运营期普速铁路曲线区段异常晃车影响因素研究

作者：高雅; 杨飞^*; 尤明熙; 陈天然; 李威霖

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 1-11.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20230928

• 普速铁路
• 车体异常晃动
• 轮轨匹配
• 未平衡超高
• 有砟轨道
• 曲线动力响应

为分析某运营期普速铁路160km/h速度等级半径5000m曲线区段的异常晃车问题，对晃车区段的轮轨廓形进行了测量，通过分析晃车区段的实测车体加速度与轨道几何不平顺数据的时频特征，进一步建立三维空间车辆-有砟轨道耦合动力学仿真模型，采用试验研究和仿真计算相结合的方式研究了轮轨匹配特性和欠过超高状态对曲线区段车辆横向稳定性的影响。结果表明：异常晃车曲线区段车体横向加速度较大，存在明显周期性振动，车体横向加速度振动空间频率为0.024m-1，对应波长为42m；晃车曲线区段内外股钢轨廓形对称性差，外股钢轨轨顶面和轨距角处磨耗更严重，与实测车轮廓形匹配时轮轨接触点在轨顶面上更为集中；与采用LM&CHN60廓形相比，采用实测轮轨廓形通过曲线时轮对横移量更大，轮对和转向架周期性振动更明显，周期性振动空间频率为0.024m-1，与异常晃车频率相同；运行速度为60km/h时的轮轴横向力显著增加，运行速度为160km/h时的脱轨系数和轮重减载率显著增加；在曲线半径5000m，超高为25mm条件下，对应的均衡速度为100km/h。在以运行速度60km/h和160km/h通过曲线时分别属于严重过超高和欠超高状态，车体横向加速度振动频率与转向架蛇行运动和车轮蛇行运动频率接近，显著影响了车辆通过曲线时的动力响应；运行速度为120km/h时曲线区段车辆动力响应整体较小，由此可见适当的欠超高有助于提升车辆曲线通过能力；由于曲线参数的限制，建议优先采用降速通过的方式减小车辆通过该段曲线时的车辆动力响应，同时通过改善轮轨匹配关系进一步提升车辆曲线通过能力。

• 单位
  中国铁道科学研究院集团有限公司