第41卷 第1期2017年2月
武汉理工大学学报（交通科学与工程版）
Journal of W uhan U niversity of Technology
(T ransportation Science & Engineering)
Vol. 41 No. 1
Feb.2016
列车荷载对临近地铁结构动力响应分析
马哲
(河南省中原监理工程有限公司郑州450000)
摘要：以某城际铁路临近既有线盾构段为工程依托，采用人工数定激励函数确定列车动荷载时程曲线，结合Flac 3D计算软件及D rucker-P rager本构模型对临近地铁结构在列车动荷载影响下的动力响应进行分析，根据计算结果可知，列车动荷载会造成管片结构单元以及下部地层位移、应力 波动，但是经过铁路正线路基及围岩介质材料消散作用，时程曲线波动频率远远低于列车振动荷载频率变化，列车驶过该盾构段上方之后，竖向位移与应力逐渐恢复至初始水平，此时隧道结构属 于应力卸载过程，时程曲线没有明显波动.
关键词：列车动荷载；临近地铁结构；动力响应；阻尼；时程曲线
中图法分类号：U25
〇引百
在某些特定条件下，地铁会经常性的临近既有铁路线，由于列车逐渐向重载化、高速化发展，列车运行所产生的震动荷载对地下隧道结构的影 响越来越突出，尤其是临近地铁结构[1].
地下铁路运营期间，既有铁路列车动荷载对地铁结构的动力响应分析已有较多研究成果，Nelson等[2]运用地震波反射法对列车荷载的传播规律进行了讨论，认为饱和土会导致列车振动响应衰减.Sheng等[3]通过建立一种振动模型，对 比了准静态与动态荷载情况下列车振动的传播规 律，Paolucci等[4]运用上体谱元离散的方法，讨论 了在列车振动荷载作用时，轨道振动峰值波速，V erhas等[5_6]根据现场实测数据讨论了列车振动 荷载在土层中的传播与衰减规律，〇68^11￡16等[7]给出三维的隧道围岩动相互作用和振动波的传播 公式，王秋祥等[8]根据现场测试结果与计算结果进行比较，得出在列车振动荷载作用下不同隧道断面时衬硇结构的动力响应.李亮等[9]比较了 2 种边界情况下，不同列车行驶速度时，隧道结构响 应分析.吴江敏[1°]从实验角度进行了隧道结构动
doi：10. 3963/j. issn. 2095-3844. 2017. 01. 021
应变特征，观测并且分析了隧道仰拱在动荷载作用下的响应.
以某城际铁路为工程依托，针对临近既有线盾构段在列车动荷载作用下的动力响应进行分析.根据列车行驶速度，用人工数定激振力函数来 模拟列车动荷载[11]，采用Drucker-P rager本构模 型以及粘性边界、自由场边界进行数值模拟分析，建立了临近既有线地铁结构动力响应分析模型，得出地铁结构应力及位移时程曲线，结果表明，该 地铁结构在列车动荷载作用下可安全运营.
1工程概况
某地下城际铁路位于城市群中心地带，设计 标准为单洞单线，双线客运专线，管片内径8 m，双线间距18 m，管片厚度0. 45 m.区间隧道自始 发工作井有很长一段临近既有高速铁路线，隧道 外边线距离铁路线围挡8?25 m不等，隧道顶与 铁路线边坡坡脚垂直距离为10?44 m不等，临近既有铁路线段洞身穿越地质主要为强?弱风化 砾岩、弱风化泥质粉砂岩、强?弱风化板岩，岩层 参数见表1.
收稿日期：2016-10-19
马哲（1970—）：男，高级工程师，主要研究领域为交通工程、土木工程
摘要：随着全国各大城市开始大力建设公共交通系统，尤其是具有大容量、高速度和高效率特点的城市轨道交通系统得到了充分的重视和长足的发展。地铁列车控制系统以安全为核心，以保证和提高列车运行效率为目标。系统在保证列车和乘客安全的前提下，通过调节列车运行间隔和运行时分，实现列车运行的高效和指挥管理的有序。 关键词：地铁列车控制系统；地铁列车控制模式 1.正常控制模式 1.1 列车进路控制 列车进路控制的原则：以联锁表为依据，输出进路控制命令。正常情况下atc系统根据列车运行时刻表进行正线进路的中心ats自动控制或设备集中站车站储存了当日时刻表的车站ats自动控制。必要时中心调度员可介入进行人工控制。在运营需要时中心与设备集中站经过一定的授与权和接受权手续后实现车站人工控制。当车站发现有危及行车安全的情况时，车站值班员可以采取措施，强行进入车站人工控制。运行需要或ats通道设备故障或中心故障时可降级为车站自动控制。 车站ats分机可以根据时刻表或接近列车的车次号及目的地号等信息进行列车进路的车站自动控制。通过联锁设备可以办理列车自动进路和自动折返进路。车辆段值班员人工办理进路因轨道空闲检测设备故障而不能办理进路时，可由车站值班员办理引导进路控制列车运行，此时的列车运行安全由司机来保证。 