时速400/380km高速铁路最小曲线半径取值研究

最小曲线半径是铁路线路设计中的一个重要参数,对列车速度方案和线路成本具有很大影响。本文根据更高速度目标值(400/380 km/h)对更高速度条件下最小曲线半径取值进行了理论计算和仿真分析,提出了更高速度条件下最小曲线半径的参考取值。根据研究结果建议:设计速度380 km/h时,最小曲线半径推荐8 500 m,一般条件下为7 500 m;设计速度400 km/h时,最小曲线半径推荐9 000 m,一般条件下为8 500 m。

成渝中线高速铁路时速400 km关键技术创新研究

成渝中线高速铁路建成后将成为我国建设标准最高、运行速度最快的高速铁路。为贯彻国家创新驱动发展战略,结合中国国家铁路集团有限公司CR450科技创新工程,依托成渝中线高速铁路的建设,开展我国时速400 km高速铁路关键技术的创新研究和更高速度标准的综合试验验证,系统优化完善我国既有时速250~350 km高速铁路基础理论及规范标准,全面构建时速400 km全生命周期技术标准体系。研究成果不仅可助推我国高速铁路装备升级和高速铁路成套建造技术创新发展,还能指导我国的既有高速铁路网进一步提速,促进区域社会经济高质量发展。

时速400 km以上高速铁路应答器传输系统适应性研究

当列车速度提高至350 km/h以上时,列控系统点式应答器车-地信息传输质量将受到影响,为保证动车组以400 km/h及以上速度高速运行时仍能可靠接收地面应答器报文信息,需研究分析我国高速铁路应答器传输系统的高速适应性。借鉴应答器传输系统高速适应性评价方法,通过仿真分析计算确定应答器与车载天线静态作用距离、动态传输最小作用区,并推导出目前应答器传输系统可适应370 km/h高速运行。为保证400 km/h及以上高速铁路应答器报文信息传输质量,需调整影响应答器静态作用距离、动态传输最小作用区的相关技术参数,经研究,增加应答器x轴方向有效参考区可提高应答器传输系统高速适应性。研究结果表明:当应答器x轴有效参考区增加至251 mm以上时,应答器传输系统可以适应400 km/h以上高速运行,该方案无需修改现行应答器报文传输格式和车载天线规格,可满足不同设计速度的高速铁路互联互通。

无砟轨道层间离缝对时速400 km高速铁路车辆-轨道系统动力特性影响

CRTSⅢ型板式无砟轨道在我国高速铁路中得到了广泛应用,在长期列车荷载与温度等因素共同作用下,轨道板与自密实混凝土层的脱黏与离缝已成为该种轨道结构的典型病害。为研究时速400 km条件下,板边层间离缝对于车辆-轨道系统动力特性的影响,通过建立高速车辆-无砟轨道空间动力学模型,系统分析不同离缝程度对行车系统动态响应的影响。研究结果表明:离缝主要影响轨道结构振动,对车体振动和车辆运行平稳性影响不大;离缝扩张使得轨道板振动位移和振动加速度幅值显著增大,速度提高时其影响更为明显;离缝劣化容易提高轮重减载率,导致轮对振动加速度幅值增大,随着离缝继续扩展至轨下区域,轮轨接触状态逐渐恶化,严重时将危及高速行车的安全性。综合分析表明,既有高速铁路维修标准对时速400 km高速铁路具有一定适应性。

新建时速400 km高速铁路32 m简支梁设计参数研究

我国高速铁路的"四纵四横"干线运输网络基本成型,现在存在发展时速400 km高速铁路的需求,英国和俄罗斯也给出了时速400 km高速铁路的规划。本文基于我国时速350 km高速铁路标准设计的32 m简支梁,建立车桥计算模型,在100~480 km/h速度范围内,计算分析动挠度、梁体跨中加速度、轮重减载率、车体加速度等车桥动力响应,同时考虑了残余徐变变形和基础不均匀沉降的影响。结果表明:最大计算速度下,车桥动力响应最大;桥梁刚度增加,车桥动力响应相应减小;工后徐变上拱和基础不均匀沉降对车桥动力响应影响较大。最后,给出了新建设计时速400 km高速铁路32 m混凝土简支梁的设计标准建议值。

