160Km／h线路轨道不平顺管理标准的研究.pdfVIP

I． 第16卷第4期(总第34期) 中 国 铁 道 科 学 160km／h线路轨道不平顺管理标准的研究 张 格 明 部科学研究 (／／ f弓 提 要：本文建立了车辆动力分析的空间耦音振动模型，并对模型进行了动力学仿真，分析 了轨道高低、轨向和水平不平腰对准高速行车的影响．进而从安全和乘车舒适角度提出了准高速 线路轨道不平顺管理的建议值。 关t词；l三 ±望 高低 轨向水平 准高速 麴 堕粤 限值 钦磁√饥琶 键 持 琅 1 前 Ic：l 铁路是国民经济的太动脉，承担着繁重的客货运输任务，提高运输速度已成为铁路最迫 切的任务之一。广深线1 60km／h准高速铁路的建成是我国发展高速铁路的重大起步。为保障 准高速列车运行的安全、平稳和经济性，根据各种轨道不平顺对行车安全性和平稳性的影响 规律，提出1 60km／h行车条件下轨道不平顺的紧急补修和限速管理以及日常养护维修标准建 议值是非常必要的。 2 制订轨道不平顺管理标准的依据和技术路线 轨道的平顺性直接关系到列车运行品质和轮轨间的作用力，是机车车辆和轨道部件使用 寿命的控制因素。另一方面，轨道平顺性的保持又必须投入一定的养护维修费用和占用运营 时间，因此在制订轨道不平顺的管理标准时要综合考虑行车安全性、平稳舒适性和运营的经 济性。 保证安全是列车运行的基本条件，通常以车辆的脱轨系数、轮重减载率、横向水平力等 指标作为安全性评定依据。但根据国外高速线路轨道不平顺管理经验，按安全性要求制订的 轨道不平顺管理标准是较宽松的，它不能满足乘车舒适度的要求。因此，对高速线路轨道不 平顺的管理主要从乘坐的平稳舒适度来考虑，通常对局部轨道不平顺引起的持续时间不太长 的车辆振动，采用车体振动加速度幅值进行评定。根据以往的研究，车体加速度的评定建议 值如下： ①限速管理标准建议采用： 车体垂向加速度n≤0．22g(半峰值) 本文收刊日期t 1995年 l0月 16日 中 国 铁 道 科 学 第16卷 车体水平加速度n≤0．17g(半峰值) ②紧急补修管理标准建议采用： 车体垂向加速度n≤0．2g(半峰值) 车体水平加速度＆≤0．15g(半峰值) @平稳舒适度管理标准建议采用： 车体垂向加速度。≤0．1 25g(半峰值) 车体水平加速度n≤0．1og(半峰值) 为科学制定轨道不平顺管理标准，应多方位全面考察轨道不平顺的影响规律，但因客观 条件限制，目前情况下，主要采用计算机仿真分析的手段，并结合准高速行车条件下的车辆 状态和地面动测试验来研究。 3 轨道不平顺对车辆影响的仿真分析原理 轨道不平顺激扰下的客车车辆是一个复杂的机械振动系统，由于其自由度多，同时又要 考虑多种轨道不乎顺的激励，因此，建立车辆的空间耦台振动系统模型是必要的，基于这一 出发点，本文建立了27个自由度的车辆动力学模型。 图1 车辆模型图 第4期 160km／h线路轨道不平顺管理标准的研究 3．1 准高速车辆的动力学仿真模型 以单辆整车作为研究对象，建立车辆的计算模型，并作如下假定： 车体和转向架结构对称；轮轨踏面形状保持不变；车辆匀速运动，保持连续单点接触；不 考虑轨道的弹性 (文献资料表明其偏差不超过1O )；车辆垂向，横向和纵向特性相互独立 (按分段线性考虑)。 自由度数目与广义坐标如表1所示。 车 裹1 广义坐标与自由度 悼 横 信 沉 点 侧