提速列车与曲线轨道的横向相互动力作用研究
铁路最小曲线半径的动力性能分析
的最小。若高低速客 货混跑 , 以 SS 3 为 最大, ZH 次之, 再次为 DT 120、 ZK4 与 C64 。
( 4) 据计算 , 在曲线半径、 行车速度与机车车辆类 型相同时 , 缓和曲线越长动力性能越好, 但差值较小 , 如! 困难∀ 缓和曲张长度与! 个别∀ 缓和曲线长度动力性 能指标相比, 相差幅度在 5% 以内。 ( 5) 高中速客专混跑时 , 高速拖车作用下的安全性 指标与轮轨磨耗指数普遍大于中速拖车作用下的相应 值 , 二者平稳性指标以中速车为小 , 差值约 20% 。车 辆或拖车的平稳性要优于机车或动车 , 而安全性则以 拖车 劣 于 动 车 , 机 车 劣 于 车 辆。 在 速 度 匹 配 为 350/ 200、 300/ 160 km / h 与 250/ 140 km/ h 时, ! 中华之 星∀ 动车作用下除横向力小于 SS 8 作用下的相应值外 , 高速动车的大部分性能指标大于中速机车 ( SS8 ) , 准高 速客车作用下大部分动力性能指标均小于! 中华之星∀ 拖车作用下的相应值。 ( 6) 高低速客货混跑时 , 在所有速度匹配工况下 , 货运机车作用下的轮轨相互作用力和轮轨磨耗指数较 ! 中华之星∀动车作用下的大 , 而倾覆系数、 脱轨系数和 轮重减载率等安全性指标和平稳性指标普遍优于动车
收稿日期 : 2004 08 06 作者简介 : 朱 颖 ( 1963 ) , 男 , 教授级高级工程师 , 1984 年毕业于西南 交通大学铁道工程专业 , 工学学士 , 铁道第二勘察设计院总工程师。
欠过超高之 和 ( h q + hg ) = [ h q ] + [ h q] - ∋ h ( 预留超高 ) / mm 困难 140 个别 170 困难 140 个别 170 最大超高与欠超高之和( h max + h q ) / mm 超高时变率 ( f ) / ( mm/ s) 欠超高时变率 ( ) / ( mm/ s) 最大超高 ( h max ) / mm 推荐 180 一般 220 推荐 175 一般 195 困难 260 个别 290 困难 215 个别 235 推荐 25 一般 28 推荐 25 一般 28 困难 31 个别 35 困难 31 个别 35 推荐 23 一般 30 推荐 23 一般 30 困难 35 个别 40 困难 35 个别 40 180 125( 个别 150)
高铁线路动力特性研究
高铁线路动力特性研究高铁技术的快速发展使得高铁线路的设计和建设变得更加重要。
为了保障高铁线路运行的稳定性和安全性，研究高铁线路的动力特性显得尤为重要。
本文将对高铁线路的动力特性进行深入研究，并探讨其在高铁线路设计和运行中的应用。
一、高铁线路的动力特性概述高铁线路的动力特性是指高铁列车在行驶过程中与线路之间的相互作用关系。
具体来说，它涉及到高铁列车的加速度、力与速度之间的关系，以及高铁线路的弯曲和垂直变形等因素对列车运行的影响。
二、高铁线路的动力特性影响因素1. 列车速度：列车速度是影响高铁线路动力特性的重要因素之一。
随着列车速度的增加，线路的垂直和水平变形也会相应增加。
2. 线路的弯曲半径：线路的弯曲半径也会对动力特性产生重要影响。
当弯曲半径较小时，列车在弯道上运行时受到的侧向力增加，可能引起列车偏离轨道。
3. 线路的坡度和曲率：线路的坡度和曲率也是影响动力特性的因素。
较大的坡度和曲率会使列车产生更大的垂直和横向加速度，影响乘客的舒适性。
4. 线路的轨道几何形状：线路的轨道几何形状会对列车的动力特性产生影响。
合理设计的轨道几何形状可以减轻列车受力，并降低噪音和振动。
