预应力效应对中速磁浮线路简支梁车-桥耦合振动响应的影响

以长沙磁浮线路简支梁桥为研究对象,建立考虑不同预应力效应的磁浮线路简支梁桥车-桥耦合振动模型,分析预应力效应对中速磁浮线路车-桥耦合振动响应的影响。结果表明:预应力效应的变化对桥梁动力响应影响明显,预应力增加显著加剧桥梁竖向振动加速度,预应力由0.67P0(P0为张拉控制应力)增加到1.33P0时,桥梁跨中竖向最大加速度从0.21 m/s^(2)增至0.44 m/s^(2);车速增加会加剧预应力效应的影响,对桥梁竖向振动加速度的影响尤为明显,车速由20 km/h增加到200 km/h时,在1.00P0作用下,桥梁跨中竖向最大加速度从0.15 m/s^(2)增至0.76 m/s^(2);箱壁局部变形对车-桥耦合竖向振动响应有显著影响,预应力导致的箱壁局部变形不可忽略。

内嵌式中低速磁浮线路平面最小曲线半径

[目的]内嵌式中低速磁浮系统作为一种新型的轨道交通制式,其车辆及轨道系统依靠非接触式支撑运行,且车辆走行机构内嵌于轨道梁内,因此需针对其车线匹配原理、车辆和轨道梁结构特点,研究线路平面最小曲线半径取值,以支撑工程设计。[方法]介绍了内嵌式中低速磁浮系统的特点;介绍了平面最小曲线半径取值的基本原理;基于车辆行驶动力学理论,分析了内嵌式中低速磁浮线路的旅客舒适度标准及平面最小曲线半径取值。[结果及结论]在列车运行速度一定的情况下,平面最小曲线半径主要取决于横坡角允许值和未被平衡离心加速度允许值。在参考国内外其他轨道交通制式的试验结果、相关标准规定、传统中低速磁浮系统实际建设运营情况的基础上,建议最大横坡角不大于8°,最大未被平衡离心加速度在一般和困难情况下分别不大于0.4 m/s^(2)和0.6 m/s^(2)。当内嵌式中低速磁浮系统设计速度为200 km/h时,线路平面最小曲线半径一般和困难情况下分别可取为1800 m和1600 m。

北京市轨道交通S1线车站参数化设计实践研究

城市轨道交通高架线全线各站往往具有一定程度的重复性,同时车站设计工作经常面临着不同阶段方案变化大、设计周期短、前置条件苛刻等问题。为提升车站的设计效率,实现从设计到施工的高完成度,针对项目特点,采用参数化编程的方法能有效应对这些矛盾,提升设计品质。本研究归纳了北京市轨道交通S1线车站在工程设计实践中,采用Grasshopper等参数化软件在全过程设计中的应用经验,在工作流程、架构搭建、编程要点、文件输出等问题上进行回顾总结,并探讨了其中的关键技术。

中低速磁浮快线车-轨耦合振动源强特性试验

中低速磁浮快线作为一种新兴的城市轨道交通型式,其车-轨耦合作用实测资料很少。通过对长沙中低速磁浮快线提速试验中的轨道-桥梁系统车致振动实测数据进行分析,结果表明:轨道-桥梁系统的振动随传播距离增加而逐渐衰减,以从钢枕端部到承轨台的衰减最为显著;轨排接头对振动从钢枕到承轨台的传播具有“路径阻断”效应,主要出现在20 Hz以下的频率范围;钢枕测点2~200 Hz的振动分量Ⅲ型接头断面较轨排中部断面大,承轨台测点振动的优势频段为63~125 Hz;在以设计速度100 km/h运行工况下Ⅲ型接头断面、轨排中部断面的环境振动源强L_(vl,z,max)分别为81.4 dB和81.1 dB,提速至150 km/h时均为84.2 dB;两个断面的环境振动源强均与行车速度表现出比较显著的线性关系,可按本研究给出的L_(vl,z,max)-v表达式进行源强计算。

列车荷载作用下中低速磁浮轨道动力响应试验研究

参考高铁及城市轨道交通的相关试验方法,测试了中低速磁浮轨道结构在列车荷载作用下的动力响应,获得了轨排结构在列车以不同速度通过时的位移、加速度和应变。结果表明:轨排结构各测点的动力响应值随运行速度的增加呈增长趋势;由于F型导轨的悬臂结构,F型导轨的动力响应值最大,H型钢轨枕次之,承轨梁顶面处最小;列车荷载对轨排结构的动力特性有着明显影响,定员荷载作用下的轨排响应值大于空车;桥梁与轨排构成一个振动体,受梁体振动的影响,简支梁的响应值大于连续梁。

中低速磁浮线路道岔接口控制方案研究

与常规轮轨线路的道岔转换方式有所不同,中低速磁浮线路的道岔转换采用整体移梁方式。中低速磁浮线路具有与道岔自成一体的道岔转换系统,信号联锁与道岔转换系统之间为接口关系。在分析磁浮道岔控制模式的基础上,提出了磁浮线路道岔启动电路的9个技术条件。对我国已开通的中低速磁浮线路道岔接口方案的优缺点进行对比分析后,提出了由联锁参与控制逻辑的道岔接口控制方案。针对该方案,提出了磁浮道岔控制电路中信号与道岔接口所需设置的继电器类型,并对道岔与信号的接口控制电路(包括道岔启动电路、道岔表示电路、道岔模式控制接口电路及综合后备盘接口电路等)提出了系统化的解决方案,以满足磁浮线路道岔启动电路9个技术条件的要求。

