400 km/h高铁斜拉桥碳纤维拉索应用可行性研究

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作者 陈星宇 宋晓东 +2 位作者 余浩伟 周川江 赵品毅 《中国铁路》 北大核心 2025年第7期42-47,共6页

为研究碳纤维拉索对高速铁路斜拉桥静动力性能的影响,以某400 km/h高铁斜拉桥为工程背景,分别针对全钢拉索、部分碳纤维拉索和全碳纤维拉索等5种情况,建立有限元分析模型,从结构变形、受力、振型、抗风性能及行车性能等方面开展深入对... 为研究碳纤维拉索对高速铁路斜拉桥静动力性能的影响,以某400 km/h高铁斜拉桥为工程背景,分别针对全钢拉索、部分碳纤维拉索和全碳纤维拉索等5种情况,建立有限元分析模型,从结构变形、受力、振型、抗风性能及行车性能等方面开展深入对比分析,研究不同位置的碳纤维拉索对斜拉桥静动力性能的影响规律,明确碳纤维拉索在400 km/h高铁斜拉桥的适应性。研究表明,基于等强替换的原则,将斜拉桥的钢拉索全部替换为碳纤维拉索,桥梁在恒载、活载和温度变化作用下的竖向挠度变化幅度分别为-5.5%、6.6%和-52.0%。碳纤维拉索能够提高结构振动基频约10%,拉索的振动基频提升近30%,对结构的抗风性能产生有利影响,但因碳纤维拉索的阻尼较小,拉索的风振问题更加突出。采用碳纤维拉索能够一定程度改善400 km/h高铁行车安全性和舒适性,列车的振动加速度最大值受长拉索的影响更为明显,列车的Sperling指标则对较短斜拉索的材料较为敏感,具有良好的适应性。 展开更多

关键词 400 km/h高铁 斜拉桥 碳纤维拉索 静动力性能 行车性能

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400 km/h高速列车通过隧道对弓网动态性能的影响

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作者 袁远 纪占玲 +2 位作者 陈立明 潘利科 杨才智 《中国铁路》 北大核心 2025年第5期15-21,共7页

为探究400 km/h高速列车通过隧道时的弓网动态性能,基于动力学理论构建“车-弓-网”空气动力学模型和弓网刚柔耦合多体动力学模型,并采用流-固耦合方法,实现气动与多体动力学的耦合。由仿真结果得到列车在隧道内外运行时,弓头及其他杆... 为探究400 km/h高速列车通过隧道时的弓网动态性能,基于动力学理论构建“车-弓-网”空气动力学模型和弓网刚柔耦合多体动力学模型,并采用流-固耦合方法,实现气动与多体动力学的耦合。由仿真结果得到列车在隧道内外运行时,弓头及其他杆件所受气动升力、弓网接触力动态变化、接触线在定位点的振动情况等。结果表明:受电弓通过隧道时,由于隧道壁限制,其所受气动升力发生剧烈波动,例如在隧道出口,弓头所受气动升力产生突变,变化幅度为455 N。列车通过隧道时,受电弓所受气动升力变化对弓网接触力有显著影响,导致受流质量变差,且随速度增加,受流质量进一步恶化。对于400 km/h速度等级高速铁路,应重点考虑隧道环境下受电弓所受气动升力和弓网接触力变化,并通过合理优化措施,降低接触网关键零部件振动,提升接触网和列车运行的安全性和稳定性。 展开更多

关键词 400 km/h高速列车 隧道 动力学分析 受电弓 接触网 弓网动态性能

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400 km/h高速列车过隧道时列车风特性研究 被引量：4

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作者 熊小慧 张朵朵 +3 位作者 耿语堂 杨波 唐明赞 陈光 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期106-115,共10页

