变。列车车头驶入隧道入口后，车尾驶出隧道出口前，洞身段不同测点位置的气动压力正峰值主要受车头进入隧道入口诱发压缩波的影响，纵轴中断面测点气动压力负峰值与峰峰值大于洞口段。车尾驶出隧道出口后，出口段测点气动压力负峰值大于入口段，正峰值小于入口段。隧道出口段气动压力三维特征与入口段相似，但列车行驶速度以及测点与隧道出口之间距离对气动压力三维特征的影响机制更为复杂。     

隧道安全自动登录报警系统在西渴马一号隧道中的应用

隧道施工作为铁路建设施工中的重要环节,施工难度大,安全风险高,安全事故也是频繁发生。随着国家基础设施建设投入的加大,铁路建设规模的不断扩大,隧道施工安全管理已成为施工管理中新的研究课题。本文立足于京沪高速铁路西渴马一号隧道施工管理实际,首次在铁路隧道施工中运用隧道自动登录安全报警系统,实现隧道安全管理信息化,以期对我国隧道施工安全管理有所裨益。     

大断面盾构隧道施工技术问题研究

随着大断面、超大断面盾构隧道的建设,盾构隧道施工过程所暴露出来的问题越来越突出,本文结合南京长江隧道泥水平衡式盾构施工,针对大断面盾构隧道施工中的切口水压、盾构掘进速度、同步注浆等施工参数的设定和衬砌管片上浮问题,分析了各种问题的原因、影响因素、导致的危害,并给出了一些相应的施工措施。     

大风区高速铁路新型防风设施研究

兰新(甘肃兰州—新疆乌鲁木齐)第二双线是世界上1条已建成的最长高速铁路,也是世界首条穿越大风区的高速铁路,线路穿越大风区最大瞬时风速达64 m/s,严重威胁列车运行安全,针对既有防风设施(主要为挡风墙)难以满足大风条件下防止列车倾覆、保护受电弓和接触网安全及防沙等要求,提出一种新型防风设施即防风走廊,并通过数值计算、风洞试验、动模型试验等方法进行系统研究。研究结果表明:在防风走廊的防护下,动车组的倾覆力矩是无防风设施时的1%~2%,是有挡风墙时的4%左右;接触网处的风速度仅为环境风速的6%左右;半封闭防风走廊开口处的最大速度仅为6.08 m/s;而走廊内部和动车组表面的压力变化表明半封闭走廊更具优势,不会附带产生隧道空气动力效应等不利影响。这说明防风走廊既能实现对列车和接触网综合防护,兼具防沙功能,同时也不会产生隧道空气动力效应等不利影响,作为一种新型高等级铁路防风设施具有应用推广价值。     

客运专线隧道空气动力学实车测试技术的研究与应用

研究客运专线列车高速通过隧道时诱发的空气动力效应的实车测试技术。针对实车测试工作要求,提出采用PC-DAQ结构作为测试系统基本结构,以传感器、数据采集卡和PC机构成系统硬件平台,用虚拟仪器技术设计系统软件,设计和实现遂渝线隧道空气动力学实车测试系统。通过分析实车测试工况下车体表面压力波的数值计算结果,估计被测空气压力波的频率范围,确定测试系统合理采样频率可设置为300~500 Hz。在遂渝线200 km/h提速综合试验中的应用结果表明,该测试系统能够满足客运专线隧道空气动力学实车测试的需要,检测方法灵活、快速,测试结果准确、可靠;时速200 km动车组经过松林堡隧道时,产生的空气压力波具有的最高频率低于100 Hz。