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中低速磁浮交通工程低置结构技术标准研究

铁道工程学报 2021年第8期38卷 91-95,101页

作者：姚洪锡中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:本文以我国首条具有完全自主知识产权的中低速磁浮交通工程——长沙磁浮快线为依托,采用理论分析、静动力数值仿真分析、现场试验等综合手段,对中低速磁浮交通工程低置结构的技术标准开展系统研究,提出中低速磁浮交通工程低置... 详细信息

研究目的:本文以我国首条具有完全自主知识产权的中低速磁浮交通工程——长沙磁浮快线为依托,采用理论分析、静动力数值仿真分析、现场试验等综合手段,对中低速磁浮交通工程低置结构的技术标准开展系统研究,提出中低速磁浮交通工程低置结构相关设计标准。研究结论:(1)中低速磁浮交通工程低置结构应由"凸"字形承轨梁及梁下路基两部分组成;(2)承轨梁结构底板宜按弹性地基梁计算,并考虑梁下路基不均匀沉降的影响,梁下混凝土垫层设计厚度宜采用10 cm;(3)承轨梁下路基由基床及基床以下路堤组成,基床厚度一般不应小于2 m;(4)承轨梁下路基"路肩"宽度一般不应小于2.5 m,路堤填筑高度宜控制在3~5 m以内;(5)桥路过渡段、两节承轨梁之间应采取减小或消除差异沉降错台的措施;(6)长沙磁浮快线的长期安全平稳运营表明,研究提出的技术标准可为中低速磁浮交通工程低置结构的设计和技术标准的编制提供支撑。

关键词：中低速磁浮交通工程低置结构理论分析数值仿真现场试验技术标准

长沙中低速磁浮低置结构提速动力响应试验研究

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铁道标准设计 2023年第6期67卷 66-72页

作者：翟顺中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

随着我国交通的发展及城市客运量的不断增加,提速成为中低速磁浮发展和推广的核心竞争力。为研究长沙中低速磁浮低置结构段最高运营速度,在长沙磁浮低置结构段开展动力响应现场试验,实测不同时速、载荷等工况下低置结构振动加速度、动... 详细信息

随着我国交通的发展及城市客运量的不断增加,提速成为中低速磁浮发展和推广的核心竞争力。为研究长沙中低速磁浮低置结构段最高运营速度,在长沙磁浮低置结构段开展动力响应现场试验,实测不同时速、载荷等工况下低置结构振动加速度、动位移与动应变以及车辆振动等,分析承轨梁、路基、车辆的动力响应特征,得出长沙磁浮低置结构动力响应变化规律与建议运营速度。结果表明:当试验速度为100~125 km/h时,承轨梁、路基及车辆的各动力指标均满足规范要求;当试验速度达到130 km/h时,超载工况下车辆垂向加速度最大为1.14 m/s^(2),超过规范限值且列车运行过程中存在磁浮掉点砸轨现象;建议长沙磁浮低置结构段最高运营速度不高于125 km/h;行车平顺性和舒适性是影响磁浮提速的主要因素。长沙磁浮正式提速运营至今已达半年,运行平稳,相关研究成果可供磁浮提速工程参考。

关键词：中低速磁浮低置结构提速动力响应现场测试

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中低速磁浮低置结构路基基床关键技术研究

铁道标准设计 2020年第8期64卷 11-15页

作者：丁兆锋中铁磁浮交通投资建设有限公司武汉430060

为了确定基床合理的技术参数,完善其技术标准,对时速200 km及以下的中低速磁浮低置结构路基基床关键技术进行理论分析研究,采用布什理论明确动荷载影响深度,采用动变形、临界动应变控制指标明确不同基床填料所需的最小变形模量,据此进... 详细信息

为了确定基床合理的技术参数,完善其技术标准,对时速200 km及以下的中低速磁浮低置结构路基基床关键技术进行理论分析研究,采用布什理论明确动荷载影响深度,采用动变形、临界动应变控制指标明确不同基床填料所需的最小变形模量,据此进一步明确了基床结构、厚度、填料及其压实标准,并与现有技术标准进行对比。研究结论如下:(1)低置结构路基基床厚度可取为1.5 m,按两层结构设计,基床表层厚为0.3 m,基床底层厚为1.2 m;(2)基床表层采用级配碎石或A组填料填筑,压实系数不宜小于0.95,地基系数K30不小于150 MPa/m;基床底层采用A、B组填料或改良土填筑,压实系数不小于0.93, A、B组填料地基系数K30不小于130 MPa/m,改良土填料地基系数K30不小于100 MPa/m;(3)本文研究成果与现行应用成果相比,基床结构尺寸、压实标准等进行了合理减小或降低,其设计结果更为合理,也较为经济。

关键词：中低速磁浮低置结构路基基床动荷载影响深度基床填料变形模量压实标准

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长沙磁浮快线低置结构关键技术标准优化研究

铁道标准设计 2019年第6期63卷 6-10页

作者：丁兆锋中铁磁浮交通投资建设有限公司武汉430060

长沙磁浮快线低置结构技术标准主要包括轨道梁结构和路基工程两方面内容,其中轨道梁的梁型、防错台构造、垫层以及路基工程的路基面宽度、基床厚度、线间排水等关键技术标准存在一些问题,主要表现为存在技术缺陷、设计偏于保守、工程投... 详细信息