为探明400 km/h高速列车在隧道内运行时的列车风特性,采用三维、非定常、可压缩和可实现的k-ε湍流模型进行数值模拟计算,分析隧道内列车风时域演变特征和空间分布特征,并按照列车各部分到达和驶离测点的时间对车体周围流场进行分区,采... 为探明400 km/h高速列车在隧道内运行时的列车风特性,采用三维、非定常、可压缩和可实现的k-ε湍流模型进行数值模拟计算,分析隧道内列车风时域演变特征和空间分布特征,并按照列车各部分到达和驶离测点的时间对车体周围流场进行分区,采用5个特征参数衡量各区域内列车风速度的变化,探讨列车编组长度和隧道长度对列车风的影响。研究结果表明:隧道内列车风时域变化特征受列车运行位置和隧道内压力波传播的显著影响;列车风正峰值会随着列车编组长度、列车速度的增大而增加,且峰值到达时刻分别延后和提前,8车编组对应的列车风正峰值相较于3车编组时增加68.75%,400 km/h时的列车风正峰值相较于300 km/h时增加22.65%;同种隧道长度下的列车风速度最大正峰值出现在隧道中点位置处,且此处的波动更为剧烈复杂,主要是压缩波和膨胀波叠加得更加频繁。长隧道内压力波系叠加对列车风速度峰值的影响减弱,当隧道长度达到3 km时,列车风正峰值相较于1 km长度时下降30.70%。 展开更多

关键词 高速列车 400 km/h高速铁路 隧道 列车风 数值模拟

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面向3min追踪间隔的400 km/h高速列车追踪过程仿真分析 被引量：1

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作者 李壮 张宏翔 +2 位作者 鲁工圆 沈子力 王蔚 《铁道运输与经济》 北大核心 2024年第9期15-25,32,共12页

将高速铁路运营速度提高至400km/h有利于提升旅行速度和旅客运输效率。但速度提高会影响追踪间隔,导致能力降低。在梳理高速铁路列车追踪间隔影响因素的基础上,构建了基于距离步长的高速铁路列车追踪运行多智能体仿真模型。通过仿真实验... 将高速铁路运营速度提高至400km/h有利于提升旅行速度和旅客运输效率。但速度提高会影响追踪间隔,导致能力降低。在梳理高速铁路列车追踪间隔影响因素的基础上,构建了基于距离步长的高速铁路列车追踪运行多智能体仿真模型。通过仿真实验,计算了不同目标速度下的追踪间隔,并分析了各种追踪间隔随目标速度变化的趋势,以及出发及到达追踪间隔对列车牵引制动性能提升的响应情况。实验结果表明,在目标速度400km/h和采用中国标准动车组为基础模拟的牵引制动性能的仿真场景下,列车的区间追踪间隔在3min以内,而出发追踪间隔和到达追踪间隔均大于3min;若提升列车牵引加速度与制动减速度,则可以使列车出发及到达追踪间隔控制在3min以内。 展开更多

关键词 400 km/h高速铁路 列车追踪间隔 列车运行仿真 追踪间隔影响因素 牵引制动性能

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400 km/h高速铁路实现3 min追踪间隔时间技术条件分析

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作者 孙怡平 叶轶淳 +3 位作者 罗仕杰 孙浩楠 潘姿延 彭其渊 《铁道运输与经济》 北大核心 2024年第1期10-16,25,共8页

400 km/h高速铁路将是我国未来高速铁路发展的重要方向,而实现列车3 min追踪间隔是建设400 km/h高速铁路亟需解决的关键问题。为解决上述问题,本研究通过理论分析与仿真实验分析了400 km/h高速铁路实现3 min追踪间隔时间所需达到的技术... 400 km/h高速铁路将是我国未来高速铁路发展的重要方向,而实现列车3 min追踪间隔是建设400 km/h高速铁路亟需解决的关键问题。为解决上述问题,本研究通过理论分析与仿真实验分析了400 km/h高速铁路实现3 min追踪间隔时间所需达到的技术条件。理论分析阶段,根据我国高速铁路目前采用的闭塞防护技术,分别分析了列车出发、区间和到达3类追踪间隔的计算方法与影响因素,并结合线路实际设计、运营情况和敏感性分析筛选出具有优化价值的关键影响因素。仿真实验阶段,利用计算机仿真建立多因素列车追踪运行仿真模型,以实现列车3 min追踪间隔为目标,运用控制变量法分析得到了整套技术条件。研究成果对于研究实现400 km/h高速铁路3 min追踪间隔时间具有一定参考意义。 展开更多

关键词 400 km/h高速铁路 技术条件 列车追踪间隔 列车运行仿真 铁路行车组织

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400km/h高速铁路列车的荷载图式研究 被引量：1

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作者 向活跃 陈绪黎 +1 位作者 许三平 李永乐 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期175-182,共8页

