悬挂式单轨交通车辆基地站场设计关键技术研究

[目的]悬挂式单轨交通车辆基地的总平面布局形式直接影响列车作业及工程造价。道岔选型对车辆基地站场总平面布局影响较大,运用库单线列位数的选择也将直接影响道岔数量及段场规模,因此需对悬挂式单轨交通车辆基地站场设计的关键技术进行深入研究。[方法]依托武汉光谷生态大走廊悬挂式单轨交通工程的龙泉山车辆段,阐述了该车辆段的总平面布局形式及创新点,分析了该车辆段道岔选型及场坪标高的制定方法,建立了理想条件下车辆段运用库单线列位数模型。[结果及结论]悬挂式单轨交通车辆基地总平面布置宜采用贯通式洗车方案,将洗车库放在出入线上;咽喉设计时,需同时考虑桥墩布置的美观性;需联合道岔厂家加快对三开道岔及五开道岔的研发,并合理选用不同道岔组合以更进一步节省投资;在不考虑其他作业干扰的理想条件下,悬挂式单轨交通车辆基地运用库最多可采用1线5列位,实际设计过程中需结合车辆基地条件、综合考虑列车出库的便捷性、扣除其他作业干扰等因素选择合适的运用库单线列位数。

悬挂式单轨车辆的倒T形辙叉道岔通过性能

[目的]悬挂式单轨交通系统具有良好的发展前景,对于其车辆过道岔的动力学性能研究目前较少,需对此进行研究。[方法]采用UM(多体动力学)软件建立车辆动力学模型,以车体最大振动加速度、走行轮最大垂向力、导向轮及稳定轮最大垂向力、车体及悬吊梁最大侧滚角为主要评价指标,针对应用于悬挂式单轨交通系统的倒T形辙叉道岔,进行悬挂式单轨车辆道岔通过性能研究。[结果及结论]倒T形辙叉道岔结构的导向轨面不平顺较大,悬挂式单轨车辆在通过曲线道岔时,很难保证导向轮的导向力不超过安全限值。针对此问题提出了一种导向轨面补偿装置。应用此导向轨面补偿装置后,悬挂式单轨车辆可以以15 km/h的速度安全通过半径为50 m的倒T形辙叉道岔,动力学性能有明显改善。

大跨度悬挂式单轨钢箱组合梁总体设计及关键技术研究

悬挂式单轨是一种轻型、中速、低成本的新型轨道交通方式,结构轻盈、美观,但是当跨越河流、沟壑等障碍时,存在明显短板。从结构受力、运行安全角度出发,提出一种在斜拉桥的主梁上架设轨道墩柱和轨道梁的新型组合梁结构方案,突破常规悬挂式单轨跨越能力受限的壁垒。为研究斜拉桥主梁与轨道梁墩柱结合部位复杂的受力情况和传力路径,采用ANSYS软件分别建立钢箱梁区段和混凝土箱梁区段有限元模型。结果表明:钢箱梁区段,墩柱荷载主要传递给与之直接相连的横隔板以及中腹板,其中,横隔板受力比较均匀,中腹板受力主要集中在以墩柱为中心,半径约2 m的范围内,基本可以传递至钢梁底板。墩柱轴力的58%传递给与之直接相连的横隔板;墩柱横桥向弯矩的传递过程中,58.8%的剪力传递给与之直接相连的横隔板;墩柱顺桥向弯矩的传递过程中,53.4%的剪力传递给中腹板;混凝土箱梁区段,墩柱荷载主要传递给与之直接相连的混凝土腹板、横隔板。混凝土受力主要集中在以结合面为中心,半径约2 m的范围内,墩柱荷载在结合面以下约0.5 m的范围内基本完成传递,墩柱轴力的68.8%传递给与之直接相连的横隔板;墩柱横桥向弯矩的传递过程中,86.4%的剪力传递给与之直接相连的横隔板;墩柱顺桥向弯矩的传递过程中,44.6%的剪力传递给中腹板。

梁缝冲击对悬挂式单轨车桥系统动力特性的影响研究

悬挂式单轨轨道梁梁端客观存在局部梁缝不平顺,列车通过时会产生较大的轮轨动力冲击,对车辆和桥梁的动力学性能均有重要影响。为探明梁缝冲击对悬挂式单轨车辆与轨道梁桥系统动力特性的影响,基于车辆-桥梁动力相互作用理论,建立悬挂式单轨车-桥耦合动力学模型,在此基础上以实测梁缝不平顺作为外部激励,研究梁缝冲击作用下车桥系统耦合振动特性及车辆系统关键参数的影响。研究结果表明:梁缝冲击会显著增大悬挂式单轨车桥系统动力响应幅值,其中车体、构架及轮轨力的响应在5 Hz以上增长显著,轨道梁振动加剧主要集中在40 Hz以上;随着梁缝不平顺幅值增大,系统垂向振动响应均呈现非线性规律增加,尤其是驱动轮轮轨力,为保障驱动轮使用安全,建议梁缝不平顺幅值不超过6 mm;为有效控制梁缝冲击对系统动力性能的影响,车辆二系悬挂垂向刚度、阻尼及驱动轮径向刚度的合理取值分别为0.1 MN/m、16 kN·s/m和4 MN/m。

