基于动力学的平竖曲线设置对列车运行动力特性分析研究

随着铁路列车运行速度不断的提高以及铁路的快速发展,列车运行安全性及旅客乘坐舒适度在铁路建设中逐渐得以重视。客货共线铁路作为我国铁路建设的重要组成部分,其建设里程也在逐年增加,在设计过程中平面曲线和竖曲线的协同设计对线路的工程投资及技术安全起到关键作用,因此基于动力学对铁路平面曲线及竖曲线的协同设计进行研究具有重要意义。本文运用多体动力学软件SIMPACK构建车-线耦合动力学模型,分不同情况研究竖曲线及平面曲线与竖曲线重合对列车运行的动力学响应,得到其变化规律,进而为方便铁路设计,减少项目投资提供了一种思路。

平竖曲线钢箱梁桥多点自平衡顶推施工技术分析

随着装配式钢结构在工程中的广泛应用,钢箱梁桥在公路工程、城市道路工程建设中得到了大力发展。桥梁在跨越通航河道和既有交通道路时,多采用顶推施工方法架设就位,该方法具有对桥下通航和既有道路交通干扰少、成本低、占用场地小等优点。近年来,桥梁顶推施工技术已从最初的钢丝绳牵引法发展至步履式智能自动化多点自平衡顶推法,基于此,文章介绍了某公路工程上跨厦蓉高速赣州北出口A匝道钢箱梁多点自平衡顶推施工技术。

平竖曲线在老鹰水库输水管道设计施工中的应用

老鹰水库输水管道工程成功地将平竖曲线原理应用于管道的设计与施工 ,适应了地形高低起伏的变化 ,减少了固定弯头 ,节约了投资 ,增大了过水流量 ,获得了较好的技术经济效益。文中分析总结了输水管道应用平竖曲线原理的设计与施工 ,可供类似工程借鉴。

煤矿岩巷TBM平竖曲线组合路线掘进技术研究

岩巷掘进受传统钻爆法、综掘法技术工艺限制,施工效率、安全性难以满足煤矿生产和发展需要。近年来TBM应用技术快速发展,已有许多煤矿岩巷掘进采用该技术,岩巷单进水平记录不断提升。本文对丰阳煤矿TBM设备的特点、深部复杂地质条件等进行分析,研究适用于煤矿井下条件的平竖曲线组合路线掘进技术,优化施工巷道布置,精准控制施工层位,提高TBM技术在井下复杂环境的适应能力,减少拆机转场次数、影响时间,发挥设备快速掘进的特点。

悬挂式单轨线路平竖曲线重合条件研究

为探究悬挂式单轨线路平竖曲线重合段竖曲线半径的合理取值,通过分析悬挂式车辆动力学方程,发现须同时控制横向未平衡加速度、竖向离心加速度、横向未平衡加速度增量,平竖曲线方可重合。根据是否产生横向未平衡加速度将平竖曲线重合分为两种情形,结合控制参数与平竖曲线要素之间的数值关系提出了区分两种情形的曲线半径临界值计算式,并建立了各情形下平竖曲线重合段竖曲线最小半径的计算方法,计算出不同车速和平曲线半径组合下的竖曲线最小半径。为保障舒适性,平竖曲线重合段应采用较大的竖曲线半径。

互通立交主线满足视距要求的竖曲线最小半径研究

文章分析中、美停车视距及识别视距的计算方法及要求,梳理了现有互通立交主线竖曲线最小半径的计算方法,基于视距要求分别计算了凸型、凹型竖曲线最小半径,给出取值建议,并与规范取值对比分析。结果表明,凸型竖曲线一般最小半径仅满足识别视距一般值,在行车环境复杂时,宜按照识别视距高标值对互通立交分流鼻之前主线进行验算;若以视距作为极限要求时,凹型竖曲线的最小半径可取到9000 m(设计速度120 km/h)。

高速公(铁)路平竖曲线正反算的统一解法

高速公(铁)路平、竖曲线测量放样中常采用线元法,目前在用的平面曲线线元有直线、圆曲线和缓和曲线,竖曲线线元有直线和圆曲线(或抛物线)。针对各种线元的数学方程表达式各不相同,增加了测量放样工作的复杂性,不利于形成统一的计算模式这一问题,该文提出了建立平、竖曲线线元统一表达式的构造方法,从而使得各种线元都成为统一表达式的特例,然后研究统一表达式的正反算问题,最终得出的结果适用于高速公(铁)路平、竖曲线中的各种线元计算。

平竖曲线重叠地段线形参数对米轨车辆动力特性的影响

为合理确定山区米轨铁路平竖曲线重叠地段线形参数,基于动力学理论建立米轨车辆—线路动力学模型,分析山区米轨铁路线路平竖曲线重叠地段的竖曲线形式、竖曲线半径、圆曲线半径等变化对车线系统动力特性的影响。结果表明:平竖曲线重叠地段采用凸形竖曲线形式相较于凹形竖曲线形式列车的动力通过性能更好;平竖曲线重叠设置对乘坐舒适性的影响最大,对行车安全性及轮轨作用力影响相对较小;竖曲线半径变化主要影响车体垂向加速度,当竖曲线半径增至10000 m后,对车体垂向加速度影响较小;平面圆曲线半径变化主要影响车体横向加速度,当平面圆曲线半径大于2000 m后,对车体横向加速度影响较小。

