基于小波理论的跨坐式单轨车辆振动源研究

轨道不平顺是跨坐式单轨车辆振动的主要激励源,开展跨坐式单轨车辆振动源研究对于车辆和轨道梁维护具有重要意义。文章基于SIMPACK多体动力学软件建立跨坐式单轨车辆动力学模型,对构架加速度时域信号和不平顺信号进行连续小波变换,以连续小波变换系数为指标进行时频分析,确定车辆振动和不平顺信号能量主要集中的频段;采用交叉小波变换和小波相干方法对多工况下的加速度时域信号进行小波相关性研究,以平均小波相干值评价轨道梁不平顺对车辆横向和垂向振动的贡献度。结果表明:导向面表面不平顺在0.5Hz、2Hz和14Hz处存在横向平均小波相干峰值,分别为0.93、0.71和0.66,垂向平均小波相干值在0.3附近波动;稳定面表面不平顺在6Hz处存在横向平均小波相干峰值(0.44),垂向平均小波相干值在0.3附近波动;走行面不平顺在6Hz处存在横向平均小波相干峰值0.53,垂向平均小波相干值稳定在0.98;轨道梁整体变形产生的不平顺在14Hz处存在横向平均小波相干峰值0.41,在2Hz处存在垂向平均小波相干峰值0.47。

悬挂式单轨轨道梁对车辆运行平稳性影响分析

[目的]悬挂式单轨车辆在运行时受轨道梁影响,容易产生横摆运动。横摆运动对车辆的平稳性会产生极大影响,因此有必要对横摆运动发生的原因进行分析,进而找到解决车辆横摆的办法,提高乘车舒适性。[方法]分析了悬挂式单轨车辆结构,找出了影响车辆运行平稳性的主要因素以及对车辆横摆运动影响最大的因素。依托上海宝山悬挂式单轨试验线进行试验验证,采用精密仪器测量了车辆平稳性指标、车厢横向晃动指标及车厢横向振动加速度,结合轨道梁试验数据,对测试数据进行筛选并进行了对比分析,最后确定了对车辆横摆运动影响最大的因素。[结果及结论]轨道梁内侧壁尺寸是引起车辆转向架产生横摆运动的主要原因。横摆运动对车辆平稳性影响最大,但无法完全解决,需要从设计上提高轨道梁的制造精度来匹配导向轮的尺寸,并在制造过程中要严格控制轨道梁和转向架的尺寸。

轨宽为1250 mm且跨度为25 m时跨座式单轨交通的预应力钢筋混凝土轨道梁截面跨高比

[目的]为适应新型跨座式单轨列车的构造特点,需对新型预应力钢筋混凝土轨道梁开展力学性能分析及界面优化研究。[方法]提出了适合该新型列车特点的预应力钢筋混凝土轨道梁,并采用经验证的数值分析模型,对8根具有不同跨高比的25 m跨轨道梁开展了静力分析。[结果及结论]提出的新型预应力钢筋混凝土轨道梁的力学性能满足规范要求;25 m跨度的新型轨道梁在跨高比为16.6~18.5时具有较好的力学性能。

预弯钢-混组合跨座式单轨轨道梁力学性能分析及截面优化

[目的]传统跨座式单轨轨道梁大多采用宽为850 mm的截面形式,针对我国三四线城市的城市轨道交通建设要求,相关企业提出了宽为1250 mm的跨座式单轨列车截面形式。为解决新型跨座式单轨列车的特殊需求,有必要对其轨道梁的力学性能和截面形式进行研究。[方法]采用数值模拟方法,建立了预弯钢-混组合轨道梁模型;基于传统轨道梁截面形式,提出宽为1250 mm的预弯钢-混组合跨座式单轨轨道梁初步截面形式;分析不同荷载组合情况下的截面力学性能,并以用钢量最省为目标,对初步截面形式进行截面参数优化。[结果及结论]随着钢箱梁顶板厚度增加、钢箱梁上翼缘最大正应力呈减小的趋势;随着钢箱梁底板厚度的增加,钢箱梁下翼缘最大正应力值呈减小的趋势;随着腹板厚度的增加,钢箱梁腹板最大剪应力值呈减小的趋势。在最不利荷载工况组合下,所提轨道梁初步截面形式的刚度与强度均满足规范容许限值;优化后的顶板厚度、腹板厚度、底板厚度分别为16 mm、20 mm、16 mm,钢材表面积可节省约29.89%。