三、高铁线路动力特性的研究方法1. 实验方法：通过在实际高铁线路上进行试验，收集列车和线路的相关数据，如加速度、力和速度等，然后进行数据分析和建模，来研究高铁线路的动力特性。
2. 数值模拟方法：利用计算机模拟软件，建立高铁列车与线路的模型，通过运行模拟分析，得出列车在不同工况下的动力特性参数。
3. 理论分析方法：基于数学和物理学的理论，推导高铁列车与线路之间的动力学方程，从而得出列车在不同条件下的运行特性。
四、高铁线路动力特性研究的应用1. 线路设计：高铁线路的设计需要考虑到列车的动力特性，以确保列车在高速运行时的平稳性和安全性。
2. 运行安全评估：通过研究高铁线路的动力特性，可以评估列车在行驶过程中的稳定性和安全性，并提出相应的改进措施。
轨道力学(3)
圆，且纯滚线总是在曲线中心线外侧，相距为 y0 。
J
可以证明
y0
r0b0
R
对于一定的轮对
踏面斜率和一定的曲
线半径，纯滚线位置
确定。
轮对中心线与纯滚线间的相对位移 y* 蠕滑力的大小及方向由相对位移 y* y y0 决定。
y是轮对中心线相对线路中心线向外移动的距离。
由于本方法应用于所有曲线，故必须考虑蠕滑力的 非线性特性，具体计算可参考相关资料。
车辆稳态通过曲线的计算理论
将机车车辆简化为平面内的刚体和弹簧模型，求 解列车稳态通过曲线时，作用在轨道上的横向力和 轮对位置等。
假定列车速度恒定不变，曲线半径、超高值、轨 距等轨道几何参数不变，则机车车辆作稳态运动。
将动力学问题简化为静力学问题来分析研究。 （1）大半径蠕滑导向 （2）轮缘力导向
2、动位移、动弯矩和枕上动压力——准静态法
二、轨道力学参数 钢轨支座刚度 D 钢轨基础弹性模量 u 道床系数 C 刚比系数 k
三、钢轨荷载影响系数 速度系数 α 偏载系数 β
第三节 轨道强度检算
一、钢轨强度检算 钢轨应力：动弯应力、温度应力、局部应力、
残余应力、制动应力和附加应力等。 二、轨枕强度检算
二、蠕滑中心法
在摩擦中心法基础上，作了重要改进： （1）采用了锥形踏面 （2）计入轮对的偏载效应 （3）引入蠕滑理论，并考虑了蠕滑系数的非线性
（一）蠕滑率和蠕滑力分析
在20世纪20年代由Carter首先认识并应用于轮轨 动力学中。
蠕滑：转向架通过曲线时，其轮对不可能总是实 现纯滚动，亦即车轮的前进速度不等于其滚动形成的 前进速度，车轮相对于钢轨会产生很微小的滑动。
轨道结构力学分析
1、概述轨道结构力学分析，就是应用力学的基本原理，结合轮轨互相作用理论，用各种计算模型来分析轨道及其各部件在机车车辆荷载作用下产生的应力、变形及其他动力响应，对轨道结构的主要部件进行强度检算。
在提速、重载和高速列车运行的条件下，通过对轨道结构的力学分析、轨道结构的稳定性分析，行车的平稳性和安全性等进行评估等，确定路线允许的最高运行速度和轨道结构强度储备。
轨道结构力学分析主要目的为：1)确定机车车辆作用于轨道上的力，并了解这些力的形成及其相应的计算方法。
2)确定在一定的运行条件下，轨道结构的承载力。
轨道结构的承载能力包括以下三方面：1)强度计算。
在最大可能荷载条件下，轨道各部分应具有抗破坏的强度。
2)寿命计算。
在重复荷载作用下，轨道各部分的疲劳寿命。
3)残余变形计算。
在重复荷载作用下，轨道整体结构的几何形位破坏的速率，进而估算轨道的日常维修工作量。
2、轨道的结构形式和组成轨道结构由钢轨、轨枕、连接零件、道床、防爬器、轨距拉杆、道岔、道碴等所组成，不同的轨道部件，其功用和受力条件也不一样。
目前世界铁路基本上都采用工字形截面钢轨，只是单位长度重量有所不同。
轨枕主要有木枕，混凝土枕和钢枕，基本上都是横向轨枕。
道碴基本都用碎石。
1)钢轨。
我国铁路所使用的钢轨类型有43kg/m，45kg/m，50kg/m，60kg/m和75kg/m。
