铁路桥梁列车制动力的试验研究与计算分析

列车制动力是作用于铁路桥梁结构设计的重要荷载之一。通过对货运机车车辆制动参数和制动特性的试验研究,对列车单元车体最大制动力进行了理论分析和计算;编制了计算程序ZDL,通过对我国不同长度的现营重载货运列车编组的动力计算,得到了不同长度桥梁结构的最大制动力率为0.2和有效制动力率为0.17。与实际桥梁紧急制动试验结果值对比符合较好。进一步提出了对重载货运列车紧急制动进行全过程动态描述的动力计算方法。为确定我国铁路桥梁制动力荷载提供了实桥试验研究结果和理论分析依据。

高速铁路列车制动力对简支梁桥地震碰撞效应影响研究

以高速铁路三跨简支梁桥为例,采用ANSYS软件,建立了碰撞有限元模型,模型中考虑了地基变形和支座非线性的影响,并用Kelvin模型来模拟邻梁碰撞;根据规范和已有试验结果建立了高铁桥梁列车制动力模型,进行了高速列车制动力与EL-Centro地震波作用下的碰撞效应分析,探讨了列车制动力对简支梁桥地震碰撞效应的影响。研究表明:列车制动力可增大桥墩的墩底剪力,增大邻梁或梁台间距,增大邻梁最大碰撞力和碰撞次数,加剧固定支座的破坏;影响程度与列车制动力和地震力的方向、桥墩刚度有关。因此在高铁简支梁桥抗震设计时,有必要考虑将列车制动力与地震力进行组合,开展碰撞效应分析。

铁路简支梁桥桥台承受列车制动力的计算分析

铁路桥台是桥梁和路基之间过渡的结构物,列车制动力通过桥台进行传递,其传递的机理和数值大小对桥台设计意义重大。笔者首次应用桥墩线刚度概念,把长钢轨力传到路基或更多的桥跨上,目的在于增加桥墩台抵抗长钢轨力的能力,以减小每个墩台的长钢轨力。应用结构分析的伪动力法,对不同跨度、不同长度的铁路简支梁桥墩台承受制动力进行大量计算;确定了16 m,24 m及32 m跨度桥梁的桥墩台可能承受的最大制动力,并与试验结果进行对比分析;研究了桥台传递列车制动力的机理,为确定简支梁桥的墩台制动力设计值提供了理论基础。通过分析制动力作用下的桥台安全性问题及措施,提出了列车制动力率取0.2和有效制动力率取0.15比较合理的数值,以确保列车运营的可靠与安全。

列车制动力仿真的程序实现技术

根据已有的列车制动力模型,介绍了列车制动力仿真程序实现的技术。利用过渡刚度法处理非线性车钩力模型的拐点问题,并通过四阶龙格-库塔法求解列车制动反应方程组,得到了满足工程应用的列车制动力时程曲线。

列车制动力对大跨度铁路斜拉桥地震响应影响

以一大跨度铁路斜拉桥为背景,根据高速列车制动模型,获得列车制动力,采用动力时程分析方法,分析列车制动力和地震共同作用及地震单独作用下斜拉桥结构响应,在此基础上,研究列车制动力作用对结构地震响应影响。结果表明,列车制动力作用对地震作用下梁端和塔顶位移影响较塔底剪力和弯矩大。当不设置黏滞阻尼器时,列车制动力对结构地震响应影响不显著;设置黏滞阻尼器后,列车制动力对梁端位移影响显著。

大跨度公铁两用斜拉桥列车制动力作用下结构响应研究

以某一正在设计的大跨度公铁两用斜拉桥为背景,利用非线性动力时程分析方法,分析了塔梁间设置黏滞阻尼器时,在列车制动力作用下结构动力响应,并与未设置黏滞阻尼器情况下的结构响应进行比较。分析结果表明,在塔梁间设置黏滞阻尼器能有效地降低在列车制动力作用下梁端及塔梁相对位移,结构受力也有所改善。

列车制动力的等效换算原理及应用

根据等效换算处理原则的两次应用,两种计算列车制动力的相关方法得以建立。基于对换算法（一次等效换算）和等效法（二次等效换算）的分析、计算、比较和讨论,作者说明等效法具有广义的通用性,可用于多种材质闸瓦列车计算列车制动力,编制机车车辆每台（辆）等效换算闸瓦力表,制定列车制动限速表,填写列车制动性能证明书等,并可为列车速度监控制动模式及制动系统设计提供参考。作者还证明在大多数情况下,制动初速对两种方法的计算结果影响不大,而且偏于安全。此外,作者还建议对《牵规》进行调整和补充,发布《牵规》补充件,以便与《技规》统一。

