基于车辆-轨道耦合动力学的400km/h高速铁路线路平面参数设计研究 被引量：15

1

作者 翟婉明 姚力 +2 位作者 孙立 王开云 朱胜阳 《高速铁路技术》 2021年第2期1-10,16,共11页

为推进我国400km/h等级高速铁路的规划建设和创新发展,本文基于车辆-轨道耦合动力学理论,开展了既有350km/h高速铁路曲线设计参数适应性分析和400km/h高速铁路线路平面参数设计方法研究,揭示了平面参数匹配关系对系统动力学性能的影响... 为推进我国400km/h等级高速铁路的规划建设和创新发展,本文基于车辆-轨道耦合动力学理论,开展了既有350km/h高速铁路曲线设计参数适应性分析和400km/h高速铁路线路平面参数设计方法研究,揭示了平面参数匹配关系对系统动力学性能的影响规律。研究结果表明:当曲线半径小于7000m时,既有规范的曲线设计参数不再适用;在满足动力学指标和欠/过超高限值要求的条件下,并考虑留有一定的安全裕量,建议400km/h高速铁路曲线半径不应小于7500m;相比于既有欠/过超高设计要求,综合考虑车轨系统动力学性能指标来设计曲线超高具有更宽的合理设置范围。本文通过系统的动力学分析,提出400km/h条件下曲线线路平面参数匹配建议值,并评估了其安全裕量,研究成果可为400km/h高速铁路线路平面设计提供理论参考。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 线路平面参数 车辆-轨道耦合动力学 安全平稳性

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400km/h高铁隧道组合型式缓冲结构泄压孔优化 被引量：4

2

作者 杨伟超 李国志 +3 位作者 何洪 刘义康 邓锷 罗禄森 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3648-3661,共14页

国内外已有多条在建高速铁路隧道设计时速达到400km,随着列车速度不断提高,微气压波产生的负面效应愈发严重。相关研究及工程实践表明,单一型式缓冲结构缓解效果有限,而等截面扩大+帽檐斜切+泄压孔的组合型式缓冲结构对缓解微气压波具... 国内外已有多条在建高速铁路隧道设计时速达到400km,随着列车速度不断提高,微气压波产生的负面效应愈发严重。相关研究及工程实践表明,单一型式缓冲结构缓解效果有限,而等截面扩大+帽檐斜切+泄压孔的组合型式缓冲结构对缓解微气压波具有更优良的效果。然而国内外对这种组合型式缓冲结构研究相对较少,为了使其满足更多实际场景的要求,针对其泄压孔几何参数进行优化仍具有一定的工程价值。针对这一问题,基于RNG k-ε双方程湍流模型,采用数值模拟和现场实测相结合的方法,从首个泄压孔边缘到帽檐的距离、开孔率、开孔数量和环向开孔位置4个方面开展研究,分析在采用不同泄压孔组合型式缓冲结构下的初始压缩波和微气压波的特征,提出组合型式缓冲结构泄压孔的最佳优化参数。结果表明:相对于首个泄压孔到帽檐的距离为8,16和24m时,当距离为4m时,组合型式缓冲结构对微气压波的缓解效果最佳;相对于开孔率α=24%,40%和48%的组合型式缓冲结构,当开孔率为32%时,缓冲结构对微气压波的缓解最佳;相对于设置2个或8个泄压孔,设置4个4m(横向)×2m(纵向)的泄压孔时,缓冲结构对微气压波的缓解效果最佳;在缓冲结构的环向位置上,在拱顶设置泄压孔,缓冲结构对微气压波的缓解效果最佳。 展开更多

关键词 泄压孔优化 400km/h高速铁路 组合型式缓冲结构 微气压波 初始压缩波

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400km/h高速铁路地质灾害及基础设施监测系统研究 被引量：5