钢轨刚度大小直接影响到轨道总刚度的大小轨道总刚度越小，在列车动荷载作用下钢轨挠度就越大，对于低速列车来说，不影响行车的要求，但对于高速列车，则就会影响到列车的舒适度和列车速度的提高。
在本毕业设计中，我使用的是60kg/m型钢轨。
2)接头联结零件。
钢轨接头的联结零件由夹板、螺栓、螺母、弹簧垫圈组成。
接头夹板的作用是夹紧钢轨。
螺栓需要有一定的直径，螺栓直径愈大，紧固力愈强。
在普通的有缝路上，为防止螺栓松动，要加弹簧垫圈，在无缝线路伸缩区的钢轨接头加设高强度平垫圈。
3)扣件。
扣件是联结钢轨和轨枕的中间联结零件。
轨道力学分析05
本章介绍轨道力学分析的基本内容，包括轨道的静力计算、 轨道结构动力作用的准静态方法，轨道各部件强度验算，轮轨相 互作用，转向架稳态通过曲线的计算以及车辆在轨道上运行的平 稳性和安全性评估等。
需要特别指出，由于轨道力学行为及其设计计算参数具有明 显的随机变异性，对于需要作出准确判断的轨道结构设计及其可 靠性评估，应采取轨道结构力学分析与试验研究相结合的方法。
轨道荷载是轨道力学分析首要的基本参数。轨道承受空间三 个方位的荷载，即竖向荷载、横向水平荷载及纵向水平荷载。
第2节 轨道结构竖向受力的静力计算
一、基本假设和计算模型
用于轨道结构竖向受力静力计算的两种理论： （1）连续弹性基础梁理论 （2）连续弹性点支承梁理论
（1）
（2）
二、连续基础梁微分方程及其求解 建立如图所示的坐标系，并规定钢轨弯曲凹面朝下时梁轴的曲
率为正，正弯矩使梁的顶面产生压缩，于是看到正弯矩产生负曲 率。
采用文克尔假定
由材料力学知
式中E为钢轨钢的弹性模量；J为钢轨 截面对水平中性轴的惯性矩；M为钢 轨截面弯矩；Q为钢轨截面剪力；q为 基础分布反力
于是，有
令 ——刚比系数
则
考虑此方程的边界条件，最后解此方程，得各量最大值
举例说明上式的工程应用 在其它条件不变的条件下， （1）将50轨换为60轨后，y、M、R有何变化？ （2）道床清筛后， y、M、R有何变化？ （3）木枕换为砼枕后， y、M、R有何变化？ 四、轮载群作用下的y、M、R的计算 采用力的迭加原理进行求解
第3章 轨道结构力学分析
第1节 概述
轨道力学分析，是运用力学基本原理，研究作用于轨道上的 力与变形的变化规律、轨道的合理几何形位、轮轨相互作用关系 、轨道的合理结构及其材料性能、轨道试验测定和检测方法以及 轨道的最佳养护维修方法等。
列车提速情况下铁路双线简支钢桁梁动力响应分析
列车提速情况下铁路双线简支钢桁梁动力响应分析3夏 禾 陈英俊张 煅 柯在田(北方交通大学 北京)(铁道部科学研究院 北京)提 要 本文研究铁路双线简支钢桁梁在列车提速情况下的动力响应。
首先建立了考虑双线桁梁在车辆蛇行和单向行车时的偏心荷载作用下车桥系统空间耦联作用的振动力学分析模型,推导了系统动力平衡方程组,编制了相应的计算机软件。
在计算机上模拟列车过桥的全过程,计算了桥梁的动挠度、横向位移、横向振幅以及部分杆件的动应力响应。
以广深线上一座64m 下承式双线简支钢桁梁作为实例进行计算和分析,着重讨论了车速为100～250km h 时这类桥梁动力响应中的一些特殊问题。
关键词 列车提速 钢桁梁 动力响应 随着列车速度的不断提高,桥梁结构受到的动力冲击作用也越来越大。
国内外学者多年来做了大量的努力以研究铁路桥梁在移动列车荷载作用下的动力行为。
研究结果表明,对大部分铁路桥梁来说,其横向与竖向振动被认为是不耦联的,可以分别加以研究。
然而,对于双线铁路桥梁,其列车动荷载无论是在单向行车还是在双向行车时都不是对称的,上述结论并不正确。
目前,我国三大干线部分区段拟将客运列车提高到140～160km h ,提速激发了钢桁梁桥的空间振动。
为了保证列车安全和乘坐舒适度,有关桥梁结构在提速列车作用下的动力响应问题必须要先行进行研究。