长沙磁浮快线低置结构技术标准主要包括轨道梁结构和路基工程两方面内容,其中轨道梁的梁型、防错台构造、垫层以及路基工程的路基面宽度、基床厚度、线间排水等关键技术标准存在一些问题,主要表现为存在技术缺陷、设计偏于保守、工程投资偏高等。针对这些问题进行理论分析和研究,并提出优化措施。研究成果及结论为:(1)低置结构轨道梁宜采用U形梁,轨道梁节间伸缩缝处宜采用传力杆防错台措施,轨道梁基底宜设置碎石垫层,施工时可掺5%水泥填筑;(2)路肩宽度一般取为1.5 m,当两侧路肩有信号灯等站后设备时,可局部加宽路基面;(3)路基基床厚度可采用1.8 m,其中基床表层厚度为0.3 m,基床底层厚度为1.5 m;(4)线间汇水宜利用轨道梁上部梁体的节间缝进行排水,同时线间回填层顶面应做好防排水措施。

关键词：中低速磁浮低置结构轨道梁防错台构造路基面宽度基床厚度线间排水

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中低速磁浮列车—低置结构空间耦合振动研究

中低速磁浮列车—低置结构空间耦合振动研究

作者：王党雄西南交通大学

学位级别：硕士

随着人类文明的不断发展以及城市人口的不断增加,人们迫切需要一种速度快、占地少、绿色环保的交通方式。具有爬坡能力大、转弯半径小、噪声低、污染小、环境兼容性好等优点的磁浮交通则应运而生。中低速磁浮交通特别适合于中短距离运... 详细信息

随着人类文明的不断发展以及城市人口的不断增加,人们迫切需要一种速度快、占地少、绿色环保的交通方式。具有爬坡能力大、转弯半径小、噪声低、污染小、环境兼容性好等优点的磁浮交通则应运而生。中低速磁浮交通特别适合于中短距离运输。我国目前开展了一系列磁浮技术研究,修建了多条磁浮交通试验线,已经开始建设中低速磁浮商业运营线路。低置结构是中低速磁浮线路中的一种典型结构形式,其轨道梁梁底接近地面线,是一种介于高架线与地下线之间的线路结构。磁浮列车在低置结构上运行时,磁浮列车与低置结构之间产生动力相互作用,对磁浮列车运行安全性和平稳性的影响不可忽略。以长沙磁浮交通工程低置结构为工程背景,本文开展了中低速磁浮列车-低置结构空间耦合振动研究。本文所做的主要工作及成果如下：(1)、基于多体动力学软件SIMPACK与有限元分析软件ANSYS联合仿真,采用经典的基于位移-速度-加速度反馈的PID控制,建立了较为完善的中低速磁浮列车-轨道梁空间耦合振动模型。随后,以湖南株机厂中低速磁浮试验线进行的桥梁动载试验为依据,对所建空间耦合振动模型进行了验证。结果表明,仿真值与实测值吻合较为良好,所建模型是可靠的。(2)、针对长沙磁浮交通工程低置结构,进行了中低速磁浮列车-低置结构空间耦合振动仿真分析,得到了低置结构与车辆的动力响应值。随后,进行了参数分析,讨论了车速、低置结构地基系数、低置结构节间长度以及低置结构底板厚度的影响规律,为今后中低速磁浮线路低置结构设计提供依据。(3)、以磁浮力为纽带,进行了低置结构地基的动力特性分析,得到了地基动力响应值。随后,进行了参数分析,讨论了地基表层与底层的厚度与弹性模量、混凝土垫层厚度的影响规律,为今后中低速磁浮线路地基的设计提供依据。

关键词：中低速磁浮列车 PID控制联合仿真低置结构空间耦合振动模型验证地基动力特性

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中低速磁浮低置结构室内试验与数值模拟

中低速磁浮低置结构室内试验与数值模拟

作者：石林川西南交通大学

学位级别：硕士

中低速磁浮轨道交通具有噪音低、环保性好、线路适应性强、乘坐平稳舒适、运行安全可靠、建设维护成本低、运营效益好等优点,其在城市轨道交通行业的应用日趋广泛。目前,既有中低速磁浮线路设计时速仅为100km/h,针对时速100km/h～200km/... 详细信息