3

作者 袁焦 王珣 +2 位作者 李高丰 刘勇 伏坤 《高速铁路技术》 2021年第5期23-30,共8页

高速铁路沿线地质灾害及基础设施健康状态作为影响行车安全的关键因素之一,已成为铁路行业的研究热点。本文针对性地开展了400 km/h高速铁路地质灾害及基础设施监测的需求分析,结合国内外自然灾害监测系统的研究现状和我国智能高速铁路... 高速铁路沿线地质灾害及基础设施健康状态作为影响行车安全的关键因素之一,已成为铁路行业的研究热点。本文针对性地开展了400 km/h高速铁路地质灾害及基础设施监测的需求分析,结合国内外自然灾害监测系统的研究现状和我国智能高速铁路的发展规划,充分依托物联网、5G、云计算、大数据等技术手段,提出了适用于400 km/h高速铁路地质灾害及基础设施监测的系统架构、系统组成及部署方案,研究了监测数据传输、数据加密、数据融合等关键技术的解决方案,为监测系统设计、研发与应用提供了新思路、新手段。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 地质灾害 基础设施 监测 系统

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400km/h高速铁路桥梁动力系数研究 被引量：4

4

作者 陈绪黎 许三平 +2 位作者 向活跃 李永乐 张玲 《世界桥梁》 北大核心 2020年第S01期94-99,共6页

为研究通行400km/h高速列车时桥梁的动力性能,采用车-桥耦合振动方法,分析车速、车辆编组、车辆载重3种车辆因素和跨度、桥梁竖向基频、桥型3种桥梁结构因素对400km/h高速铁路桥梁动力系数的影响。结果表明:车速增加到一定程度将出现车... 为研究通行400km/h高速列车时桥梁的动力性能,采用车-桥耦合振动方法,分析车速、车辆编组、车辆载重3种车辆因素和跨度、桥梁竖向基频、桥型3种桥梁结构因素对400km/h高速铁路桥梁动力系数的影响。结果表明:车速增加到一定程度将出现车桥竖向共振的风险;跨度一定时,桥梁竖向振动基频越大动力系数越小;多数工况下16车编组时桥梁的动力系数较8车编组时大,车辆空载时桥梁的动力系数较车辆满载时大。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 高速铁路桥 动力系数 车-桥耦合振动 车辆因素 桥梁结构因素

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400km/h高速铁路列车的荷载图式研究

5

作者 向活跃 陈绪黎 +1 位作者 许三平 李永乐 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期175-182,共8页

为确定适合400 km/h高速铁路的荷载图式,参考《京沪高速铁路设计暂行规定》中确定0.8UIC荷载作为高速铁路列车荷载图式所使用的方法,以包络德国ICE列车、中国ZGS和中速列车的换算均布活载动效应为原则,提出将0.65UIC荷载作为400 km/h高... 为确定适合400 km/h高速铁路的荷载图式,参考《京沪高速铁路设计暂行规定》中确定0.8UIC荷载作为高速铁路列车荷载图式所使用的方法,以包络德国ICE列车、中国ZGS和中速列车的换算均布活载动效应为原则,提出将0.65UIC荷载作为400 km/h高速铁路列车荷载图式;然后,在时速400公里高速列车作用下,对24、32、40 m 3种跨度简支梁桥,基于车桥耦合振动分析方法得到车辆动力响应,在此基础上研究动力系数、竖向挠度、梁端竖向转角和轨面不平顺等现行规范指标在0.65UIC荷载条件下的适应性;最后,讨论采用0.65UIC荷载作为设计荷载时,离心力、牵引力和制动力限值对400 km/h高速铁路列车的适应性.结果表明:在现行规范基础上,将0.65UIC荷载作为400 km/h高速铁路列车荷载图式进行桥梁设计是可行的,采用该荷载图式计算的桥梁设计指标限值和设计荷载限值较运营车辆与桥梁间的响应具有一定安全储备. 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 列车荷载图式 车桥耦合 简支梁桥 参数适应性分析

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400km/h高速铁路隧道洞口等截面无开孔扩大型缓冲结构气动效应分析 被引量：3

