高速地铁列车竖向振动特性分析

高速地铁列车是一种运行速度可达160 km/h远高于普通地铁最高速度80 km/h的新型地铁列车。其车辆力学特性与高铁列车基本相同,其轨道运行条件与普速列车轨道运行条基本相同。地铁列车竖向振动影响列车上部结构供电及受力性能,目前高铁及普速列车在各自轨道上运行时列车的振动特性研究较为成熟,但高铁列车在普速铁路上运行时的振动特性的研究尚属空白。聚焦高速地铁列车在普速轨道上运行时的车辆振动特性,基于OpenSees软件建立普速及高速地铁列车的车-轮-轨二维有限元模型;利用我国普速轨道谱考虑其频谱特征随机生成20个440 m长轨道不平顺样本;通过有限元法分析了普速和高速地铁列车在不同运行速度及不同平顺程度下的竖向位移响应及统计参数,研究了高速及普速地铁列车竖向振动随运行速度的变化规律。研究表明:高速地铁列车与普速地铁列车的不平顺轨道振动远大于平顺轨道振动。高速列车与普速列车在竖向振动随速度变化特性上存在差异,高速列车的竖向振动位移幅值远小于普速列车,相较于普速列车振动更加稳定。

地铁接触网外挂滑槽固定连接受力性能分析

地铁列车供电来自隧道中架立的接触网,外挂滑槽是新型接触网固定方式,自重及地铁列车竖向振动冲击力对其力学性能的影响亟待研究。本文通过有限元方法研究了地铁隧道外挂滑槽的静力、稳定及疲劳受力性能。首先,建立了包含地铁管片、预埋套筒、外挂滑槽、紧固螺栓及下部接触网结构的精细化有限元模型;其次,通过施加接触网自重荷载,分析了外挂滑槽、预埋套筒等构件的最大静力响应;然后,分析了包含外挂滑槽一阶屈曲模态初始缺陷的接触网单调加载曲线,通过对比设计荷载与单调加载峰值荷载及分析峰值荷载下外挂滑槽的变形模式两方法判别其稳定性能;最后,通过对接触网施加地铁列车弓网接触力幅值并结合相关规范分析了套筒、滑槽及混凝土的疲劳性能。本研究为地铁隧道外挂滑槽固定接触网的应用奠定了理论基础。