高速磁浮平、竖曲线重叠地段线路参数研究

基于行驶动力学理论,建立侧向和法向的平衡方程,分析了线路参数对于舒适性的影响规律及平、竖曲线半径匹配规律,为高速磁浮交通设计标准提供了理论依据。研究结果表明:对于凸竖曲线半径限制地段,可以通过设置一定的圆曲线,以减小凸竖曲线半径。当圆曲线半径较小时,平、竖曲线半径匹配曲线由侧向舒适性条件确定;当圆曲线半径较大时,平、竖曲线半径匹配曲线由法向舒适性条件确定。在同等条件下,相比于凸竖曲线与圆曲线半径重叠,凹竖曲线与圆曲线半径重叠具有更好的匹配灵活性。

受地形限制斜井提升平车场改建甩车场实例

斜井提升上部车场形式主要有甩车场和平车场。本文通过平车场改建甩车场实例,提出在受地形限制情况下,甩车场可通过改变斜面线路坡度以及将甩车道竖曲线与平曲线重合来减少车场占用空间,并详细阐述斜井上部甩车场的设计方法。

高速铁路平竖重合段三维高阶连续曲线线形设计

针对平竖重合曲线段存在几何连续性衰减并引起列车运动状态突变的现象,以三维曲线的Frenet标架为基础,结合曲率、挠率建立三维车体运动状态模型,得到了曲率、挠率与车体加速度、急动度的关系,并通过该模型从三维角度分析了三维曲线的几何连续性等级对车体运动的影响;考虑几何连续性对曲率、挠率的要求,提出以曲线曲率、挠率变化最小为目标的线形选择方法,利用三维欧拉曲线创建平竖重合段高阶连续曲线。研究结果表明:传统平竖重合段曲线连接点处几何连续性存在衰减,仅为1阶几何连续,曲率、挠率对列车加速度和急动度起主导作用,几何连续性的衰减是竖向急动度突增的主要原因;二维设计曲线在起点处的竖向急动度为1.206～1.264m·s-3,超过乘客舒适性运动学阈值0.240m·s-3,难以实现二维线形的高阶几何连续;提出的曲线设计方法对连接点处的曲率和挠率都有明确定义,容易在连接点处实现高阶几何连续,且不存在几何连续性衰减,曲线的曲率、挠率变化最小,可有效降低线形参数变化给车体运动带来的不良影响;所建曲线的加速度与急动度在全程均连续且满足运动学阈值,实现了2阶几何连续,最大竖向急动度为0.149m·s-3,为阈值的62.0%,为二维设计的11.7%～12.3%,有效地改善了行车稳定性与乘客舒适性;所建曲线路径与二维设计相比变化小,在2%～3%坡度差时,水平、竖向坐标差分别为0.907～2.305、1.085～2.498m;所建曲线的设计参数同时也是车体运动状态的计算参数,从而可根据列车运行条件直接优化线路的设计。

悬挂式单轨空、重车线路动力学响应分析

基于多体动力学软件Universal Mechanism建立60自由度的悬挂式单轨车辆系统动力学模型,主要基于乘客舒适度评价指标,探讨空、重车以80 km/h速度通过平竖曲线时动力学响应的异同。结果表明,结构的特殊性使得悬挂式单轨驶过缓圆点和缓直点后车体横向摆动幅度明显,车体横向偏角时变率、未被平衡离心加速度及其时变率结果均会产生一个较大的跃变现象,且重车工况下变化量更大。由于重车惯性更大的缘故,导致振动衰减过程中车体横向低频晃动更剧烈,同一平面线路工况下,重车比空车要多3个振动衰减周期;竖曲线条件下空、重车的振动衰减周期基本一致,但重车的最大垂向加速度更大。因此,鉴于空、重车在平竖曲线处动力特性差异的事实,有必要综合考虑两者用以后期悬挂式单轨列车线路参数的确定。

山区高速公路路线设计中的主要问题及解决方案

路线设计作为公路建设中不可或缺的内容,是提高公路线路可行性的基础。通过对山区高速公路路线设计中存在的相关因素进行分析,并对路线设计中存在的问题进行研究,提出针对性的解决策略,提高公路路线设计的合理性,为山区公路路线设计提供参考。

基于IFC 4.1标准的EICAD路线数据转换方法

为了改善二三维路线数据的交互方式,提出了一种基于工业基础类(IFC) 4.1标准的EICAD路线数据转换方法。首先分析IFC 4.1标准中路线信息模型的结构层次以及属性继承关系,并通过解析EICAD平竖曲线设计文件,建立EICAD参数数据与IFC线元属性之间的映射关系。以Visual Studio 2019为开发平台,借助xBIM解析工具包,用C#语言开发基于IFC 4.1标准的EICAD路线数据转换程序,该程序用于验证所提出的转换方法。结果表明:所开发的程序能够实现将EICAD平竖曲线设计文件转换为IFC路线文件,且在导入建筑信息模型(BIM)应用软件后可以较为完整地还原路线设计信息。与传统的基于DWG文件的交互方式相比,所提出的方法能够在保证路线精度和软件兼容性的条件下,实现EICAD路线数据与BIM应用软件间的有效传递。