6

作者 王维洲 钟登朝 +1 位作者 胖涛 梅元贵 《高速铁路技术》 2021年第5期57-61,共5页

高速列车驶入隧道产生初始压缩波,压缩波以音速传播至隧道出口处向外辐射形成压力脉冲波,影响居民的心理健康,带来了严重的环境问题。隧道微气压波与隧道出口端内压缩波梯度成正比,而列车头部驶入隧道的初始压缩波最大梯度与列车速度的... 高速列车驶入隧道产生初始压缩波,压缩波以音速传播至隧道出口处向外辐射形成压力脉冲波,影响居民的心理健康,带来了严重的环境问题。隧道微气压波与隧道出口端内压缩波梯度成正比,而列车头部驶入隧道的初始压缩波最大梯度与列车速度的3次方近似成正比,因此,在隧道洞口设置缓冲结构可大幅度降低初始压缩波的最大梯度值,是控制和消除微气压波危害的主要措施之一。本文采用三维可压缩非定常流动的N-S方程和SST-kω湍流模型,基于有限体积法和重叠网格法,在研究未设缓冲结构初始压缩波基本特征的基础上,研究400 km/h条件下等截面无开孔扩大型缓冲结构对初始压缩波波形和压力梯度的影响规律,并比较不同缓冲结构断面面积与隧道断面面积比值对压缩波波形和降低压力梯度的影响规律,以期为400 km/h隧道缓冲结构的设计提供基础。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 隧道 等截面 缓冲结构 初始压缩波 三维可压缩湍流模型 重叠网格法

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线路关键点对400km/h高速铁路纵断面参数设计影响 被引量：2

7

作者 何庆 徐双婷 +3 位作者 高天赐 胡建平 朱颖 王平 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2022年第11期25-32,共8页

研究目的:400 km/h等级高速铁路的规划设计是我国现阶段高速铁路建设与发展的重要目标。目前,尚未有400 km/h高速铁路纵断面参数设计标准的研究。在满足高速列车行驶安全与旅客乘坐舒适条件下,本文对400 km/h等级高速铁路纵断面参数进... 研究目的:400 km/h等级高速铁路的规划设计是我国现阶段高速铁路建设与发展的重要目标。目前,尚未有400 km/h高速铁路纵断面参数设计标准的研究。在满足高速列车行驶安全与旅客乘坐舒适条件下,本文对400 km/h等级高速铁路纵断面参数进行了设计与验证,为后续工程应用提供理论依据。研究结论:(1)相同坡度差、夹直线长度条件下,列车垂向振动加速度最大值随竖曲线半径的增加而减小,建议400 km/h高速铁路最小竖曲线半径取值为30000 m;(2)当竖曲线半径≥20000 m,车体垂向振动加速度最大值数值受坡度差值影响很小;(3)车体垂向振动加速度随着夹直线长度的增加而逐渐消散,叠加振动减小,建议400 km/h高速铁路夹直线长度最小取值为200 m;(4)本文研究可为400 km/h高速铁路纵断面参数设计提供技术支撑。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 纵断面参数设计 线路关键点 动力学仿真

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400km/h高速铁路平竖重合地段线路方案动力学评估 被引量：3

8

作者 谢毅 时瑾 +1 位作者 林晓龙 余浩伟 《高速铁路技术》 2021年第5期1-7,共7页

文章针对我国新建沪渝蓉高速铁路重庆至成都段线路设计需求,建立中国标准动车组车辆-线路动力学分析模型,对项目某平竖重合段线路方案采用动力学方法进行评估及分析,研究表明:(1)在平曲线与竖曲线重叠设置时,设计速度400 km/h高速铁路... 文章针对我国新建沪渝蓉高速铁路重庆至成都段线路设计需求,建立中国标准动车组车辆-线路动力学分析模型,对项目某平竖重合段线路方案采用动力学方法进行评估及分析,研究表明:(1)在平曲线与竖曲线重叠设置时,设计速度400 km/h高速铁路最小平面曲线半径在一般和困难条件下宜分别取9500 m和8000 m;(2)设计速度400 km/h、曲线半径为8200 m的平竖重合区段符合运行舒适性和行车安全控制标准;(3)各项动力学指标的频数统计可反映不同车速条件下轮轨作用的强弱程度;(4)基于动力学的PCT评价方法考虑了列车运行过程中车体跟随轨道面的不同步性,可较为客观地反映乘客的舒适性。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 动力学仿真 线路参数 平竖重合

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BIM技术在400km/h高速铁路接触网工程中的应用 被引量：3