长沙中低速磁浮低置结构提速动力响应试验研究

随着我国交通的发展及城市客运量的不断增加,提速成为中低速磁浮发展和推广的核心竞争力。为研究长沙中低速磁浮低置结构段最高运营速度,在长沙磁浮低置结构段开展动力响应现场试验,实测不同时速、载荷等工况下低置结构振动加速度、动位移与动应变以及车辆振动等,分析承轨梁、路基、车辆的动力响应特征,得出长沙磁浮低置结构动力响应变化规律与建议运营速度。结果表明:当试验速度为100~125 km/h时,承轨梁、路基及车辆的各动力指标均满足规范要求;当试验速度达到130 km/h时,超载工况下车辆垂向加速度最大为1.14 m/s^(2),超过规范限值且列车运行过程中存在磁浮掉点砸轨现象;建议长沙磁浮低置结构段最高运营速度不高于125 km/h;行车平顺性和舒适性是影响磁浮提速的主要因素。长沙磁浮正式提速运营至今已达半年,运行平稳,相关研究成果可供磁浮提速工程参考。

中低速磁浮交通停车线的布局设置探讨

停车线的布局设置对轨道交通工程造价和建成后的运营均有重要影响。介绍城市轨道交通停车线的布局设置规定和使用情况,通过分析长沙磁浮快线停车线的设置情况及存在问题,结合磁浮制式的自身特性,从停车线的使用频率、经济性、客车救援程序、故障列车推送速度、满足救援时间等方面进行分析,提出中低速磁浮交通停车线设置密度可以大于普通轮轨交通停车线的分布,并对停车线的布局形式进行介绍。

中低速磁浮交通低置线路结构动力特性分析

为研究中低速磁浮交通低置线路的动力特性，依托株洲车辆厂的试验线开展现场试验，目的是测试在列车荷载作用下基床动应力分布和轨道梁的动力响应。测试结果表明：当列车达到试验最高速度80km／h时，基床动应力约为静止荷载（无悬浮力）的1．1—1．2倍，最大值约为14kPa。其随深度衰减较快，在1m深度时衰减值约为40％～50％。轨道梁梁端处动位移值较跨中大，最大值为0．066mm。顶板竖向加速度、腹板横向加速度、腹板纵向加速度均能满足设计要求。3种轨道梁在整体刚度上有所差异，但在不同梁型连接过渡时，对行车没有明显的影响。

200km/h中速磁浮最小竖曲线半径取值研究

中车集团已推出新一代200 km/h级新型中速磁浮列车,但相应的线路技术标准未做系统性研究。本文利用SIMPACK软件建立车-线动力学模型,依据列车运行的舒适性、安全性评价指标,兼顾静力学计算结果,确定中速磁浮最小竖曲线半径,结果表明:(1)垂向加速度最大允许值决定最小竖曲线半径取值,且仿真分析结果较静力学计算结果大;(2)推荐凹型竖曲线最小半径在一般情况下取5 000 m,困难情况下取4 000 m;(3)凸型竖曲线最小半径一般情况下取12 000 m,困难情况下取9 000 m。

中低速磁浮线路智能养护技术及装备

为研究中低速磁浮交通系统线路智能养护技术及装备,调研了中低速磁浮的特殊线路设备,分析了轨道平顺性指标对磁浮列车的影响,并结合已投入运营的线路运维情况,提出了线路养护的重点内容及周期。基于调研和分析的结论,针对性地提出了磁浮线路智能巡检车、F轨综合作业车、特种作业平台车、智能运维管理系统等磁浮线路智能化养护系列定制装备和系统方案,该自动化、智能化方案能有效提高中低速磁浮线路养护的作业效率,降低人工成本,提高安全性。

基于BIM的中低速磁浮土建构件管理平台开发

通过对当前中低速磁悬浮线路BIM技术应用的分析调研发现,国内外轨道交通BIM应用领域存在建模工作量巨大、各分项工程之间关联性差等问题。为加速推进工程建设信息化在中低速磁悬浮建设中的应用,提出一种结合正向设计理念的中低速磁浮土建构件库信息管理平台架构方法,着重从BIM技术的角度来研究构件拆分、构件模型建立及构件库管理平台的开发,依此来建立工程模型搭建的单元分析方法,并通过在Revit中开发模型信息提取插件,建立与之连接的数据库,来实现构件信息的存储、查找等功能,初步完成快速正向设计中构件信息的管理平台。研究表明,基于BIM多维正向设计的构件信息管理平台,有助于工程技术人员更便捷地了解工程结构,改进设计施工流程,同时为工程建筑物的全生命周期管理提供基础信息支撑。

