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1、A型车车辆限界和设备限界的确定论文.freel)计算车辆轮廓线2城市轨道交通车辆限界计算以前车辆限界计算采用国际联盟颁布的UIC505国际标准。该标准是用于跨国界铁路运输的国际标准,其车辆限界计算是基于车辆基准轮廓线,在此基础上计算出动态包络线,再推算出设备限界。该标准中车辆限界计算考虑的因素较少,不能完全满足城市轨道交通发展要求2。因而德国于1997年颁布了适用于城市轨道交通的Bostrab国家标准。该标准中车辆限界直接由车辆制造轮廓线计算得出,考虑了从轨枕到车辆顶部可能的全部偏移,在线路和车辆得到正常维修保养的前提下,无需考虑安全距离。德国Bostrab标准计算方
2、法比UIC国际标准更适合轨道交通,更能适用于城市轨道交通车辆限界的确定2。基于以上两种标准,参照文献3,4,确定了适合我国轨道交通建设和车辆运营实际情况的限界计算方法。2.1车辆限界计算原则1)限界是确定行车轨道周围构筑物净空的大小,以及管线和设备安装相互位置的依据,是专业间共同遵守的技术规定,应经济、合理、安全可靠。2)限界应依据车辆的轮廓尺寸和技术参数、轨道特性、受电方式、施工方法、设备安装等综合因素进行分析计算确定。3)车辆限界的计算是以平直线上混凝土整体道床和碎石道床的线路为基本条件,根据隧道内及地面运行环境不同,分为隧道内和高架线(含地面线)车辆限界两种基本
3、类型。4)曲线地段不同于上述两种情况,增加的附加因素是在设备限界内考虑加宽与加高。5)车辆限界的计算要素(偏移量),按其概率性质统一分为两大类,即随机因素和非随机因素。对于非随机因素按线性相加合成,而对随机因素按高斯概率分布采取均方值合成。将以上两大类相加形成车辆的动态偏移量。6)所有倾侧角度引起的偏移量合成后其大小受限于车辆结构上的竖向止挡。横向位移量和竖向位移量大小受限于车辆结构上的横向止挡及竖向止挡。7)对于隧道内平直线、高架线(含地面线)两类车辆限界均采用统一的计算公式。计算操作时应根据不同类别情况合理选用不同的计算参数。8)车辆限界偏移量计算划分为车体、转向
4、架、受电弓(三轨受流器)等三部分分别计算。9)车辆限界一经制定,属限界标准中重要的部分。车辆运行安全与否,必须根据本计算方法的基本规定进行计算,确定车辆动态包络线是否超越车辆限界为准。10)本计算方法中涉及到的计算车辆轮廓线及计算参数仅供限界制定时使用,并非对车辆规格和参数作强制性规定。实际制造的车辆应以实际参数按本计算的基本规定验算是否符合车辆限界。2.2车辆限界的计算要素1)车辆的制造误差;2)车辆的维修限度;3)转向架轮对处于轨道上的最不利运行位置;4)轮对相对于构架的横向振动量;5)转向架构架相对于车体的横向位移量;6)车辆的空重车挠度差及垂向位移量;7)轨道
5、线路的几何偏差(含维修限度);8)一系悬挂侧滚位移量;9)二系悬挂侧滚位移量;10)因车辆制造、载荷不对称、轨道水平不平顺等引起的偏斜。2.3车辆限界、设备限界及建筑限界的计算方法以确定的计算车辆轮廓线控制点坐标为基础,计及上述各计算要素,制定出公式分别计算其横向和垂向位移;将轮廓线控制点坐标加上(或减去)对应点的缩减量值,即可得到车辆限界控制点坐标3,4。车体侧部车辆限界加宽50mm,考虑了将来鼓形车的发展需要。由于车体运动时可能向左侧滚或向右侧滚,故应对两种工况分别计算,取结果大者为最终车辆限界。如第6点轮廓线坐标为(1365,3416),当车体横向偏移和车体倾角
6、产生的横向偏移方向相同时,计算得其横向偏移量为134mm,竖向向上偏移量为-2mm,故得车辆限界坐标为(1499,3414);当车体横向偏移和车体倾角产生的横向偏移方向相反时,其横向偏移量为-4mm,竖向向上偏移量为60mm,得车辆限界坐标为(1361,3476)。由于第一工况产生限界能包络后者,故取前者为该点最终车辆限界。车辆限界计算较复杂,计算工作量相当大,因此,计算时可将各公式利用FortranPom。其中:车体上肩部横向间距为100mm;车体下部横向间距图2车辆限界计算程序运行流程图为50mm;车体顶部与底部间距为50mm;车下悬挂物以下间距为50mm;转向架
7、部分横向及竖向间距为15～30mm;站台边缘应留大于10mm的间距5。计算得隧道内直线地段A型车车辆限界及设备限界如图3及表2、表3所示。图3A型车隧道内直线地段车辆限界与设备限界水平曲线和竖曲线区间的设备限界应在直线设备限界的基础上加宽和加高,其加宽和加高量亦按制定的统一公式计算1。计算时需注意车体横向加宽和过超高(或欠超高)的偏移方向。如第6点隧道内直线地段设备限界坐标为(1570,3452),当车体横向加宽和过超高(或欠超高)的偏移方向相同时,计算得其横向偏移量为188mm,竖向向上偏移量为-43mm,得曲线地段设备限界坐标为(1758,340