9

作者 黄鑫 鲁小兵 《高速铁路技术》 2021年第5期102-106,共5页

本文结合400 km/h高速铁路接触网工程开展的BIM技术应用,以全寿命周期管理理念为核心,分析了接触网系统BIM正向设计的流程框架和重点环节,阐明利用BIM技术的接触网施工管理,总结通过全过程信息数据的采集和集成,实现接触网系统的数字孪... 本文结合400 km/h高速铁路接触网工程开展的BIM技术应用,以全寿命周期管理理念为核心,分析了接触网系统BIM正向设计的流程框架和重点环节,阐明利用BIM技术的接触网施工管理,总结通过全过程信息数据的采集和集成,实现接触网系统的数字孪生,从而全面提升运维水平。研究结果为400 km/h高速铁路接触网设计、施工和运维的BIM技术应用提出了系统思路,推动了接触网工程信息数字化设计的发展。 展开更多

关键词 BIM技术 400km/h高速铁路 接触网 协同设计 全寿命周期

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400km/h高速铁路ZPW-2000轨道电路器材适应性研究 被引量：2

10

作者 高俊明 李明兵 +1 位作者 唐乾坤 徐越 《高速铁路技术》 2022年第1期83-88,共6页

ZPW-2000轨道电路作为铁路信号系统的基础关键设备之一,轨道电路器材正常工作易受牵引电流及其谐波的影响。随着列车运行速度提升至400 km/h甚至更高时,列车的牵引功率将不断增大,钢轨中的牵引回流及其谐波对轨道电路设备的干扰也将随... ZPW-2000轨道电路作为铁路信号系统的基础关键设备之一,轨道电路器材正常工作易受牵引电流及其谐波的影响。随着列车运行速度提升至400 km/h甚至更高时,列车的牵引功率将不断增大,钢轨中的牵引回流及其谐波对轨道电路设备的干扰也将随之增大。本文分析了400 km/h高速铁路不平衡牵引电流、牵引电流及其谐波对轨道电路器材设备的影响,提出了轨道电路空芯线圈、扼流变压器适应性方案,同时给出了ZPW-2000轨道电路可靠工作时对动车组牵引电流谐波限值的要求。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 ZPW-2000轨道电路 不平衡牵引电流 谐波

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400km/h高速铁路桥梁竖向刚度限值研究 被引量：1

11

作者 向活跃 陈绪黎 +1 位作者 张玲 李永乐 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期114-120,共7页

为研究400 km/h高速铁路桥梁的竖向刚度限值,首先,将铁路桥涵设计规范中不同车速的竖向挠度限值拟合外推,得到车速400 km/h时不同桥梁跨度的竖向挠度限值;然后,调整截面竖向惯性矩,实现不同桥梁竖向刚度,并考虑竖向温度变形影响,进行车... 为研究400 km/h高速铁路桥梁的竖向刚度限值,首先,将铁路桥涵设计规范中不同车速的竖向挠度限值拟合外推,得到车速400 km/h时不同桥梁跨度的竖向挠度限值;然后,调整截面竖向惯性矩,实现不同桥梁竖向刚度,并考虑竖向温度变形影响,进行车桥耦合振动分析,得到不同桥梁竖向刚度下的车辆竖向加速度;最后,按规范要求在桥梁最不利位置加载得到桥梁竖向挠度和梁端转角,车辆竖向加速度达到限值时可获得竖向挠度限值和梁端竖向转角限值,并与规范预测值进行对比。结果表明,400 km/h高速铁路桥梁竖向挠度限值可采用现行规范拟合外推得到的挠度限值,梁端竖向转角限值可仍沿用现行规范限值。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 车桥耦合 ZK荷载 竖向挠度限值 梁端竖向转角限值

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400km/h高速铁路路基设计主要技术标准探讨 被引量：2