为确定适合400 km/h高速铁路的荷载图式,参考《京沪高速铁路设计暂行规定》中确定0.8UIC荷载作为高速铁路列车荷载图式所使用的方法,以包络德国ICE列车、中国ZGS和中速列车的换算均布活载动效应为原则,提出将0.65UIC荷载作为400 km/h高... 为确定适合400 km/h高速铁路的荷载图式,参考《京沪高速铁路设计暂行规定》中确定0.8UIC荷载作为高速铁路列车荷载图式所使用的方法,以包络德国ICE列车、中国ZGS和中速列车的换算均布活载动效应为原则,提出将0.65UIC荷载作为400 km/h高速铁路列车荷载图式;然后,在时速400公里高速列车作用下,对24、32、40 m 3种跨度简支梁桥,基于车桥耦合振动分析方法得到车辆动力响应,在此基础上研究动力系数、竖向挠度、梁端竖向转角和轨面不平顺等现行规范指标在0.65UIC荷载条件下的适应性;最后,讨论采用0.65UIC荷载作为设计荷载时,离心力、牵引力和制动力限值对400 km/h高速铁路列车的适应性.结果表明:在现行规范基础上,将0.65UIC荷载作为400 km/h高速铁路列车荷载图式进行桥梁设计是可行的,采用该荷载图式计算的桥梁设计指标限值和设计荷载限值较运营车辆与桥梁间的响应具有一定安全储备. 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 列车荷载图式 车桥耦合 简支梁桥 参数适应性分析

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400km/h高速铁路桥梁动力系数研究 被引量：5

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作者 陈绪黎 许三平 +2 位作者 向活跃 李永乐 张玲 《世界桥梁》 北大核心 2020年第S01期94-99,共6页

为研究通行400km/h高速列车时桥梁的动力性能,采用车-桥耦合振动方法,分析车速、车辆编组、车辆载重3种车辆因素和跨度、桥梁竖向基频、桥型3种桥梁结构因素对400km/h高速铁路桥梁动力系数的影响。结果表明:车速增加到一定程度将出现车... 为研究通行400km/h高速列车时桥梁的动力性能,采用车-桥耦合振动方法,分析车速、车辆编组、车辆载重3种车辆因素和跨度、桥梁竖向基频、桥型3种桥梁结构因素对400km/h高速铁路桥梁动力系数的影响。结果表明:车速增加到一定程度将出现车桥竖向共振的风险;跨度一定时,桥梁竖向振动基频越大动力系数越小;多数工况下16车编组时桥梁的动力系数较8车编组时大,车辆空载时桥梁的动力系数较车辆满载时大。 展开更多

关键词 400km/h高速铁路 高速铁路桥 动力系数 车-桥耦合振动 车辆因素 桥梁结构因素

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时速400 km高速列车通过隧道诱发车体横向振动的气动机制研究

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作者 谢新雨 盖杰 +1 位作者 马瑶 梅元贵 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1477-1490,共14页

为研究列车以更高速度通过双线隧道时,由于列车和隧道形成的几何空间为非对称空间,列车两侧空气非对称流动,隧道内复杂的压力环境作用至车体两侧和列车尾涡引起的车厢两侧压力变化、列车车体表面压力波动与气动力相互关系和车体振动频... 为研究列车以更高速度通过双线隧道时,由于列车和隧道形成的几何空间为非对称空间,列车两侧空气非对称流动,隧道内复杂的压力环境作用至车体两侧和列车尾涡引起的车厢两侧压力变化、列车车体表面压力波动与气动力相互关系和车体振动频谱特征,采用三维非定常可压缩流动N-S方程和IDDES湍流模型,建立时速400 km高速列车1∶1的8节编组空气动力学仿真模型,使用重叠网格技术模拟列车与隧道之间的相对运动方法。研究结果表明:1)隧道内行驶的列车在隧道压力波作用下会使车厢两侧出现压差和侧向力幅值的大范围变化,且变化程度由头车向尾车逐渐增大;2)列车在隧道内运行时的尾流区存在1对反向涡旋;3)尾车明线段涡脱落主频率为2.002 Hz,隧道内运行时,涡脱落频率为3.003 Hz;4)列车在明线或隧道内运行,车体气动侧向力和摇头力矩引起的车体振动频率为2.002 Hz。 展开更多

关键词 时速400 km高速列车 双线隧道 列车车体表面压力波动 车体气动侧向力 摇头力矩 尾流 涡脱频率 横向振动

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400 km/h高速铁路大跨度桥梁轨道静态长波不平顺验收标准研究 被引量：9

