单元板式轨道扣件刚度突变对行车安全性的影响分析

为研究单元板式无砟轨道扣件刚度整体及局部突变对行车安全的影响,指导扣件系统的养护维修,利用有限元方法和轮轨耦合系统动力学原理,建立车辆-轨道-路基系统垂向耦合动力学模型。研究扣件系统整体刚度突变和局部刚度突变对列车的振动特性和轮轨垂向作用力的影响规律。结果表明:扣件刚度从20 kN/mm增加到80 kN/mm时,轮对和转向架的振动加速度分别增加40.1%和28.2%,轮轨垂向力增加28.4%,车体变化不大;当局部扣件刚度突变时,车体、轮对、转向架的振动加速度和轮轨垂向力均较基本刚度(50 kN/mm)有所增大。扣件刚度整体突变以及局部突变均会对列车振动特性和轮轨垂向作用力产生不利的影响,建议及时对扣件系统进行养护检修,以保证行车的平稳性和安全性。     

城际铁路地下段运营振动对上部埋地燃气管道的影响

以某城际铁路下穿埋地燃气管道工程为例,应用车辆-轨道耦合动力学理论建立了车辆-轨道垂向耦合动力学模型,计算了250 km/h行车速度下的钢轨扣件支点反力;利用ANSYS建立了包括轨道、隧道结构、土体和燃气管道的三维有限元模型,以钢轨扣件反力为输入荷载,分析了列车运营条件下燃气管道的振动响应特性,并分析了会车对燃气管道振动响应特性的影响。结果表明,当列车单向运营速度为250 km/h时,燃气管道的最大振动加速度为1.175×10~(-3)m/s~2。如果在管道下方会车,列车运行振动对埋地燃气管道的影响范围显著增大,振动位移幅值和加速度幅值增幅分别为85.2%和75.8%,最大位移为2.21×10-5m,最大振动加速度为2.12×10~(-3)m/s~2。根据预测计算结果判断,本工程列车单向运营引起的埋地燃气管道的振动烈度小于I度,会车时振动烈度略大于I度。     

多向地震作用下软弱围岩桥隧搭接段动力响应试验

为探明多向地震作用下软弱围岩高速公路桥隧搭接段的地震动力响应特性,开展尺寸比例为1∶50的振动台模型试验,以汶川波作为试验加载地震波,在不同加载方式下,测试桥隧搭接段各测点加速度放大系数值,分析其纵向、横向和竖向的加速度响应特征,并明确不同方向的地震波对桥隧搭接段结构的影响。结果表明:横向地震波引起的加速度响应普遍大于竖向地震波;纵向和横向双向耦合方式下加速度响应普遍大于其他耦合方式的加速度响应;双向地震耦合引起的纵向和横向加速度响应均大于单一方向的加速度响应。     

钢轨接头轨缝值和行车速度对轮轨垂向振动的影响

为了分析轨缝值与行车速度对车辆通过钢轨接头时产生的振动与噪声的影响程度,利用有限元方法,建立了车辆—轨道垂向耦合动力计算模型;该模型的车辆采用整车模型,共10个自由度;轨道结构采用3层弹性点支承有限长欧拉梁模型,共402个自由度;系统的激励大小可由轨缝值和行车速度推导出来,并运用赫兹非线性接触理论计算轮轨之间的相互作用力。采用该模型,结合快速显式迭代积分法和MATLAB6.5强大的矩阵分析功能,对不同轨缝值和车辆行驶速度条件下钢轨接头的动力响应进行了计算,为减振降噪提供理论依据。     

路基碾压振动对周边环境影响的监测试验

压路机在基础设施建设中被广泛使用,由此带来的压路机施工振动对周边环境的影响问题日益突出。对某路基碾压施工场地的压路机施工振动对周边环境的影响进行了试验监测,分析了路基碾压振动速度、频率和持续时间对周边建筑的影响,并从Z振级和地震烈度的角度分析了振动对人身感受和建筑结构的影响。结果表明,路基碾压振动加速度峰值随距离增加快速衰减,其衰减公式为a=1657.85R-1.1。振动速度与频率对房屋影响较小,振动持续时间会对建筑产生一定影响。振动对居民生活和建筑物结构都存在一定的影响。最后,对受振动影响比较大的建筑物,提出通过开挖减振沟的方式来控制振动传播。     

提速条件下小唐河大桥运营性能的安全性评价

针对提速后的小唐河大桥,运用动力检测方法,对其梁跨中的动挠度、横向振幅、横向及竖向加速度、振动频率,梁端横向振幅,墩顶横向振幅、加速度、振动频率,桥墩基础顶(承台顶)横向振幅等进行了测量。根据测量的结果对其进行安全性评价,评价结果表明:提速条件下各跨梁体的最大横向振幅均不满足规范的要求,墩顶、桥墩横向振幅值较大,承台顶的横向振幅也偏大,梁墩体系横向自振频率低,而各墩墩顶和梁体跨中的横向加速度值、梁体跨中竖向振动加速度值仍能满足规范的要求;梁跨具有足够的竖向刚度。根据评价的结果对小唐河大桥的加固提出了建议。     