12

作者 付铭川 周成 +1 位作者 李安洪 周和祥 《高速铁路技术》 2021年第5期68-72,78,共6页

本文结合成渝中线高速铁路(预留400 km/h提速条件)设计研究,通过对列车动应力影响范围的理论分析,从路基面宽度、基床结构、材质及压实标准、荷载大小及分布模式、工后变形控制标准、过渡段、路肩支挡工程等方面论述了400 km/h条件下的... 本文结合成渝中线高速铁路(预留400 km/h提速条件)设计研究,通过对列车动应力影响范围的理论分析,从路基面宽度、基床结构、材质及压实标准、荷载大小及分布模式、工后变形控制标准、过渡段、路肩支挡工程等方面论述了400 km/h条件下的路基主要技术标准,分析了350 km/h高速铁路与400 km/h高速铁路路基设计的迥异点。结果表明:在路基面宽度、基床厚度和沉降标准等方面,两者设计标准基本一致;而在动应力影响下,两者在路基面荷载大小及分布模式、基床结构及材质、过渡段和路肩支挡工程等方面存在差异。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 路基 技术标准

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400km/h高速铁路隧道洞口微气压波特征及其缓冲结构设计方法研究 被引量：1

13

作者 胖涛 杨伟超 +2 位作者 王田天 罗禄森 何洪 《高速铁路技术》 2021年第5期62-67,共6页

隧道洞口微气压波与列车速度呈3~8次方的正比关系,并产生了显著的环境噪声,但国内外对400 km/h高速铁路隧道洞口微气压波特征及其缓冲结构设计的研究相对不足。针对这一问题,本文采用数值仿真和室内动模型试验相结合的方法,分析了400 k... 隧道洞口微气压波与列车速度呈3~8次方的正比关系,并产生了显著的环境噪声,但国内外对400 km/h高速铁路隧道洞口微气压波特征及其缓冲结构设计的研究相对不足。针对这一问题,本文采用数值仿真和室内动模型试验相结合的方法,分析了400 km/h高速铁路隧道洞口的微气压波特征及其缓冲结构设计。结果表明:(1)隧道洞口微气压波峰值随列车速度的增大而急速增加,400 km/h速度下隧道洞口的微气压波峰值为350 km/h速度下的170%,远超规范允许值,且受隧道长度的影响规律与350 km/h速度存在一定差异;(2)对于400 km/h的高速铁路隧道,既有单一缓冲结构型式不能满足现有规范要求,采用等截面扩大+斜切+开孔的组合型缓冲结构可达到较好的效果。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 微气压波 缓冲结构 动模型

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400km/h高铁隧道出入口缓冲结构开口率对微压波影响研究 被引量：1

14

作者 孙浩程 王英学 +2 位作者 古理全 张子为 马伟斌 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期433-443,共11页

随着高速列车运行时速的提升,车-隧气动效应加剧、微压波超限问题愈发严重。以往研究表明,隧道洞口设置缓冲结构是解决微压波问题的有效手段之一,但是随着隧道长度增加、列车时速提升,仅以入口缓冲结构作为标准的设计方法存在一定局限... 随着高速列车运行时速的提升,车-隧气动效应加剧、微压波超限问题愈发严重。以往研究表明,隧道洞口设置缓冲结构是解决微压波问题的有效手段之一,但是随着隧道长度增加、列车时速提升,仅以入口缓冲结构作为标准的设计方法存在一定局限性。并且国内外的研究重点更多集中在入口缓冲结构,对出口缓冲结构及隧道出入口均设置缓冲结构的设计方法研究相对较少。针对这一问题,利用控制容积法分析出口开口式缓冲结构的关键影响参数。基于LES湍流模型和动网格技术建立三维数值仿真模型,对关键参数的正确性做出验证。分析隧道出入口对称、非对称设置缓冲结构对微压波特性的影响,提出适用于单线和双线隧道的洞口开口式缓冲结构的设计方法。研究结果表明:1)隧道出口缓冲结构开口率是影响出口缓冲结构对微压波压力缓解效率的关键参数,开口率越大,微压波压力最大值越低;2)隧道入口以压力梯度为控制标准设置最优缓冲结构、隧道出口提高缓冲结构开口率的形式,在单线隧道缓冲结构设计中对微压波有更高的缓解率,出口缓冲结构开口率越大,对微压波压力缓解效率越高;3)双线隧道洞口开口式缓冲结构设计时,应当增加其总开口率,同时选择小面积、多个数的开口形式并在隧道出入口对称设置。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路隧道 出口缓冲结构 微压波 控制容积法 出入口缓冲结构设计

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