悬挂式单轨轨道梁桥在列车制动力作用下的动力响应

以中唐悬挂式单轨试验线为依托,采用有限元软件建立结构模型,分别计算了3种列车制动力作用下轨道梁桥的动力响应。结果表明:在列车制动力作用下,轨道梁梁端纵向位移和墩底剪力呈波浪式增大;列车在轨道梁上制动完成时,轨道梁在纵向呈衰减振动;列车制动力越大,轨道梁梁端纵向位移、速度、加速度和墩底剪力也越大,并且列车制动完成后的振幅也越大。

列车制动参数对大跨度悬索桥梁轨相互作用影响研究

为研究列车制动下大跨度悬索桥无缝线路纵向力的分布规律,基于ANSYS软件和梁轨相互作用理论,建立大跨度悬索桥梁轨一体化动力分析模型,根据CRH动车组列车的制动力时程,分别研究制动停车位置、制动初速度、列车种类、列车挠曲力和制动力等因素对钢轨附加应力和梁轨相对位移的动力、静力影响。结果表明:由于动力计算考虑到前一荷载步对后一荷载步的影响以及线路纵向阻力滞回特性的影响,动力、静力计算结果差别显著,传统静力计算低估了列车荷载作用下钢轨的受力,在实际工程应用时有必要按动力方法计算列车荷载作用下大跨度悬索桥梁轨相互作用问题;制动停车位置对钢轨附加拉应力和梁轨相对位移增量影响显著,列车制动停止于主跨跨中位置为本文研究大跨度悬索桥梁轨相互作用所选4种典型工况中的最不利工况;列车制动力对梁端位置钢轨附加拉应力和梁轨相对位移影响显著,列车挠曲力对主桥范围内钢轨附加应力和梁轨纵向位移的分布规律影响显著,并与钢轨附加压应力峰值大小表现出较强的相关性;CRH5和CRH2型动车组列车为研究CRH型动车组制动下大跨度悬索桥梁轨相互作用的不利车型,其中CRH5型动车组最不利制动方式为最大常规制动;由于CRH动车组列车制动初速度不影响列车制动力峰值大小,大跨度悬索桥梁轨相互作用对制动初速度因素变化并不敏感。研究成果可为完善列车制动下桥上无缝线路设计和计算提供参考和借鉴。

再论我国列车空气制动力计算参数的成套性原则

介绍我国客货列车空气制动力的计算参数。论述制动力计算中的基础制动装置计算传动效率、实算闸瓦压力和闸瓦实算摩擦系数的成套性。指出《列车牵引计算规程》规定的实算摩擦系数是根据实算闸瓦压力试验出来的,而试验时用的实算闸瓦压力又是按基础制动装置的计算传动效率计算的,所以在计算列车空气制动力时,其中的实算闸瓦压力必须用计算传动效率计算。否则不能得出正确的计算结果。

列车制动和运行下大跨度公铁两用斜拉桥纵向振动分析

列车运行作用下斜拉桥不仅发生竖向振动,也发生纵向振动;当列车在斜拉桥上制动时,作用于结构上的制动力使其发生纵向振动。以公铁两用斜拉桥为研究背景,根据相关文献计算公式获得列车制动力,分析列车制动作用下斜拉桥动力响应;采用移动荷载模拟列车运行作用,研究列车运行作用下结构动力响应;利用非线性动力时程分析方法,对黏滞阻尼器参数进行敏感性分析,探讨塔梁间设置黏滞阻尼器对列车制动和运行作用下结构动力响应的影响,并与未设置黏滞阻尼器的情况进行比较。结果表明,当斜拉桥塔梁间无纵向连接时,结构响应受列车运行速度影响较大,斜拉桥可能发生纵向共振,结构响应显著增大;塔梁间设置黏滞阻尼器能有效控制列车制动和运行作用下斜拉桥纵向振动响应。

地铁大坡度道岔制动工况下钢轨表面接触应力变化规律研究

目的通过分析不同坡度条件下道岔钢轨在列车下坡制动作用时的力学行为,探讨了坡度对钢轨表面接触应力指标的影响情况,为铁路线路设计人员对线路坡度进行决策时提供参考。方法针对地铁单开道岔尖轨跟端60AT轨,运用有限元方法对其进行数值模拟,建立地铁车轴与60AT轨的精细化模型,分析了制动力作用下不同坡度时钢轨表面各项应力指标,并进行了对比。结果坡度从0%变化至3.0%时,钢轨大部分应力指标变化不大,变化幅度较大的钢轨表面纵向切应力与钢轨表面摩擦力,其变化量分别为8.40%和3.18%,均不超过10%。结论从钢轨受力分析的层面上讲,坡度并不是控制钢轨伤损的决定性因素,为防止列车制动时钢轨表面局部应力过大,建议对该区段钢轨表面进行全长淬火处理,以提高钢轨的屈服强度。