悬挂式单轨单肋式拱桥设计参数敏感性分析

[目的]鉴于目前针对悬挂式单轨单肋式拱桥的研究案例较少,为了更好地指导悬挂式单轨拱桥的设计和施工,需要对其不同设计参数的敏感性进行分析。[方法]以湖南某旅游空中列车项目为背景,通过Midas空间杆系整体模型和ANSYS板壳单元细部模型,对跨度为60 m,采用刚性吊杆钢箱拱,拱、梁、墩刚接的单肋式双线拱桥进行计算分析。研究了不同设计参数对轨道梁刚度、主梁应力、主梁翘曲畸变的敏感性影响;提出了设计参数敏感性评价指标,将其按敏感因子10%和5%划分为大、中、小3个等级,得到了主要设计参数的敏感性差异。[结果及结论]拱桥矢跨比、中横梁尺寸及桥墩尺寸依次对于主梁竖向挠度、主梁水平位移和梁端转角是敏感性参数,主梁的加劲肋间距对主梁应力和跨中畸变是敏感性参数,主梁腹板厚度对梁端翘曲是敏感性参数。对于悬挂式单轨单肋式拱桥,其刚度要求相对应力要求更加控制拱桥设计,设计中宜采用合理的设计参数。

计轴设备在悬挂式单轨的应用方案研究

悬挂式单轨具有其特殊的运行环境,想找到一款适用的计轴设备具有相当的难度。本文介绍了YLJZ-F1型计轴设备在武汉光谷悬挂式单轨的应用方案,在悬挂式单轨复杂的工况环境下,该设备及应用方案通过了方案评审、实验室测试、现场测试、专家评审、开通运营等,为后续悬挂式单轨计轴应用提供了宝贵借鉴。

悬挂式单轨交通轨道梁数控自动化组装机开发与研制

以武汉光谷生态大走廊旅游配套设施——旅游专线一期工程为依托,针对悬挂式单轨交通轨道梁“梁-轨”合一的结构特征,通过分析轨道梁制造的重点和难点,提出轨道梁数控自动化组装机功能需求,研究确定了其总体设计、下盖板基准定位装置、下盖板拱度调整及压紧装置、工艺隔板定位装置、腹板顶紧装置和控制系统等技术方案,研制出轨道梁数控自动化组装机并在武汉光谷项目中成功应用。

悬挂式单轨列车动力学性能分析

悬挂式单轨列车近年来在我国发展迅速,但现有研究成果大多是从仿真方向来研究悬挂式单轨的动力学性能,因此,本文基于线路实测数据,考虑车辆载荷因素(AW0、AW3)和悬挂状态因素(悬挂正常、空簧失气)在直线、曲线以及不同速度级做拉锯试验和全线试验。结果表明:在AW0及AW3工况下以试验速度范围在直线、大曲线、小曲线线路上运营时,横向、垂向平稳性指标以及舒适度指标均符合标准的要求;在AW0及AW3空簧故障工况下车辆以空簧失气状态运行时,垂向平稳性指标恶化,但可限速运行;走行轮垂向力、导向轮横向力、稳定轮横向力的最大动载荷均在极限载荷范围内,且有一定的安全裕量,可保障安全运营。

悬挂式单轨轨道梁对车辆运行平稳性影响分析

[目的]悬挂式单轨车辆在运行时受轨道梁影响,容易产生横摆运动。横摆运动对车辆的平稳性会产生极大影响,因此有必要对横摆运动发生的原因进行分析,进而找到解决车辆横摆的办法,提高乘车舒适性。[方法]分析了悬挂式单轨车辆结构,找出了影响车辆运行平稳性的主要因素以及对车辆横摆运动影响最大的因素。依托上海宝山悬挂式单轨试验线进行试验验证,采用精密仪器测量了车辆平稳性指标、车厢横向晃动指标及车厢横向振动加速度,结合轨道梁试验数据,对测试数据进行筛选并进行了对比分析,最后确定了对车辆横摆运动影响最大的因素。[结果及结论]轨道梁内侧壁尺寸是引起车辆转向架产生横摆运动的主要原因。横摆运动对车辆平稳性影响最大,但无法完全解决,需要从设计上提高轨道梁的制造精度来匹配导向轮的尺寸,并在制造过程中要严格控制轨道梁和转向架的尺寸。

