客货共线铁路桥梁列车脱轨后与防护墙碰撞过程研究

摘要

列车在铁路桥梁上发生脱轨事故后往往会造成巨大的人员财产损失，因此列车在桥梁上的防脱轨、防脱线保护工作十分重要。我国地形条件复杂，多山岭丘陵，地势崎岖，在既有铁路运输线中，铁路桥梁分布十分广泛，如何有效地保护在桥梁上发生脱轨的列车成为摆在我们面前的一大难题。本文针对我国目前使用较为广泛的防护墙防脱线措施，研究了不同情况下脱轨列车与防护墙的碰撞过程与防护墙防脱线性能，对工程实际具有重要的指导意义。
　　论文首先对列车脱轨后的运动过程进行了相应的分段，将研究的重点着眼于脱轨列车与防护墙的碰撞过程;基于有限单元法，根据实际情况，建立了选定车型与桥面模型的有限元模型。利用数值仿真模拟手段，根据当下防护墙设计方案，研究了三种不同车型与现行方案防护墙的脱轨碰撞过程，得出了车型变换对碰撞过程的影响规律，并在此基础上研究了防护墙高度与碰撞过程及墙体防脱线能力之间的关系，分析了对碰撞过程和墙体性能有重要影响的因素。针对车辆脱轨后在道床中的下陷现象，研究了下陷情况对碰撞过程的影响，分析了车辆在最极限下陷情况下的车体姿态。针对目前铁路桥梁防护墙的设计方案，分析了墙体特征变化对脱轨碰撞的影响规律。
　　文章较全面的研究了列车在桥面脱轨后与防护墙的碰撞过程，分析了相关特称参数对碰撞过程及墙体防脱线性能的影响规律。论文为列车防脱线工作及铁路桥面防护墙设计方案的研究提供了数据上的参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文工作的主要内容

2 脱轨车辆与防护墙碰撞问题的建模

2．1 脱轨车辆与防护墙碰撞问题的描述

2．1．1 车辆的选定

2．1．2 桥面结构的描述

2．2 有限元模型建模

2．2．1 车辆有限元模型建模

2．2．2 桥面结构的有限元模型建模

2．2．3 总体模型建模

2．3 材料模型及计算参数

2．3．1 车辆材料模型及参数

2．3．2 桥面结构材料模型及参数

2．3．3 接触的算法与定义

2．3．4 边界约束

2．3．5 沙漏控制

2．3．6 负体积

2．4 小结

3 脱轨列车碰撞过程分析

3．1 简化模型碰撞过程分析

3．1．1 A型动车组头车

3．1．2 B型机车

3．1．3 C型机车

3．2 防护墙高度变化对碰撞过程的影响

3．2．1 A型动车组头车与增高后防护墙的碰撞过程

3．2．2 B型机车与增高后防护墙的碰撞过程

3．2．3 C型机车与增高后防护墙的碰撞过程

3．3 考虑道床下陷情况的碰撞过程分析

3．3．1 1055mm高度防护墙碰撞模拟

3．3．2 1200mm高度防护墙碰撞模拟

3．3．3 1400mm高度防护墙碰撞模拟

3．4 本章小结

4 防护墙特征变化对碰撞过程的影响

4．1 防护墙宽度变化对碰撞过程及墙体性能的影响

4．1．1 不同防护墙宽度下的碰撞过程研究

4．1．2 防护墙宽度变化对其防护性能的影响

4．2 防护墙材料变化对碰撞过程及墙体性能的影响

4．2．1 材料的选取

4．2．2 不同墙体材料下碰撞过程的研究

4．2．3 防护墙材料变化对其防护性能的影响

4．3 本章小结

5 总结与展望

5．1 全文工作总结

5．2 今后工作的展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