桥梁跨度对跨座式单轨车桥耦合振动的影响分析

轨道梁结构对跨座式单轨车辆的稳定运行影响很大。为探究桥梁跨度对单轨车辆车桥耦合振动的影响规律,基于铁木辛柯理论和有限单元法建立连续的柔性轨道梁模型,运用多体动力学理论,通过UM建立单轨车辆车桥耦合动力学模型,在UM仿真界面设定不同的桥梁跨度和行车速度,仿真分析直线工况下桥梁跨度变化对车辆系统振动影响规律及运行平稳性的影响。结果表明:随着桥梁跨度增大,轨道梁跨中位移动力学响应值整体呈上升趋势,且当桥梁跨度超过16 m时,这种上升趋势更加明显;轨道梁跨中竖向加速度和轨道梁跨中横向加速度动力学响应值均随着桥梁跨度的增大而增大,然后又缓慢减小,桥梁跨度的变化对于轨道梁跨中横向加速度的影响较小;随着桥梁跨度增大,车体质心竖向位移动力响应明显增大,而车体质心横向位移略有减小;车体质心竖向加速度随着桥梁跨度的增大而增大,而横向加速度受桥梁跨度变化的影响很小。因为桥梁跨度增加会使单轨车辆运行的竖向平稳性指标和横向平稳性指标均有所增加,车辆运行平稳性变差。因此,将桥梁跨度控制在一定范围内对单轨车辆的稳定运行具有十分重要的意义。

跨座式单轨桥梁性能及建造技术研究

目前,跨座式单轨桥梁建设中面临技术标准少、建设条件复杂、线形精度要求高等问题,需对跨座式单轨桥梁性能及建造技术进行系统研究。并通过对跨座式单轨桥梁结构静态、动态受力性能进行实际测试,系统研究跨座式单轨受力特性,分析结构基频与动力系数的相互关系,通过回归分析得出适用于跨座式单轨“结构基频-动力系数”的计算公式。通过对疲劳设计公式及疲劳作用效应的研究,引入疲劳损伤修正系数,再通过研究列车经过不同跨度桥梁的荷载效应比频谱,结合设计寿命期内的运营次数,得到设计寿命期内荷载效应比频谱,进而得到损伤修正系数取值。研发一种可三维精调的临时固结系统,包含墩顶混凝土锁定块、临时杆件、可调节墩身预埋件三部分,可解决大跨度钢桁轨道梁桥转体施工不同方向误差难以调整、线形精度要求高的建造技术难题。

春融季节对地铁直流单轨条50Hz相敏轨道电路的影响分析

地铁直流单轨条50Hz相敏轨道电路的主要作用是检查列车占用及出清,该轨道电路与地铁工务本门共用钢轨,与牵引供电系统有牵引回流的关联。其中,地铁线路主要采用1500V直流牵引,轨道电路既是牵引回流的路径,也是信号电路的传输媒介。与此同时,春季受到温度升高、冰雪融化的影响尤为明显。文章基于该轨道电路与其他设备的关联性,重点对春融季节红光带问题进行分析并提出应对策略。

考虑加劲肋的悬挂式单轨轨道梁挠度研究

为研究悬挂式单轨轨道梁的加劲肋对其整体挠度的影响,建立了静活载作用下超静定变截面梁的力学模型,以模拟其变刚度条件下的弯曲变形,并推导出轨道梁任意截面的转角和弯曲挠度变形的一般方程。应用Matlab软件编程实现了梁最大挠度的计算机求解,并根据求解结果对悬挂式单轨轨道梁进行了初步的结构优化设计探讨。

悬挂式单轨直线轨道梁结构优化设计探讨

悬挂式单轨是单轨交通的形式之一,通过分析悬挂式单轨交通系统的特点,阐明了轨道梁结构优化设计的意义;运用Solidworks三维建模软件和ABAQUS有限元分析软件对悬挂式单轨直线轨道梁进行了结构优化设计探讨,即在满足国内外现行标准、规范及经验的前提下,当轨道梁跨距和梁板厚度取不同值时,以1km梁架桥用钢量最小为目标函数对轨道梁进行结构优化设计。