时速400km高速铁路曲线超高研究

通过理论分析对时速400 km铁路线路最大曲线超高、欠超高以及最小曲线半径进行了研究,并建立列车通过高速铁路曲线地段动力学仿真计算模型,对不同工况下高速列车动力学各项安全性和平稳性指标进行计算分析。结果表明:时速400 km高速铁路最大曲线超高、欠超高、过超高、欠过超高之和、最大曲线超高与欠(过)超高之和等参数可以采用既有350 km/h高速铁路规范规定值;高速列车以400 km/h速度通过7 500,8 500,9 000 m半径曲线时,脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力等各项安全性指标均在限值以内;从平稳性方面考虑,高低速列车不共线运行时,对时速400 km高速铁路推荐最小曲线半径为9 000 m,一般条件下8 500 m,困难条件下7 500 m;高低速列车共线运行时,为了满足高低速匹配要求,推荐最小曲线半径为8 500 m。

极限轨面折角条件下高速铁路路桥过渡段动力特性

为了探究路桥过渡段在高速行车条件下的动力特性,建立传统型、搭板型和桩板型三种形式路桥过渡段的三维有限元模型,研究1‰极限轨面折角以及350、400 km/h两种车速条件下三种路桥过渡段的动力响应。结果表明:1‰极限轨面折角条件下,车速由350 km/h提高为400 km/h时,三种路桥过渡段的路基表面竖向动变形和竖向加速度都有所增大,但均未超过现行350 km/h车速时的规范限值,现行过渡段设计要求对传统型、搭板型和桩板型三种路桥过渡段仍适用于车速400 km/h条件;搭板型路桥过渡段的竖向动变形、加速度最值分别为0.10 mm、0.50 m/s^(2),均小于各自限值,且可通过搭板减小路桥交界处差异沉降,并降低施工难度和工程造价;综合考虑路基动力响应要求、对差异沉降的控制效果、施工难度以及经济性,三种路桥过渡段中搭板型路桥过渡段综合性能较优。。

时速400 km及以上高速铁路24~64 m简支梁竖向频率限值

针对24,32,40,48和64 m简支梁,以及CR400AF型中国标准动车组,建立移动荷载列-桥梁系统模型,开展动力仿真计算,分析不同时速的动车组驶过不同频率、不同跨度简支梁时的梁体动力响应,并综合容许动力系数要求与规范规定,进行时速400 km及以上高速铁路更大跨度区间简支梁的竖向频率限值研究。结果表明:梁体动力系数从大到小的简支梁跨度排序为24,32,48,40和64 m;5~7 Hz的竖向频率范围是梁体动力响应敏感区域;对于速度400 km·h^(-1)的CR400AF型动车组,24,32,40,48和64 m简支梁的竖向频率限值分别为6.0,5.5,2.7,2.4和2.1 Hz;CR400AF型动车组的运营速度由400 km·h^(-1)提高至430 km·h^(-1)时,24和32 m简支梁竖向频率限值需要提高0.5 Hz,而40 m及以上跨度简支梁竖向频率限值保持不变。

基于运动病诱发率的400 km/h高速铁路线路参数适应性分析

针对400 km/h高速铁路线路设计需求,本文以高速铁路车线动力学方法为基础,引入运动病诱发率(Motion Sickness Incidence,简称MSI)作为舒适性评价指标,参考运动病诱发率预测模型,提出适用于线性分析的运动病诱发率预测方法,并对某高速铁路线路设计参数与速度匹配适应性进行了分析研究。结果表明:(1)MSI能很好地反应乘客在运动环境中的舒适性;(2)线路里程和曲线段数相同时,MSI随曲线半径的增大而减小;MSI相同时,大半径曲线能相对延长线路里程,增加曲线段数;(3)MSI曲线斜率能反映单个曲线对乘客舒适性的影响规律;(4)12000 m曲线半径及其匹配的超高、缓和曲线长度等与400 km/h行车速度的适应性良好,且可进一步提速至450 km/h乃至更高速度。

现行350 km/h高铁线路技术条件运营400 km/h高速列车适应性研究

根据车线动力学理论,建立中国标准动车组车辆-线路动力学分析模型,从安全性、舒适性角度研究更高速度下,平面曲线半径、超高与车速间的匹配关系,并对某高铁区段线路进行动力学评估。研究结果表明:建议设计时速400 km/h高速铁路最小平面曲线半径在优、良和一般条件下分别取9000,8500和7500 m,设计超高175 mm。适当的欠超高更有利于行车安全性和舒适性。在保证运行安全的前提下,适当放宽旅客所能承受的未被平衡离心加速度舒适性标准,在某高铁区段线路运行时速400 km/h高速列车是可行的。通过对比发现,ISO2631相比平稳性指标和UIC513,考虑了低频振动对于旅客乘坐舒适性的影响,评价标准也更为严格。各项动力学指标的频数统计分析可以更有效地反映不同车速、不同线路条件下轮轨作用的强弱程度。