风雨联合作用下大跨钢桁拱桥桥上地铁交通行车安全性研究

发布时间：2017-06-07 13:11

  本文关键词：风雨联合作用下大跨钢桁拱桥桥上地铁交通行车安全性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着我国交通事业的发展,在极端天气下车辆的行驶安全性越来越受到人们的重视。本文研究了地铁列车在桥上行驶时,在横风作用下和风雨联合共同作用下的行车安全性,通过风洞试验和理论分析的方法探讨了地铁列车在不同风、雨条件下行车时的临界倾覆风速,主要进行了以下几个方面的工作：1、以国内某大型钢桁拱桥上地铁行车为例,通过设计实施风洞试验,取得了地铁列车在拱桥中跨和边跨时的静力三分力系数,并研究了附属设施(主要是疏散平台和电缆支架)对列车静力三分力系数的影响。2、研究了在仅有横风作用下地铁列车桥上行车的安全性,首先理论推导了列车临界倾覆时的受力平衡方程,得出了列车车速与横风风速之间的关系式；其次通过参考国内相关文献,结合风洞试验获得的各工况下地铁列车的三分力系数,拟合了列车在运行时的气动三分力系数与列车速度之间的关系；最后通过求解列车的临界倾覆平衡方程得出列车运行时的临界倾覆风速。3、研究了在风雨联合作用下地铁列车桥上行车的安全性,首先分析了降雨时雨滴的性质,主要包括雨滴的大小、雨滴谱和雨滴终点速度；其次通过理论分析研究了风雨共同作用时风驱雨强的性质,研究了风雨共同作用时空气密度的变化；接着计算了风驱雨强作用下雨滴对列车的冲击力,将雨的作用力考虑到列车临界倾覆时的受力平衡方程中；最后得到了列车运行时在不同雨强作用下的临界倾覆风速。本文的研究对地铁列车在钢桁拱桥上运行时极端天气下的行车安全具有一定的参考价值。
【关键词】：地铁列车 横风作用 风雨共同作用 临界倾覆风速 钢桁拱桥
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U298.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 高速铁路列车发展现状及安全事故10-11
• 1.3 国内外研究现状11-15
• 1.3.1 高速列车单向流研究12-14
• 1.3.2 高速列车多向流研究14-15
• 1.4 论文的主要内容15-17
• 第2章 地铁列车风洞模型试验及分析17-39
• 2.1 工程背景17-19
• 2.2 风洞试验基本原理19-22
• 2.2.1 几何相似20
• 2.2.2 运动相似20-22
• 2.3 试验模型及设备22-26
• 2.3.1 试验模型22-25
• 2.3.2 试验地点25-26
• 2.4 试验方法与试验工况26-28
• 2.5 试验结果及分析28-38
• 2.5.1 地铁列车三分力系数与风攻角的关系28-36
• 2.5.2 地铁列车三分力系数与桥梁状态的关系36-38
• 2.6 本章小结38-39
• 第3章 地铁列车在横风下行车安全性分析39-47
• 3.1 列车倾覆稳定性标准39-40
• 3.2 列车倾覆数学计算模型40-43
• 3.3 不同工况下列车安全性评估43-46
• 3.3.1 计算方法43-45
• 3.3.2 地铁列车临界倾覆风速45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 风雨联合作用下列车倾覆风速研究47-61
• 4.1 降雨的特性47-51
• 4.1.1 雨滴粒径分析47
• 4.1.2 雨滴终点速度47-48
• 4.1.3 雨滴谱48-50
• 4.1.4 降雨量和降雨强度50-51
• 4.2 风雨共同作用时降雨强度的描述51-54
• 4.3 雨滴冲击作用模型54-57
• 4.3.1 单个雨滴作用力54-55
• 4.3.2 雨对单位平方米结构表面的作用力55-57
• 4.4 降雨引起的空气密度变化57-58
• 4.5 列车在风雨共同作用下的行车安全分析58-60
• 4.6 本章小结60-61
• 结论与展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士期间参与的科研项目67

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本文编号：429163