轨道梁动力行为对跨座式单轨车辆走行性能的影响

针对跨座式单轨车辆通过轨道梁桥时,轨道梁的振动与变形会对车辆走行性能产生影响,建立跨座式单轨车辆-轨道梁空间耦合振动模型,计算分析不同车速、载客量条件下轨道梁区段和路基区段的车桥动力响应,进而探究轨道梁动力行为对车辆动力响应的影响水平与规律。研究结果表明:标准形式PC轨道梁动力性能良好。轨道梁跨中竖向挠度的峰值与车速关系不明显,随载客量的提高显著增大;跨中横向位移的峰值随车速先增后减,受载客量影响较小。轨道梁跨中竖向加速度随车速先增大后趋于波动,跨中横向加速度随车速的提高呈上升趋势,且二者基本不受载客量影响。轨道梁的动力行为是影响车辆竖向振动加速度的主要因素,其单独引起的车体横向振动加速度占比约50%。强化对轨道梁竖向振动和横向变形的控制可有效提升车辆的走行性能。

单轨交通轨道梁快速替换中的目标线形

轨道梁是跨座式单轨交通的重要组成部分,要实现轨道梁在人为或自然条件下发生损毁时的快速替换,必须对轨道梁快速替换的目标线形进行研究,探求用有限类型的目标线形实现对任意线形轨道梁的快速替换.以重庆单轨交通轨道梁为研究对象,分析了轨道梁快速替换中目标线形分析的边界条件,提出了基于整体替换原理的轨道梁快速替换目标线形分析方法.通过对轨道梁平曲线目标线形分析得到由三种圆曲线(R=119、190、476 m)和直线组成的"三曲一直"轨道梁平曲线线形整体替换方案.分析表明,轨道梁线形替换中可以不考虑竖曲线的影响,目标线形能够实现对所有线形轨道梁的线形替换.

跨座式单轨铁路的特点及其应用前景

跨座式单轨交通系统由线路、车辆系统、机电设备、车辆段及综合维修基地等部分组成,其单轨铁路轨道梁既是承重的桥梁结构,又是支承和导向的轨道;车辆采用橡胶轮胎,通过安装在转向架两侧的导向轮和稳定轮来导向和稳定车体。构造上的特点使得其走行机理、轮轨关系都与常规地铁、轻轨有很大差别。技术上的特点主要体现在车辆的转向架、轨道梁和线路道岔三方面,走行机理完全不同于钢轮———钢轨系统,轨道梁承受较大的扭转荷载。就性能而言,跨座式单轨铁路具有占用空间少,适应地形好,舒适环保等特点。

悬挂式单轨轨道梁伸缩装置选型研究

悬挂式单轨轨道梁集承重与走行机构功能于一身。以某悬挂式单轨试验线轨道梁为工程背景,在结构设计基础上采用对比分析的方法,研究伸缩装置作用并借鉴目前已有的伸缩装置形式,提出3种选型结构,分别探讨3种结构在梁上的设计方案,并详细讨论每种方案的优缺点。通过试验线现场安装调试和实车动态实测,结果表明:从生产工艺、安装、耐久性和工程造价方面来看,跨缝板和梳齿板方案略优,从行车舒适性和噪声水平方面看,无缝伸缩缝方案更好。本文为悬挂式单轨伸缩装置的选型与设计提供了验证与参考依据,未来还应紧密结合运营线的反馈情况,对其做进一步优化,满足悬挂式空轨桥梁建设的需要。

跨座式轻轨车与连续轨道梁空间振动分析

提出了一种跨座式轻轨车与连续轨道梁空间耦合振动时域分析方法。桥梁采用常规有限单元模拟,跨座式轻轨车采用弹簧阻尼相连的多刚体模拟,可方便考虑走行轮、导向轮、稳定轮下轨道不平顺的影响,直接建立轻轨车-桥梁时变系统的空间振动方程,采用直接积分法同时求解轻轨车、桥梁的空间动力响应,并编制了相应的计算分析程序。以一联3×30m的双线连续轨道梁为例,计算了轻轨车以不同车速通过双线轨道梁时全过程车桥动力响应。探讨了不同车速、单线行车、双线对开等不同工况对车桥动力响应的影响。计算结果表明:在设计行车速度下,轻轨车可安全舒适通过该连续轨道梁;桥梁具有良好的整体刚度。该方法可运用于跨座式轻轨车与其它大跨度桥梁的空间振动分析。