制动力作用下线-桥结构动力分析的二次离散方法

列车制动力通过移动轮对作用于线桥结构 ,具有明显动力特征。为此 ,提出的二次离散方法先将移动轮对的制动力时程转换为结构固定节点的制动力时程 ,实现空间离散过程 ;再应用直接积分法对线桥结构进行动力响应分析 ,完成时间离散过程。

收纳高速动车组的《列车牵引计算规程》刍议

我国开通运营和正在建设的高速铁路里程已双冠全球。中国高速动车组(CRH系列)已规模制造和广泛采用,所以未来修订《列车牵引计算规程》收纳动车组已是大势所趋。动车组与机车牵引式列车的编组不同,是动车(M)和拖车(T)的固定编组,可以直接为列车牵引计算提供在平直道上所有运行工况下的列车单位合力数据。由于彼此的回转质量系数不同,高速动车组和机车牵引式列车虽然均遵循列车运动方程,但具体计算列车加速度、运行时间和运行距离等公式的相关系数存在差异。此外,一些意见和建议可供未来修订《列车牵引计算规程》参考,诸如删节图表、合并机车单位基本阻力公式、深入探究起动阻力、附加阻力(曲线阻力、隧道阻力等)以及系统计算精度等。

大跨度混合梁斜拉桥上无砟轨道纵向力分析

以昌赣客运专线(35+40+60+300+60+40+35)m混合梁斜拉桥为例,建立了大跨度斜拉桥上无砟轨道精细化模型计算分析不同荷载作用下大跨度桥上无砟轨道纵向力。计算结果表明:在温度荷载作用下,钢轨纵向应力相对较大,最大拉应力为130.03 MPa,跨中轨道板纵向应力较小。在竖向荷载作用下,钢轨、轨道板和底座板的拉应力最大值出现在桥塔附近,压应力最大值出现在跨中附近,其中钢轨压应力最大值为15.02 MPa,底座板拉应力最大值为3.05 MPa。在列车制动作用下,钢轨、轨道板和底座板的拉应力最大值出现在跨中附近,压应力最大值出现在桥塔附近,轨道板和底座板纵向应力均较小。

试论铁路货物列车放飏与避难线设计

作为接纳放飏列车安全设施的避难线,在其建设问题上,迄今各国尚缺乏明确的标准。苏联现行规范仅强调“必要时”应根据交通部批准的设计,在具有长大下坡的区间内,以及受这种区间限制的车站上设置避难线。从印度1963年的资料来看,也无适当的标准以确定是否需要设置避难线。五十年代以未,欧美诸国此类著述已少见,更无设计标准可资借鉴。我国铁路1962年颁布的《避难线设计试行原则》仅限于蒸汽牵引的新建铁路,其中有些规定因不切实际或执行有困难而被废除。内燃、电力牵引铁路的避难线设计至今尚无明确规定。而我国铁路的放飏事故实际上还偶有发生。因此有必要对放飏的性质、原因及其可能性加以分析,并对避难线的合理分布与设计作进一步研究,以达到既有利于我国陡坡铁路的行车安全,又兼顾经济效益的目的。

浮铺式轨道自移列车的应用可靠性分析

目前,自移设备列车正逐步在煤矿推广使用,其便捷性受到普遍欢迎,但是基于浮铺式轨道的自移列车与传统枕木轨道的绞车设备列车在动力、轨道铺设等方面存在不同,其运行平衡条件差别较大。由于国内对基于浮铺式轨道的自移列车理论研究较少,其安全性验证往往凭借经验或与传统轨道运输类比。因此,建立基于浮铺式轨道的自移列车力学模型,搞清该自移列车稳定运行的条件,对自移设备列车、浮铺式轨道的选型验算具有重要的价值。

内燃机车电阻制动故障分析与处理

内燃机车的制动是由空气制动和电阻制动共同完成，缺一不可。本文从机车制动故障现象、设备原理、造成故障的原因，分析解决的办法全面地进行了思考总结，对处理和恢复列车制动力，实现安全行车，保证人员及设备安全具有重要意义。

中国铁道学会制动学术交流会议简介

中国铁道学会车辆委员会制动学组第二次学术交流会及牵引动力委员会机车制动学组成立会议于1980年11月27日～12月1

粘滞阻尼器对地震、列车制动和运行作用下公铁两用斜拉桥振动控制效果分析

以一公铁两用斜拉桥为背景,首先利用非线性动力时程分析方法,基于结构地震反应进行粘滞阻尼器参数敏感性分析,选取粘滞阻尼器合理参数。在此基础上,研究了列车制动和运行作用下不同塔梁连接方式对结构动力响应的影响,探索了塔梁间设置粘滞阻尼器对抑制列车制动和运行引起梁体纵向振动的效果。结果表明:塔梁间设置粘滞阻尼器不仅能有效降低结构地震反应,还可以有效抑制列车制动及运行作用下斜拉桥主梁纵向振动及改善桥塔动力响应。