中低速磁浮轨道交通具有噪音低、环保性好、线路适应性强、乘坐平稳舒适、运行安全可靠、建设维护成本低、运营效益好等优点,其在城市轨道交通行业的应用日趋广泛。目前,既有中低速磁浮线路设计时速仅为100km/h,针对时速100km/h～200km/h条件下低置结构关键技术的研究尚不充分,且既有磁浮线路低置结构路基基床主要参照高速铁路路基相关技术标准进行设计,存在安全储备过大的不足。鉴于此,本文以中低速磁浮低置结构为研究对象,基于前期研究成果,通过文献调研、理论分析、室内模型试验与数值模拟等手段研究分析时速100km/h～200km/h条件下,低置结构动响应规律,本文主要研究结论如下:(1)明确了时速100km/h～200km/h时速下低置结构动态响应规律及应力、变形时空演变状态;(2)分析了不同填料下,基床结构动态响应演变机制,结果表明级配碎石基床表层动力稳定性优于A组填料基床表层;(3)得到了时速100km/h～200km/h条件下传力杆节间连接构造动响应规律并与数值模拟及规范值比对,结果表明其具有良好的动力稳定性与防错台效果;(4)用ABAQUS软件分析了承轨梁的自振特性及200km/h条件下低置结构动响应规律,并将数值分析结果与室内试验数据进行对比分析,结果表明差值均在20%以内且符合规律,进一步验证了中低速磁浮低置结构设计标准的可行性。

关键词：中低速磁浮低置结构动力特性模型试验数值模拟

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既有长沙磁浮线路低置结构提速适应性研究

路基工程 2018年第3期 62-68页

作者：杨泉高柏松冯读贝中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

既有长沙中低速磁浮线路设计速度为100 km/h,根据湖南省战略性新兴产业与新型工业化规划要求,需要进行160 km/h提速磁浮交通技术攻关。基于既有线路结构,运用FLAC3D数值模拟分别对速度为100,120,140,160 km/h下的承轨梁、基床等结构动... 详细信息

既有长沙中低速磁浮线路设计速度为100 km/h,根据湖南省战略性新兴产业与新型工业化规划要求,需要进行160 km/h提速磁浮交通技术攻关。基于既有线路结构,运用FLAC3D数值模拟分别对速度为100,120,140,160 km/h下的承轨梁、基床等结构动力特性进行分析。结果表明:梁体动应力、加速度、动位移以及基床动应力均满足列车运行要求,提速后,既有长沙中低速磁浮低置结构仍安全可靠。

关键词：既有磁浮线路提速低置结构动力特性

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中低速磁浮承轨梁节间限位传力构造仿真分析

铁道建筑技术 2022年第11期 100-103页

作者：雷鹏飞中铁磁浮交通投资建设有限公司湖北武汉430060

对中低速磁浮低置结构地段承轨梁节间设置限位传力构造和不设置限位传力构造两种工况分别进行了仿真分析计算,对限位传力构造的作用效果进行了研究,并通过模型试验进行了验证。本次研究结论如下:(1)限位传力构造可以有效减小承轨梁节间... 详细信息

对中低速磁浮低置结构地段承轨梁节间设置限位传力构造和不设置限位传力构造两种工况分别进行了仿真分析计算,对限位传力构造的作用效果进行了研究,并通过模型试验进行了验证。本次研究结论如下:(1)限位传力构造可以有效减小承轨梁节间的错台变形,与不设置限位传力构造相比,错台变形可减小90%以上;(2)在列车竖向荷载作用下,设置限位传力构造时的最大错台变形仅为0.0033 m,几乎不产生错台变形,说明该构造控制错台变形效果优良;(3)限位传力构造具有较好的力的传递作用,与不设置限位传力构造相比,加载梁的梁底最大竖向应力减小了8.48%,平均竖向应力减小了15%,非加载梁梁底的最大竖向应力由0增加至8.28 kPa,平均竖向应力由0增加至3.17 kPa。

关键词：中低速磁浮低置结构承轨梁限位板限位传力构造传力杆仿真分析

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填土容重对中低速磁浮基床厚度影响分析

铁道建筑技术 2021年第4期 5-8页

作者：周飞中铁磁浮交通投资建设有限公司湖北武汉430060

中低速磁浮低置结构路基厚度的确定原则与铁路路基相同,均按列车产生的动应力与路基自重应力之比为0.2的原则确定。由于中低速磁浮列车动荷载较小,填土容重有可能成为确定基床厚度的敏感性指标,规范对不同填料的基床厚度均采用1.8 m设计... 详细信息

中低速磁浮低置结构路基厚度的确定原则与铁路路基相同,均按列车产生的动应力与路基自重应力之比为0.2的原则确定。由于中低速磁浮列车动荷载较小,填土容重有可能成为确定基床厚度的敏感性指标,规范对不同填料的基床厚度均采用1.8 m设计,其合理性有待商榷。本文对填土容重对路基动荷载深度的影响进行分析,据此对中低速磁浮低置结构路基基床厚度进行设计,提出基床厚度设计公式,并给出了设计案例。研究结论:(1)填土容重对动荷载深度的影响有限,浮动值约为10%,但据此对基床厚度仍有一定的优化空间。(2)根据不同填料压实后的容重经验值计算,基床底层填料采用细粒土时,基床厚度可减至1.7 m;采用粗粒土时,基床厚度可减至1.65 m;采用碎石土时,基床厚度可减至1.6 m。(3)动荷载影响深度与填土容重之间约为线性比例关系,基床厚度可根据公式快速设计,以达到优化基床厚度的目的。

关键词：中低速磁浮低置结构路基基床厚度动荷载影响深度填土容重优化研究