本文的目的,就是要建立一个双线铁路桁桥系统与列车相互作用的动力分析模型,以研究其在偏心动荷载作用下的动力特性。
1 车桥系统动力分析模型列车2桥梁系统动力分析模型是由车辆模型、桥梁模型按照一定假定的轮轨运动关系联系起来组成的系统。
111 三维车辆模型车辆模型是由多节机车车辆(在以下叙述中除特别说明的以外统称车辆)组成的列车。
每节车辆都是由车体、转向架、轮对、弹簧和阻尼器组成的多自由度空间振动系统。
车辆模型的建立基于以下假定:(1)每节车辆的车体、转向架和轮对均视为刚体,即不考虑振动过程中车厢、转向架构架和轮轴的弹性变形;(2)所有机车和车辆均简化为一系弹簧悬挂系统;3国家“八五”科技攻关项目子课题,并得到国家教委博士点基金资助本文于1996年6月12日收到修改稿。
轮轨横向力
轮轨横向力
轮轨横向力是指列车行驶时，由于曲线半径的改变以及铁路轨道的不规则性等因素，使得车轮与轨道发生侧向相对运动所产生的力。
这种力会对列车的运行安全产生影响，甚至会导致列车出轨等严重事故的发生。
为了减小轮轨横向力的影响，铁路部门采取了一系列措施。
比如对轨道进行轮廓修整，提高轨道的垂直度和平顺度，以减少轮轨相对运动的幅度；采用更加紧密的轮轨配合设计和轮轨磨损的监测和维护等手段，以保证轮轨间的接触满足设计要求。
此外，列车的设计也可以在一定程度上减小轮轨横向力的影响。
比如采用悬挂系统设计的改进，可以使列车更加稳定，减少侧向晃动；列车的车轮也可采用特殊的材料和结构设计，以增加其侧向刚度和减少侧向滑移等。
总之，减小轮轨横向力对于铁路运行安全至关重要，需要铁路部门、车辆制造厂商以及相关技术人员共同努力，采取科学有效的防范措施，保障列车行驶的安全和可靠性。
- 1 -。
浅析道岔区段及曲线横向加速度的控制
浅纖麵假麵线满囱麵速瘸的趨制重刘磊(中国铁路上海局集团有限公司杭州工务段，浙江杭州310009 )摘要：我国既有线铁路绝大多数都是客货混跑，道岔区段养护维修质量不高，曲线超高的设置矛盾颇多。
随着电气化改造完成提速后，列车快速通过道岔和曲线时，由轨向、复合不平顺、连续小高低、焊缝病害、曲线 地段欠超高等引起的横向加速度晃车越来越多。
本文通过以梅峰站为例，根据晃车仪、轨检车数据，结合波形 图和现场人工检查情况，对道岔区段及曲线横向加速度扣分进行分析，找出具体原因，介绍橫向加速度的整治 方法，以便指导现场铁路工务养护维修作业人员进行横向加速度超限整修。
关键词：道岔；曲线；轨向；超高；横向加速度中图分类号：U224.1 文献标识码：B文章编号：1674-2427 ( 2019 ) 03-0005-08宣杭铁路建成于1992年，2004年铺设无缝线路，是一条客货共线的既有线。
其中梅峰站是宣杭铁路 上的一个中间站。
2017年初根据宣杭铁路泗杭电气 化改造工程需要，车站到发线有效长度延长至1050 米及以上，电气化范围内站后运营设备按电气化要 求配套进行改造，梅峰站于2017年末完成股道、道 岔大修更换。
内燃机车改为电气机车牵引后，伴随 着线路速度的提高，对轨道平顺性要求也更高。
梅峰站杭端下行道岔依次是N10 (专线7623 P60-1/12 顺向右开）、N8(专线 7623 P60-1/12 逆 向右开）、N2 (专线7623 P60-1/12左开顺向）道 岔。
下行梅峰N2、8岔和上行梅峰N4、6岔构成1组菱形交叉渡线，菱形道岔为专线7623 P60-6号，辙叉长度3582mm,全长21190mm。
梅峰N2岔尖轨 尖31米直线后转为下行K154.049-丨55.093曲线，全 长1043.96m,左旋方向，曲线半径1200m,缓和曲线 150m,超高丨00mm,铺设时间为2004年，最近一 次更换时期为2013年9月。