“光谷光子号”悬挂式单轨列车开发

悬挂式单轨列车是城市轨道交通的重要组成部分,在我国具有较为广阔的应用前景。文章首先介绍了悬挂式单轨列车的发展,然后从总体方案、转向架系统、车体系统、电气系统、制动系统、网络系统几方面分析了“光谷光子号”悬挂式单轨列车技术方案,并在安全性、智能化、低碳环保等方面论述了其关键性能。“光谷光子号”悬挂式单轨列车各部件及整车均通过了相关的仿真测试、试验验证,现场应用情况表明,列车整体性能可满足行业应用需求。

悬挂式单轨车辆车体结构静载荷工况的探讨

简述了悬挂式单轨交通的应用现状,介绍了悬挂式单轨车辆的组成及特点,对比分析了国内外城轨车辆相关标准中车体结构静载荷工况的不同要求。最后,结合悬挂式单轨车辆自身的技术特点和实际运营场景,提出了悬挂式单轨车辆车体静强度载荷工况方案。

悬挂式单轨大跨连续梁关键构造研究

悬挂式单轨作为一种新型轨道交通制式,具有建设周期短、适应性强、造价低、占地少、美观舒适度高等特点。本文针对悬挂式单轨大跨连续梁的轨道梁截面形式及线间横向连接等关键构造展开研究,分析不同轨道梁截面形式对车桥耦合动力特性的影响及对结构刚度、应力状态的影响,研究线间横梁截面形式及横梁分布数目对整体刚度和应力水平的影响。结果表明,轨道梁采用顶箱+侧箱组合截面时,结构能体现出更好的抗弯、抗扭性能;横梁采用闭口箱型截面时,结构的横向整体刚度更优;跨中横梁数目以及空间分布方案应综合考虑经济性与安全性。研究成果可为相关设计提供借鉴。

悬挂式单轨三开道岔关键梁体结构研究

第二关节梁为悬挂式单轨三开道岔关键梁体,梁体的强度以及变形会影响到锁定、驱动等装置的运转精度,进而影响到整个道岔的使用。同时梁体底部为开口结构,其过度变形也会影响到行车安全。因此,通过有限元分析软件对梁体进行静力学分析计算,得到不同工况下梁体的应力及变形,其中在最不利工况下最大变形为1.895mm,最大应力为133.36MPa,均能满足相关标准的要求。同时从计算结果得到关节梁的变形规律,即关节梁在承受外部载荷作用时,梁体在垂向上产生一个向下的挠度,梁底部会产生横向变形,梁走行面上会产生翻转变形。通过现场加载试验对静力学分析结果进行验证。试验结果表明:在静力学分析标记区域内,梁体的最大竖向变形测量值为1.5 mm,最大横向变形为1.55 mm,排除误差影响,加载试验的结果与静力学分析结果,无论在数值上还是在变化规律上均较为相符,进一步验证了静力学分析计算的有效性。

悬挂式单轨交通接触轨平顺性检测分析

国内轨道交通运输主要有铁路、城市地铁、有轨电车、磁悬浮等多种形式,多在地面行走,为有效的利用空间解决交通压力,提出了悬挂式空中轨道交通的形式,目前国内悬挂式单轨交通工程相关工程均处于研发阶段、试验及实验阶段,采用电力牵引供电的相关技术均处于开发阶段,悬挂式单轨电力牵引系统采用的弓网关系和以往的均不相同,箱梁内采用接触轨作为牵引电流的传导介质,机车采用集电靴受流,电流的传导是接触式传导,本文主要针对悬挂式单轨交通的供电系统接触轨的平顺度进行分析研究,为机车与接触轨之间平滑受流提供技术支持,为后期的推广及应用提供参考。

悬挂式单轨交通系统桥梁结构的选型设计

研究目的:为促进悬挂式单轨交通系统在我国的发展,通过收集国外已运营悬挂式单轨线路的资料,分析悬挂式单轨交通系统中桥梁结构的轨道梁、桥墩和支撑约束的主要形式,提出一种30 m双线简支梁的悬挂式单轨桥梁结构形式。研究结论:(1)结合国外已建成悬挂式单轨桥梁结构特点,考虑我国国情,确认轨道梁横截面为大断面,标准跨度为30 m;(2)悬挂式单轨系统桥墩为T型结构,桥墩设计半径取1.5 m,高度取14 m;(3)对该30 m双线三跨简支梁悬挂式单轨桥梁结构进行了自振分析,计算表明桥梁结构的横弯基频和竖弯基频分别为2.620 Hz和5.398 Hz;(3)研究表明,该30 m悬挂式单轨系统桥梁结构适合我国国情且结构安全可靠,为今后悬挂式单轨系统建设提供了一定的参考。