跨坐式单轨交通轨道梁直击雷防护的应用探讨

以重庆轨道交通2号线为工程实例,分析了跨坐式单轨轨道梁直击雷防护的必要性。结合2号线工程实际,提出了利用墩柱安装避雷针、安装架空避雷线及安装独立避雷针等3种轨道梁直击雷防护设计方案。从安全可靠性、经济成本、对城市景观的影响等方面分析了3种方案的适应性。介绍了如何利用闪电定位系统资料和地形地貌特征进行最优方案的选择。

轻轨车-轨道梁-刚构桥空间耦合振动分析及乘坐舒适性评价

提出一种跨座式轻轨车、轨道梁及刚构桥空间耦合振动时域分析方法。轨道梁及刚构桥采用常规有限单元模拟,跨座式轻轨车采用弹簧阻尼相连的多刚体模拟,可方便考虑走行轮、导向轮、稳定轮下轨道不平顺影响,每一积分步内对桥梁系统动力方程扩展,建立轻轨车-轨道梁-刚构桥时变系统空间振动方程,采用直接积分法同时求解三者空间动力响应,并编制相应计算分析程序。针对目前世界最大跨度轻轨专用刚构桥96m+160m+96m,探讨车速、单线行车、双线对开等不同工况对三者动力响应影响并对轻轨车进行乘坐舒适度评价。结果表明:在设计行车速度下,乘客可安全舒适通过该桥。该方法可运用于跨座式轻轨车与其它轨道梁或桥梁空间振动分析。

重庆轻轨2号线40.5m钢轨道梁设计研究

研究目的：由于国内首次采用跨座式单轨交通，其技术新、难度大、要求高，研究目的是为解决重庆轻轨2号线一期工程谢家湾立交L=40．5m钢轨道梁的设计问题。研究结论：通过对重庆轻轨L=40．5m钢轨道梁研究，得出如下结论：在列车静活载作用下，竖向挠度为0．0447m；最不利工况下，跨中截面顶板最大压应力为145．0MPa、底板最大拉应力为128MPa，支座附近腹板最大剪应力为47．4MPa；两片箱梁横向中心距B=3．7m，B／L〉1／20；活荷载的疲劳应力范围为-70．5～73．7MPa；实桥计算梁体侧向一阶自振频率为4．2012Hz，均满足《单轨规范》规定的性能指标要求。通过设计、施工精确控制，钢轨道梁的线形完全满足单轨车辆运行和旅客舒适性要求。

悬挂式单轨轨道梁结构参数优化方案及分析

悬挂式单轨已取得一定应用,但对轨道梁结构设计参数取值缺乏系统性研究。对悬挂式单轨系统轨道梁的结构进行探索性设计和计算分析,在能满足各评定标准的基础上,研究轨道梁的合理跨度、梁板厚度和加劲肋间距等参数的敏感性,分析轨道梁的稳定性、应力、变形。研究不同跨度、梁板厚度及加劲肋间距对轨道梁强度、变形及用钢量的影响规律,从而为轨道梁的优化设计提供方案。

跨座式单轨车辆-轨道梁耦合振动的计算分析

研究目的:为评定跨座式单轨交通的行车平稳与乘坐舒适性能,对车辆与轨道梁的动力相互作用进行研究,建立跨座式单轨系统空间耦合振动模型并编制程序进行仿真分析,计算评价标准形式PC轨道梁的动力特性,探讨不同车速、载客状态对系统动力响应的影响水平。研究结论:(1)轨道梁跨中竖向挠度和横向位移与车速的关系不明显,跨中横、竖向加速度和墩顶横向振幅、加速度随车速的提高而增大,载客量的增加会增大轨道梁跨中竖向挠度;(2)车体横、竖向加速度均随车速的提高而增大,随载客量的增加而有所降低;(3)轨道梁动力性能良好,在设计车速与载客量条件下,单轨车辆可平稳舒适地通过轨道梁桥;(4)本研究成果可为跨座式单轨交通系统的结构设计与运输管理提供参考。

电缆收放单轨吊轨道的设计

简要介绍了电缆收放单轨吊的工作原理,指出轨道是电缆收放单轨吊的重要组成部分,并着重阐述了轨道的结构设计及使用安装方法。该装置可靠性好,稳定性高,适应能力强,安装方便,省时省力,经济高效。