【摘要】：針對貨物列車在曲線上因超速引起的脫軌問題,根據(jù)列車-軌道系統(tǒng)空間振動計算模型及列車脫軌能量隨機分析理論,采用輪軌位移銜接條件并考慮輪軌"游間"的影響,提出了貨物列車超速條件下的脫軌過程計算方法.根據(jù)該方法,對不同曲線軌道形位等工況下的貨物列車脫軌過程進行了計算,分析了列車脫軌過程中的輪軌接觸狀態(tài)、輪軌相對位置及幾何尺寸.研究結果表明,隨著曲線半徑的增大,在列車脫軌瞬間,轉向架搖頭角及轉向架與鋼軌橫向相對位移逐漸減小,最大值分別為5.82°和78.1 mm.該結果可為研發(fā)機械式的列車脫軌檢測裝置提供理論依據(jù)和基礎數(shù)據(jù),進而確保該檢測裝置能在列車脫軌掉道的第一時間檢測到位,及時停車.
【圖文】：

?(°)5.824.323.512.95轉向架與鋼軌橫向相對位移/mm78.174.566.165.6表2中，Vderail為列車脫軌時的行車速度;各車軸左輪運行在曲線外側軌道上，右輪運行在曲線內(nèi)側軌道上;脫軌系數(shù)和輪重減載率括號外為列車車輪脫軌瞬間對應的數(shù)值，括號內(nèi)為列車車輪脫軌過程中的最大值．表2表明，，列車發(fā)生脫軌時均是左側車輪脫軌掉道，即曲線軌道外側鋼軌對應的車輪發(fā)生了脫軌，這可能與曲線未被平衡的超高有關;同時，各工況在列車脫軌瞬間的車輪懸浮量均達到了車輪脫軌幾何準則要求的數(shù)值．工況1對應車輪懸浮量時程如圖1所示．由表2還可以看出，在列車脫軌過程中，各工況脫軌系數(shù)最大值分別為1.97，2.02，3.28和4.71，均超過了GB/T5599—85［20］中脫軌系數(shù)要求的限值，其中最大值幾乎達到了規(guī)范限值的4倍，但是列車并沒有發(fā)生脫軌;而在列車脫軌瞬間，列車脫軌系數(shù)均小于限值要求，其中大部分脫規(guī)系圖1第9車第3軸左側車輪懸浮量時程(工況1)數(shù)與規(guī)范限值相差較遠，此時列車發(fā)生了脫軌．圖2為工況1脫軌系數(shù)時程曲線．圖2第9車第3軸左側車輪脫軌系數(shù)時程(工況1)輪重減載率是評判列車運行是否安全的重要指標，但至今還未能通過實測得到輪重減載率，特別是列車脫軌瞬間的輪重減載率實測值．同時，理論計算的列車脫軌瞬間輪重減載率也較少．從表2可以看出，在列車脫軌瞬間，各工況輪重減載率計算值均較小，車輪未出現(xiàn)嚴重減載，但是列車發(fā)生了脫軌;而在列車脫軌過程中，輪重減載率最大值有的沒有超過規(guī)范限值要求，有的超過了，其中超過規(guī)范限值的最大值高達0.83，車輪出現(xiàn)嚴重減載，但列車仍未發(fā)生脫軌．圖3為工況1中的輪重減載率時程曲線．圖3第9車第3軸左側車輪輪重減載率時程(工況1)最后，通過對比表2中轉向架搖頭角、?

;同時，各工況在列車脫軌瞬間的車輪懸浮量均達到了車輪脫軌幾何準則要求的數(shù)值．工況1對應車輪懸浮量時程如圖1所示．由表2還可以看出，在列車脫軌過程中，各工況脫軌系數(shù)最大值分別為1.97，2.02，3.28和4.71，均超過了GB/T5599—85［20］中脫軌系數(shù)要求的限值，其中最大值幾乎達到了規(guī)范限值的4倍，但是列車并沒有發(fā)生脫軌;而在列車脫軌瞬間，列車脫軌系數(shù)均小于限值要求，其中大部分脫規(guī)系圖1第9車第3軸左側車輪懸浮量時程(工況1)數(shù)與規(guī)范限值相差較遠，此時列車發(fā)生了脫軌．圖2為工況1脫軌系數(shù)時程曲線．圖2第9車第3軸左側車輪脫軌系數(shù)時程(工況1)輪重減載率是評判列車運行是否安全的重要指標，但至今還未能通過實測得到輪重減載率，特別是列車脫軌瞬間的輪重減載率實測值．同時，理論計算的列車脫軌瞬間輪重減載率也較少．從表2可以看出，在列車脫軌瞬間，各工況輪重減載率計算值均較小，車輪未出現(xiàn)嚴重減載，但是列車發(fā)生了脫軌;而在列車脫軌過程中，輪重減載率最大值有的沒有超過規(guī)范限值要求，有的超過了，其中超過規(guī)范限值的最大值高達0.83，車輪出現(xiàn)嚴重減載，但列車仍未發(fā)生脫軌．圖3為工況1中的輪重減載率時程曲線．圖3第9車第3軸左側車輪輪重減載率時程(工況1)最后，通過對比表2中轉向架搖頭角、轉向架與鋼軌橫向相對位移可知，隨著曲線半徑的增大，第1期龔凱，等:曲線上貨物列車超速引起的脫軌過程分析175
【作者單位】： 中南大學土木工程學院;華東交通大學土木建筑學院;
【基金】：國家自然科學基金委員會與神華集團有限公司聯(lián)合資助項目(U1261113) 高等學校博士學科點專項科研基金資助項目(20100162110022) 牽引動力國家重點實驗室開放課題資助項目(TPL0901,TPL1214)
【分類號】：U298.51

【參考文獻】

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本文編號：2529335