成灌铁路CRTS Ⅲ型板式无砟轨道路基段环境振动特性

为研究CRTSⅢ型板式无砟轨道环境振动特点,对成灌快铁某路基段地面振动进行了现场测试,分析了不同测点地面振动加速度时程特点、频谱特征和铅垂向振级随距离的衰减特性。结果表明:CRH 1型动车组以181 km/h速度通过测试路基地段时,地面振动持续时间约6 s,距线路中心线22 m处振动峰值加速度为60 mm/s2,由于传播过程中的几何阻尼和材料阻尼作用,52 m处振动峰值加速度衰减为10 mm/s2;在22 m处振动能量主要分布在20~60 Hz,传播过程中高频振动随距离衰减更快,52 m处振动能量主要分布在20~23Hz;地面振动垂向振级随距离的衰减符合对数规律。     

基于车桥耦合振动的高速铁路系杆拱桥吊杆优化布置*

为研究吊杆布置形式对系杆拱桥动力特性的影响,以建成的某主跨度128 m系杆拱桥为工程背景,将车速、吊杆布置形式作为影响因素建立全桥有限元模型;车辆动力模型采用CRH2型动车组,并利用有限元软件ANSYS以及UM（Universal Mechanism）动力学分析软件联合进行仿真分析;研究桥梁结构的吊杆布置形式以及列车过桥运行速度对系杆拱桥结构自振及动力响应的影响。结果表明:斜吊杆拱、网状吊杆拱能明显提高面内振动的自振频率,对面外振动影响微弱;随着速度的增加,位移、加速度、冲击系数等大致呈增大的趋势,且速度等级越高其增大趋势越显著,桥梁的各项动力响应参数均在规范允许限值内;3种不同吊杆布置形式相比较,桥梁跨中横向位移基本不变,网状吊杆拱可以明显降低跨中竖向位移峰值。     

高速铁路路堤对地面环境振动的影响分析

为研究高速铁路路堤对地面振动的影响规律,建立了路堤-地基系统的三维快速拉格朗日动力计算模型,计算了均匀地基条件下列车通过路堤时引起地面不同方向振动的特点,分析了路堤高度和路堤体积模量对地面振动的影响。结果表明,列车通过路堤时引起的地面振动中以竖向振动和横向振动为主,地面振动强度随远离路堤的距离增加逐渐衰减,其中纵向振动衰减最快,竖向振动在一定的范围内出现了振动反弹增大的现象;路堤具有减轻地面振动的作用,并且随路堤高度和路堤体积模量增加,横向和竖向地面振动强度均表现出明显的减小趋势,可见对地面环境振动进行预测时应考虑路堤的影响。     

不同轨道梁模型对磁悬浮车/桥垂向耦合动力响应的影响探讨

磁悬浮铁路大量采用了封闭式高架桥。目前国内的磁悬浮车 /桥动力响应研究的模型中 ,轨道梁大多假设为梁单元。笔者将分别建立梁单元和板壳元的轨道梁模型 ,通过自编车 /桥垂向耦合程序 ,探讨这两种模型在不同车速和轨道状态下对磁悬浮车辆 /桥垂向耦合动力响应的影响。笔者得出在一定车速以下梁单元轨道梁模型梁跨中挠度将稍小于板壳元轨道梁模型的梁跨中挠度 ,而车体加速度相差不大 ,说明轨道梁假设为梁单元是简单合理的 ;不同轨道状态时 ,板壳元轨道梁模型和梁单元轨道梁模型的梁跨中挠度相差不很大 ,但车体垂向加速度相差较大 ,因此 ,在不同轨道状态下轨道梁模型的选取对磁悬浮车辆 /桥动力响应的影响较大。这些研究将对磁悬浮高架线路设计和磁悬浮列车安全运行具有一定的理论指导意义。     

基于加速度干扰和AHP的车辆行驶安全性评价模型

关于行驶中的车辆在交通系统各因素作用下的行驶安全性评价,在现有交通系统四大要素的基础上加入车辆行驶状态,构成"人-车-环境-路-车辆行驶状态"5要素。并对各要素评价指标的选定做了细致的筛选,建立了车辆行驶安全性评价指标体系。其中"人-车-环境-路"因素采用打分的形式确定其参数的分值,并利用层次分析法(AHP)计算各参数权重来构建模型的;"车辆行驶状态"因素则是引入加速度干扰的定义,建立基于道路结构的加速度干扰模型。最后,运用层级分析法建立了总的车辆行驶安全评价模型。     

高速公路转换区严重冲突识别与分析

为深入探究高速公路改扩建转换区发生严重冲突的原因,使用高精度雷达采集单车实时状态数据,对单车区间初速度与加速度进行K-means聚类组合.基于聚类组合内的冲突率与路段事故率,采用Pearson系数法确定车辆的严重冲突阈值.融合转换区单车、交通流和道路因素建立二项Logistic模型,分析严重冲突因素的影响程度.结果表明...     