悬挂式单轨车辆曲线通过性仿真研究

针对悬挂式单轨车辆曲线运行平稳性和舒适性容易受到线路设计因素影响的特点,采用虚拟样机仿真平台对其曲线通过性进行了研究。首先,较系统的分析了悬挂式单轨车辆的结构及其特点;在此基础上建立了模拟悬挂式单轨车辆橡胶轮胎的轮胎模型;然后,参照悬挂式单轨车辆单节完整的拓扑图建立动力学仿真模型;最后,进行了典型工况下的悬挂式单轨车辆的仿真分析。结果显示,在曲线通过安全限速内,导向轮受力随着车辆速度的增加几乎呈线型增长;而随着曲线轨道距离的增大导向轮径向受力基本保持不变。不同曲线半径工况下,曲线通过平稳性预测结果:垂向平稳性指标最大值为2.24,横向平稳性指标最大值为2.15,二者数值均在我国国家标准《铁道车辆动力学性能评定和实验鉴定规范》(GB/T 5599-1985)规定的平稳性等级2.5以内;垂向最大加速度为0.64 m/s2,横向最大加速度为0.45 m/s2,轮重减载率最大值为0.56,均符合国际联盟颁布的《铁路运输国际标准》(UIC 505)规定。表明利用虚拟样机技术仿真平台建立的单轨车辆模型能够较好的应用于车辆的曲线通过性的评价,并能进一步应用于后续运行特性研究当中。

一种适用于成都市内旅游线的悬挂式单轨车造型设计

目的对适用于成都市内旅游线的悬挂式单轨车造型进行设计研究。方法以成都的轨道交通现状为基础,分析交通与城市旅游的关系,对适用于城市内的几种轨道交通型式进行比较,明确了每种型式的优、缺点;然后将车辆造型与城市地域文化元素相结合,形成具有成都特色的旅游线轨道交通车辆造型设计。结论得出悬挂式单轨车更适合用于城市内的观光线路,并提出在成都市内几个重要旅游景点间建设一条悬挂式单轨旅游线路,以成都元素熊猫为题材,设计出一款具有成都地域特色,适合市内旅游线路专用的悬挂式单轨概念车。

悬挂式单轨车的发展及其现状

简述了悬挂式单轨车的发展经历,按走行部的型式分类介绍了悬挂式单轨车的现状,叙述了悬挂式单轨车的技术特点,对比跨座式单轨,分析了悬挂式单轨的优缺点。展望了悬挂式单轨车在我国的应用前景。

悬挂参数对悬挂式单轨车横向稳定性影响分析

研究目的:为分析悬挂式单轨车辆通过曲线时的横向稳定性问题,基于国内某型悬挂式单轨系统,采用多体动力学软件Universal Mechanism建立60自由度的车-线系统动力学模型,以车体和摇枕为主要研究对象,探索车辆横向偏角在不同减振装置参数下的变化特性。研究结论:(1)横/垂向减振器阻尼、空气弹簧水平/垂向阻尼参数的变化对悬挂式单轨车体和摇枕的横向晃动几乎没有抑制作用;(2)降低空气弹簧水平刚度有利于减缓车辆的横向晃动,而减小垂向刚度会进一步增大晃动的可能性;(3)若考虑在摇摆减振器处并联钢弹簧,其刚度的增加有利于减小车体和摇枕的最大横向偏角,而摇摆减振器阻尼的增大则侧重于减少车体和摇枕的振动周期数,因此应综合考虑摇摆减振器阻尼、刚度参数设计,以有效提升旅客舒适度体验;(4)本研究成果可为悬挂式单轨车辆悬挂参数优化及线路设计提供一定的参考。

悬挂式单轨交通线路设计

在从事贵州黔东南、成都大邑、陕西韩城等地多个悬挂式单轨交通项目的设计基础及实践经验上,对悬挂式单轨交通线路技术标准进行分析。通过理论计算,明确线路标准的数据及参数。对不同地段线路平面、纵断面设计方法进行总结,提出在路中、路侧、沿河及地下敷设等线路的布置形式。同时,对应着重考虑的因素,线路设计中的特殊问题以及优化设计的建议进行论述,提出在平面与纵断面组合设计时的注意事项,供业内人士在类似项目设计中参考。