六轴铰接列车山区回头曲线道路安全可控车速阈值研究

为减少铰接列车在回头曲线道路上的侧翻事故发生率,提高行车安全性,以国道G215部分路段为例,运用TruckSim软件建立该路段的三维数字模型和六轴铰接列车整车模型,分析了装载质量和质心高度两个因素对车辆在回头曲线道路行驶过程中的侧翻危险可控状态的影响,在侧翻阈值为0.8的条件下得出车辆的回头曲线道路安全可控车速阈值。结果表明:装载质量与回头曲线道路安全可控车速阈值呈指数为负的幂函数关系;质心高度在2.5~2.9m范围内时,安全可控车速阈值受质心高度影响较小,受载重影响大,需重点考虑装载质量来确定安全可控车速;装载质量为30~60t且质心高度为2.5~2.9m时,随着装载质量与质心高度的增加,回头曲线道路安全可控车速阈值减小速率变大,下降率可达46.7%,应综合考虑装载质量与质心高度来确定安全可控车速。

基于TruckSim的装载工况影响下弯道安全车速阈值

为研究装载工况和路面条件对弯道路段安全车速阈值的影响,运用TruckSim仿真软件建立大型车辆整车动力学模型、道路场景模型和驾驶人控制策略模型,从装载质量和道路附着系数2个方面分别设计实验进行仿真,分析车辆在弯道路段发生侧滑、侧翻的影响因素及其影响程度。以陕西省某高速公路一弯道路段为例,研究了车辆在双因素影响下,通过弯道的安全车速阈值。结果表明:随着装载质量的增加,弯道安全车速阈值减小,安全车速阈值与装载质量之间为幂函数关系;道路附着系数在0.1~0.6范围内时,随着弯道路面附着系数的增加,弯道安全车速阈值减小,且二者为指数函数关系;当道路附着系数在0.6~1.1范围内时,随着弯道路面附着系数的增加,弯道安全车速阈值变化趋于平缓。根据模型仿真分析结果,针对超载超限问题,进一步对交通管理部门、装载人员和驾驶人提出相应的安全建议,旨在提高公路弯道行车主动安全性,也为公路安全运营研究提供理论及技术支持。

福厦高铁泉州湾跨海大桥主桥风-车-轨-桥耦合振动研究

为研究横风作用下泉州湾跨海大桥主桥的行车安全,基于风-车-轨-桥耦合振动分析方法,分析了横风作用下泉州湾跨海大桥主桥及桥上高速列车的动力响应,并根据既有规范评价标准,评价桥上列车的抗风安全性,提出了大风环境下桥上安全行车的风-车速阈值。结果表明:主梁跨中横、竖向动力响应随来流风速的增加而增大,尤其是主梁横向位移受来流风速的影响较为显著;列车动力响应随着车速的增加而增大,而高风速环境会放大车速对列车行车安全性的影响;与单线行车相比,双线列车作用主要影响桥梁的竖向位移,设计时速下约为单线作用的1.60~1.94倍,而车辆动力响应的变化较小;为保证桥上列车运行安全,当风速>20 m/s时,桥上行车需要限制速度,其中当风速<30 m/s时,建议关闭交通。

考虑地震动水力的高速铁路跨海斜拉桥行车安全性研究

基于铁路大系统原理,采用刚性柱法将地震动水力转换为节点附加质量,建立地震作用下列车-轨道-深水桥梁耦合振动模型,以某主跨400 m的双塔双索面半漂浮体系高速铁路跨海斜拉桥为例,分别建立考虑和不考虑地震动水力的桥梁有限元模型,通过输入3条实测地震波研究地震动水力对车桥系统动力响应的影响,在此基础上分析地震时该高速铁路跨海斜拉桥的行车安全性。结果表明:地震动水力会显著增大地震时斜拉桥主梁及其桥上钢轨的横向动力响应,而对其竖向动力响应几乎无影响;不考虑地震动水力会低估列车的行车安全性指标,地震动水力对高速铁路跨海斜拉桥行车安全的影响不可忽略。对于本文的计算条件,0.05g、0.10g、0.15g地震及其动水力作用下桥上列车的安全车速阈值分别为325、300、275 km/h。

装载工况对大件运输车组弯道行驶安全车速阈值影响

为研究装载工况对大件运输车组弯道行驶安全车速阀值影响,运用TruckSim软件建立公路大件运输车模型,仿真实验分析装载质量、重心高度、重心纵向偏移对大件运输车组弯道行驶安全车速阈值的影响,得到装载质量和装载重心高度的影响较大;当质量小和高度低时对弯道行驶安全车速阈值影响较大,质量渐大、高度渐高时影响逐渐变小.然后以双因素为重点进行正交实验,分析得到装载质量越重时重心高度的调整对弯道行驶安全车速阈值影响越大;在装载质量和重心高度同时增加时,弯道行驶安全车速阈值减小的更快;结合弯道因素得到预估模型,该模型给予公路大件运输车组弯道行驶安全提供理论依据和技术支持.

基于Trucksim的双挂汽车列车弯道车速阈值分析

为了确定道路几何参数对双挂汽车列车在弯道行驶时安全车速阈值的影响,选择两个道路几何参数进行研究并建立多维度安全车速阈值数学计算模型。通过Trucksim软件选取双挂汽车列车车型,分别建立道路超高、道路附着系数与安全车速的仿真试验,利用内侧车轮垂直反力和基于侧向加速度的后部放大系数来判断双挂汽车列车是否侧滑或侧翻,采用最小二乘法对数据进行拟合验证,通过交互仿真试验得到交互影响下的数据并拟合出二元多项式回归数学模型,将模型计算出的安全车速与《公路路线设计规范》中设计安全速度相比较,模型计算出来的结果要小于设计速度。结果表明:安全车速阈值随着道路超高的增大逐渐增大,两者近似呈线性关系;当道路附着系数在0.1〜0.5之间时,安全车速阈值随着道路附着系数的增大而增大,当道路附着系数在0.5以后,安全车速阈值趋于平缓,近似达到饱和。对于模型计算出的结果,可以为我国双挂汽车列车上路提供理论依据,以及特定工况下双挂汽车列车的安全车速阈值参考。