9

作者 李国龙 高芒芒 +3 位作者 杨飞 杨静静 魏子龙 孙宪夫 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1902-1916,共15页

大跨度铁路桥梁在复杂环境下的大变形特点使得矢距差法不再适用于桥上轨道线形验收工作。为了解决400 km/h大跨度铁路桥梁轨道长波不平顺验收难题,首先根据成渝中线2座大跨度铁路桥梁特征,分析裕溪河特大桥与赣江特大桥对车体加速度的... 大跨度铁路桥梁在复杂环境下的大变形特点使得矢距差法不再适用于桥上轨道线形验收工作。为了解决400 km/h大跨度铁路桥梁轨道长波不平顺验收难题,首先根据成渝中线2座大跨度铁路桥梁特征,分析裕溪河特大桥与赣江特大桥对车体加速度的影响特征及综合检测列车的敏感波长,结合现有标准给出基于中点弦测法的桥上轨道静态验收策略。然后依据车辆—轨道耦合动力学理论,构建车辆多刚体模型和CRTSⅢ板式无砟轨道有限元模型,系统开展构造余弦波不平顺和实测不平顺作为轮轨激励条件下的动力仿真计算,并考虑桥上纵断面的影响,基于车体振动加速度和舒适性指标给出了400 km/h高速铁路大跨度桥梁轨道静态长波不平顺验收标准。最后通过裕溪河特大桥轨道静动态不平顺和中国高速铁路无砟轨道谱进行了验证。研究结果表明:1) CR450AF列车在400 km/h下车体沉浮运动的敏感波长为163 m,建议400 km/h高速铁路大跨度桥梁轨道静态长波不平顺采用60 m中点弦测法进行评价;2)桥上轨道静态高低长波不平顺60 m中点弦测验收值不应大于6 mm,轨向长波不平顺60 m中点弦测验收值不应大于4 mm;3)大跨度桥上轨道静态长波轨向较容易满足验收标准,而轨道高程偏差有可能因为包含有桥梁温度变形而超限,因此,400 km/h高速铁路大跨度桥梁需严格控制温度变形。 展开更多

关键词 400 km/h高速铁路 大跨度桥梁 轨道长波不平顺 中点弦测法 车辆-轨道耦合动力学 敏感波长

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速度400 km/h高速动车组网络系统实时以太网技术应用研究 被引量：3

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作者 李海龙 张尧 《铁道机车车辆》 北大核心 2023年第1期54-58,共5页

速度400 km/h高速动车组的研制始于2017年,其网络控制系统基于以太网技术搭建。文中阐述了400 km/h高速动车组网络系统的基本原理及实时以太网技术的应用研究,并对比以往动车组网络系统总线技术分析了实时以太网技术应用的优势所在。

关键词 400 km/h高速动车组 网络系统 实时以太网 列车骨干网 列车编组网

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新建时速400 km高速铁路32 m简支梁设计参数研究 被引量：8

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作者 班新林 苏永华 +1 位作者 张楠 程泽农 《铁道建筑》 北大核心 2018年第6期5-7,12,共4页

我国高速铁路的"四纵四横"干线运输网络基本成型,现在存在发展时速400 km高速铁路的需求,英国和俄罗斯也给出了时速400 km高速铁路的规划。本文基于我国时速350 km高速铁路标准设计的32 m简支梁,建立车桥计算模型,在100~480 k... 我国高速铁路的"四纵四横"干线运输网络基本成型,现在存在发展时速400 km高速铁路的需求,英国和俄罗斯也给出了时速400 km高速铁路的规划。本文基于我国时速350 km高速铁路标准设计的32 m简支梁,建立车桥计算模型,在100~480 km/h速度范围内,计算分析动挠度、梁体跨中加速度、轮重减载率、车体加速度等车桥动力响应,同时考虑了残余徐变变形和基础不均匀沉降的影响。结果表明:最大计算速度下,车桥动力响应最大;桥梁刚度增加,车桥动力响应相应减小;工后徐变上拱和基础不均匀沉降对车桥动力响应影响较大。最后,给出了新建设计时速400 km高速铁路32 m混凝土简支梁的设计标准建议值。 展开更多

