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高速铁路线路空间线形的轮轨动力学评价指标研究
| 论文题名： | 高速铁路线路空间线形的轮轨动力学评价指标研究 |
| 关键词： | 高速铁路;线路线形;轮轨动力学;评价指标 |
| 摘要： | 近年来，中国和世界其它国家修建了大量的高速铁路，对于长距离的高速铁路工程而言，由于空间跨度广、服役环境复杂、不同地区地形复杂多变，导致铁路线形存在大量的平纵组合断面。在高速行车条件下，线路线形导致轮轨动力作用加剧，降低行车安全性和乘车舒适性，不利于轨道结构长期的养护维修。因此，采取哪些指标反映高速列车通过平纵断面时的动力学性能，并通过这些指标对高速铁路线形参数的设计进行指导具有显著的现实意义。在中国铁路总公司科技研究开发计划重点课题“高速铁路线路线形动力学设计与评估技术研究”(2014G010-H)资助下，本文开展了高速铁路线路空间线形的轮轨动力学评价指标研究。针对设计时速为350km的高速铁路平纵断面参数，分析了各参数的评估指标，根据评估指标对线形参数的设计提出建议，并对印尼高铁瓦里尼至万隆段的两种设计方案进行轮轨动力学评估。 为全面反映高速铁路线路空间线形作用下的轮轨动态相互作用特征，基于车辆—轨道耦合动力学理论，综合考虑车辆系统与轨道系统的动态响应，提出了高速铁路空间线形的动力学评价指标研究方法。以平纵断面线形参数为研究对象，分析了对其敏感的轮轨动力学性能指标，并依据较敏感的轮轨动力学指标给出了线路线形参数的设计建议。 对于平面曲线，曲线半径与曲线超高的评价指标主要包括车体横向加速度、轮轨横向力、轮轴横向力、轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率、钢轨横向位移、钢轨垂向位移、轨距动态扩大量、横向平稳性指标，且曲线与半径的合理匹配能有效降低各指标值;缓和曲线长度参数的评价指标还应包含车体垂向振动加速度指标及垂向平稳性指标，且其长度应以横向平稳性指标建议值进行设计;各指标对圆曲线长度与夹直线长度均不敏感，根据车体振动加速度的衰减情况建议两者长度均不小于250m。 对于纵断面，坡度参数的评价指标主要包括轮轨横向力、轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率、钢轨横向位移、钢轨垂向位移及轨距动态扩大量;竖曲线半径参数的评价指标包括车体垂向加速度、轮轨垂向力、轮重减载率、钢轨垂向位移;夹坡段长度参数的评价指标为车体垂向加速度。在设计时应优先选用较小坡度和较大竖曲线半径，夹坡段长度不小于300m。 对印尼高铁瓦里尼至万隆段的两种设计方案进行动力学评估，高速动车通过两种方案时的各轮轨动力学性能指标均小于规定限值，说明两种方案均满足动力学设计的要求，并通过对比分析给出了选线设计。 |
| 作者： | 吕凯凯 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王开云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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