基于周期自适应学习的中低速磁悬浮列车运行控制方法

为了提高中低速磁悬浮列车的运行控制性能,利用列车往返运行的周期性,提出一种基于周期自适应学习的运行控制方法。该周期自适应补偿控制器由4部分组成:PD模块、速度前馈模块、周期自适应线路附加阻力补偿模块以及涡流阻力与空气阻力补偿模块。在线路参数未知的条件下,周期自适应补偿模块通过学习上一周期内的信息,估计线路附加阻力中的未知参数,消除线路附加阻力对列车运行过程的影响。利用某磁悬浮试验线数据进行仿真研究,结果表明,提出的周期自适应运行控制方法可以有效提高中低速磁浮列车的运行控制性能。

某中低速磁浮试验线桥梁总体设计

依托某中低速磁浮试验线工程,以进一步提高中低速磁浮桥梁的经济性、施工便捷性及中低速磁浮交通与跨座式单轨等新型轨道交通的竞争优势为目的,重点阐述中低速磁浮轨道梁结构体系、墩梁型、经济跨度及施工方法的比选,并结合磁浮车辆独特的走行方式对桥面布置、桥上设备安装及管线敷设方式进行优化。根据中低速磁浮线路运营安全性及行驶舒适性的要求,在既有磁浮桥梁技术标准体系研究成果的基础上,提出推荐的轨道梁结构形式及施工方法。

中低速磁悬浮设备限界研究

中低速磁悬浮交通方式发展潜力巨大,合理的建筑限界能够保证安全、降低成本,而设备限界是制定建筑限界的基础,以某型号磁悬浮车辆轮廓及车辆限界为例提出设计磁悬浮设备限界的方法。以《地铁设计规范》和《地铁限界标准》为参考依据,并结合磁悬浮自身特点设计直线地段设备限界;以磁悬浮车辆通过曲线时的几何关系制定曲线地段设备限界内外侧加宽公式,计算出相应加宽量,并创新性地提出了在小曲线半径地段内外侧非对称加宽量,更有利于实际工程建设。

S1线中低速磁浮列车最大牵引力控制方式研究

S1线中低速磁浮列车采用长定子单边直线感应电机提供列车前进的牵引力。通过分析单边直线感应电机牵引力的影响因素,找到最大牵引力时刻的转差频率变化规律,提出一种最大牵引力控制方式。通过对磁浮列车启动、低速、高速三种状态的有限元仿真和试验,对比各种转差频率下牵引力变化曲线,验证了最大牵引力控制方式的优越性,说明该方法能够提高直线电机效率,减小直线电机能耗。

用三大理念构建高效城市轨道交通网络

在近几年的北京市轨道交通网络规划、线路设计等前期工作中,通过践行"人文、科技、绿色"三大理念,构建集约、高效的城市轨道交通网络,取得初步成效。采取构建第二环线、创新郊区线的衔接原则、引入快线系统、完善换乘条件、做好交通衔接等措施,优化线网功能,以乘客服务为本,提高服务水平。在指挥调度、车辆基地、综合通信、界面标识等方面,通过科技创新,实现资源的集约利用。探索现代有轨电车、中低速磁浮等车辆制式的应用,引领未来绿色轨道交通系统的发展。

中低速磁浮并置单线简支箱梁跨度经济性研究

为研究中低速磁浮并置单线简支箱梁的跨度经济性,采用midas Civil空间有限元软件,在25~40 m跨度范围进行截面尺寸研究;选取各跨度满足性能要求的最小截面尺寸,进行跨度经济性研究。结果表明,30 m跨度结构的经济和社会效应最优,为推荐跨径。

中低速磁浮交通线勘察技术研究与应用——以北京市中低速磁浮交通示范线为例

北京市中低速磁浮交通示范线(S1线)是北京首条中低速磁浮线。针对S1线结构形式多样、跨越多个地貌地质单元、地质、水文地质、环境条件复杂的S1线,通过将传统勘察手段、现场试验、钻探新工艺、数值模拟以及岩土参数的新理论等方法综合运用形成一套适用于复杂条件下的中低速磁浮交通线路勘察技术方法,为我国其他地区类似工程提供了宝贵的经验。

中低速磁浮交通简支轨道梁设计研究

为研究选择合适的中低速磁浮交通简支轨道梁结构型式,基于中低速磁浮交通的特点,分析国内外磁浮线路的桥梁型式及跨度;以长沙中低速磁浮为工程背景,在满足使用功能、技术经济性、美观及养护等要求下,对比分析了各梁高、梁型条件下轨道梁的差异,研究选取合理桥梁跨度、结构型式,并对梁部的构造设计和接口设计进行了初步的论述。得出以下结论:(1)对比国内外磁浮线路的桥梁型式及跨度,综合已建工程实例和长沙磁浮工程可行性研究及初步设计阶段比较结果,高架区间拟采用梁高2. 1 m、跨度25 m简支梁为主;(2)综合考虑技术经济性、施工便捷性、线路后期维护、景观效果等,轨道梁采用并置单线箱梁方案;(3)针对轨道梁进行横联设计及曲线轨道设计,同时兼顾桥上设备、电缆等的布置及疏散、检修通道的空间设置,完成其接口设计。