关键词 时速400 km高速铁路 设计参数 车桥动力分析 动挠度 梁体跨中加速度 轮重减载率

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时速400 km不同编组列车通过隧道时的气动载荷 被引量：10

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作者 陆意斌 王田天 +4 位作者 张雷 姜琛 田旭东 施方成 朱宇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1855-1866,共12页

通过动模型试验和数值仿真方法,对时速400 km不同编组(8车编组、16车编组和17车编组)单列车通过最不利长度隧道和列车在最不利长度隧道内交会时的车体表面气动载荷进行研究,并基于雨流计数法与等效疲劳载荷公式对车体的等效疲劳载荷进... 通过动模型试验和数值仿真方法,对时速400 km不同编组(8车编组、16车编组和17车编组)单列车通过最不利长度隧道和列车在最不利长度隧道内交会时的车体表面气动载荷进行研究,并基于雨流计数法与等效疲劳载荷公式对车体的等效疲劳载荷进行分析。研究结果表明:单列车通过隧道或列车隧道内交会时,车体等截面区域处的Δp(压力峰峰值)沿列车长度方向不断下降,并随着编组数增加而增加。单列车通过隧道时,8车编组、16车编组和17编组列车等截面车体区域处Δp的平均值分别为7440,8404和8479 Pa,16车编组列车和17车编组列车相比8车编组列车的Δp分别增加13.0%和14.0%;列车隧道内交会时,8车编组、16车编组和17编组列车等截面车体区域处Δp的平均值分别为12737,14503和14732 Pa,16车编组列车和17车编组列车相比8车编组列车分别增加13.9%和15.7%。车体表面等效疲劳载荷与编组数成正比,8车编组、16车编组和17编组单列车通过隧道时等截面车体区域的平均等效疲劳载荷分别为4677,5347和5434 Pa,16车编组列车和17车编组列车相比8车编组列车的平均等效疲劳载荷分别增加14.3%和16.2%;8车编组、16车编组和17编组列车隧道内交会时等截面车体区域的平均等效疲劳载荷分别为7819,8904和9125 Pa,16车编组列车和17车编组列车相比8车编组列车的平均等效疲劳载荷分别增加13.9%和16.7%;车体等截面区域平均等效疲劳载荷在其压力峰峰值的61%~65%区间内。 展开更多

关键词 高速列车 时速400 km 隧道 气动载荷 编组数

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路桥过渡差异变形对400km/h高铁行车性能影响研究

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作者 李宁 周川江 +2 位作者 张红伟 胡世兴 罗强 《铁道工程学报》 2025年第8期15-20,共6页

研究目的:高速铁路过渡段是实现线路高平顺性的重要组成部分,已有的过渡段相关研究多针对时速350 km及以下车速展开。为了探究路桥过渡段沉降变形对400 km/h及以上高速列车行车性能的影响规律,以及现行过渡段设计标准在更高速度下的适... 研究目的:高速铁路过渡段是实现线路高平顺性的重要组成部分,已有的过渡段相关研究多针对时速350 km及以下车速展开。为了探究路桥过渡段沉降变形对400 km/h及以上高速列车行车性能的影响规律,以及现行过渡段设计标准在更高速度下的适用性问题,建立CR400BF动车组模型和长度20 m的过渡段模型,构建车辆-轨道-路基过渡段耦合动力学模型,开展不同沉降变形及不同车速下的动力学仿真分析。研究结论:(1)时速400 km条件下,过渡段轨面折角和差异沉降是影响列车行车性能的关键因素;(2)总体上,车体竖向加速度、轮轨垂向力及轮重减载率随轨面折角及差异沉降的增大呈线性规律增加,列车运行的安全性及舒适性受过渡段沉降变形的显著影响;相同轨面折角条件下,20m长度内的沉降对列车运行的舒适性影响更大,而5 m长度内的沉降对列车运行的安全性影响更大;(3)过渡段在1‰极限折角条件或5 mm极限差异沉降条件下,计算车速由350 km/h提升450 km/h时,车辆动力响应随着车速的增大而增加,均满足限值要求,现行过渡段设计标准在400 km/h及450 km/h条件下仍具有适用性;(4)本文研究可为时速400 km及以上高速列车行车性能研究以及路桥过渡段设计标准研究提供参考与借鉴。 展开更多

关键词 高速列车 时速400km 路桥过渡段 车-轨-路耦合 行车性能

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