Trajectory variability: Road geometry difficulty indicator

The analysis of the variability of vehicle trajectories can reveal important information about how situational constraints influence drivers’ behaviour (e.g., lateral position and/or speed). Variability in the lateral position using a driving simulator was examined. Forty-two participants had to drive on two road environments: a 3 km straight road with a crest vertical curve (CVC) with perceptual treatments and narrowed lane width with subsequent provision of a hard shoulder, by relocation of the road markings. The results showed that, on the one hand the lateral position variability was greater when driving on the test CVC, before meeting oncoming vehicle and on the narrowed lane width; and on the other hand it was limited according to the perceptual treatment used. The lateral position variability would be a difficulty indicator of road geometry which would inform road managers of the presence of a risk zone on their road network.     

基于期望运行轨迹的车道变换行为安全性分析

为解决车道变换行为对交通运行安全影响的定量分析难题,基于车辆和驾驶员行为特性,构建车道变换行为期望运行轨迹,提出基于缓和曲线的轨迹形式,并结合车道变换行为引发的4种碰撞形式,在车辆运行纵向和横向分别构建安全运行判断方程和安全运行限制方程,分析安全距离对运行速度和车辆侧向加速度梯度的敏感度,给出车道变换行为安全运行判断方程的应用案例。研究结果表明,侧向加速度的变化梯度直接影响车道变换的安全性。     

事故车辆影响下的城市道路交通仿真研究

为研究事故车辆影响下城市道路交通的特征，构建考虑车辆抢道行为的元胞自动机交通流模型，研究给定冲突区域长度下不同进车率和不同事故持续时间对城市道路交通流的影响。研究结果表明:事故车辆会诱发交通瓶颈，对城市交通产生显著干扰并形成拥堵带，且拥堵带向事故车辆上游传递。不同事故持续时间下交通流演化存在差异，道路平均车流量、车流平均密度随着事故持续时间的增加而增加，车辆平均速度随之减小。当道路中车辆较少（pin=0.3）且事故持续时间达到15 min时，交通处于严重拥堵状态；当道路中车辆较多（pin=0.5）、事故持续时间达到5 min时，交通即处于严重拥堵状态。研究结果可为优化城市交通事故处理机制提供依据。     

雾霾时车辆尾气排放对驾驶员能见度的影响

针对北京道路车辆尾气排放对雾霾时驾驶员道路能见度的影响问题,建立了雾霾时车辆尾气排放与驾驶员道路能见度关系模型。该模型以车辆为单元建立车辆尾气排放元胞,考虑了车辆尾气排放后的污染物物理和化学变化,并以车道中的尾气排放位置截面及截面单元、交叉口处的尾气排放位置区间为模型单元。为验证该模型,于2016年10月-2017年2月和2017年10月-2018年2月,在北京地区部分路网检测了驾驶员道路能见度等数据,并统计了各时段驾驶员道路能见度的分布情况。对建立的关系模型进行仿真,结果表明,该关系模型的仿真结果与实际检测数据的误差占比平均值小于4. 98%,验证了该关系模型用于描述北京市道路车辆尾气排放对雾霾时驾驶员道路能见度影响的有效性。     

疲劳驾驶交通事故的严重程度影响因素分析

为探究和定量分析疲劳驾驶交通事故严重程度的影响因素,以广东省1370条疲劳驾驶事故数据为基础,对比分析不同年份、时间段以及年龄段的疲劳驾驶交通事故特征;以交通事故严重程度为因变量,将其分为严重事故和非严重事故,从驾驶员年龄、驾龄、车辆类型等17个初步选择的自变量中筛选对疲劳驾驶交通事故严重程度具有显著影响的因素;采用二...     

海底隧道交通事故风险耦合演化机理研究

为明晰海底隧道交通系统内部风险因素之间的耦合关联和事故演化机理,从驾驶人、道路、车辆、环境和管理5方面阐释海底隧道风险因素内涵,定性分析风险因素之间的耦合作用,建立海底隧道交通事故风险演化立体网络模型,提出海底隧道风险因素量化评价标准;并构建海底隧道交通事故风险耦合尖点突变模型,深入分析海底隧道交通系统风险状态演化的主...