1.2 列车运行调整 ats子系统根据列车运行状态及车地通信设备提供的信息，实时对在线列车进行车次号更新、加车、减车等操作。列车运行偏离运行图时，应能自动对列车进行运行调整或提示调度员对在线列车实施运行调整，其中自动调整的主要手段为ato站间运行时分及atp/ato模式下的站停时分的调整。当因列车发生故障等原因造成运行大规模紊乱时，ats子系统应能提示调度员进行人工调整。人工调整主要包括：站停时分调整；增、减列车；列车始发、终到站变更等。ats子系统故障后，在恢复行车指挥功能的过程中，系统具有自动或辅助调度员使系统尽快投入运用的能力，包括在线列车检测与恢复、时刻表建立、列车跟踪恢复及进路控制恢复等处理。 1.3 列车站间运行及车站定点停车 系统根据线路条件、道岔状态、前方列车位置，控制列车以系统确定的安全速度运行或在必须停车的地点前方停车。由于系统判断列车在区间运行，因此由atp限制不能打开车门。若车门误打开，则atp报警并强迫列车停车。ato的停车控制功能可保证列车停在区间分界点前方一定位置或在前方列车或目标地点前方的安全防护距离以外停车。区间停车后，在atp 允许列车运行时，ato自动控制列车启动。列车依靠车站定位装置精确测定运行停车位置，ato控制列车制动，使其精确、平稳地停在设定的停车位置。在atc系统控制列车运行的情况下，列车在站台停稳、并进入规定的停车范围、欲开启车门的方位正确时，atp子系统发送开安全门和允许ato子系统向列车发送开左或右侧车门指令，ato子系统控制允许相应的车门自动打开或向司机提示应该开启的车门。无论是区间停车还是进站定点停车，ato均应保证控制的舒适度、停车过程的快速性。 1.4 车站发车 车站停车时间结束时，发车表示器显示0秒，指示司机发车。此时，可由司机控制关闭车门，车门、安全门全部关闭后，ato发车指示灯点亮，司机按压ato启动按钮后，列车自动由车站出发，列车进入区间后，发车表示器熄灭。若车门或安全门没有关闭，按压ato启动按钮动作无效，列车不能启动，发车命令无效。 1.5 行车交路折返站折返
地铁车站结构设计 车站是旅客上、下车的集散地, 也是列车始发和折返的场所, 是地下铁道路网中的重要建筑。 在使用方面, 车站供旅客乘降, 是旅客集中处所, 故应保证使用方便、安全、迅速进出车站。为此, 要求车站有良好的通风、照明、卫生设备, 以提供旅客正常的清洁卫生环境。 地下铁道车站又是一种宏伟的建筑物, 它是城市建筑艺术整体的一个有机部分, 一条线路中各站在结构或建筑艺术上都应有独特的特点。 车站设计时, 首先要确定车站在现有城市路网中的确切位置, 这涉及到城市规范和现有地面建筑状况, 地下铁道车站不比地面建筑, 一但修建要改移位置则比较困难, 因此确定车站的位置时,必须详细调查研究, 作经济技术比较。车站位置确定后, 进行选型, 然后根据客流及其特点确定车站规模, 平面位置,断面结构形式等。然后进行车站构造设计, 内力计算, 配筋计算等等。 一、工程概况： 长沙市五一广场站设计为两层三跨岛式车站，车站全长134.6m，宽度为21.8m，上层为站厅层，下层为站台层。车站底板埋深16m，采用明挖法施工，用地下连续墙围护。 二、设计依据： 地铁设计规范（GB50157-2003）； 地铁施工技术规范。 三、地铁车站结构设计 3.1 设计选用矩形框架结构。 设计为岛式车站，采用两层三跨结构。地铁车站采用明挖法。车站其矩形框架由底板、侧墙、顶板和楼板、梁、柱组合而成。顶板和楼板采用单向板，底板
按受力和功能要求，采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构。采用地下连续墙和钻孔桩护壁，采用钢管和钢板桩作基坑的临时支护。临时立柱采用钢管混凝土，柱下基础采用桩基，桩基采用灌注桩。 3.2 车站开挖围护结构 地铁车站围护结构采用0.8m厚、30m深地下连续墙，入土深度比为 =0.875，其中基坑开挖深度H 为16m，入土深度D为14m 。 四、侧压力计算： 土分层及土的钻孔柱状图如图4.1： 图4.1土分层及土的钻孔柱状图（单位，m）
第一部分 开行重载列车，就机车车辆本身来讲，重载列车技术涵盖牵引性能、制动系统性 能、列车纵向动力学性能、机车车辆动力学性能、机车车辆及其零部件强度以及合理操纵方法等众多方面。而重载列车的通信、纵向冲击力和长大下坡道的循环制动问题是开行重载列车的三大关键技术。而这三大技术其实就是制动系统的三大难题。下面就以制动系统来分析。 1.重载列车制动系统的关键技术 制动系统对列车运行安全具有举足轻重的重要作用，随着铁道技术的不断进步，已出现了多种制动方式，但对货物列车而言，空气制动仍是最基本的制动作用方式。众所周知，货物列车空气制动作用的制约因素甚多，列车长度就是主要影响因素之一。我国重载列车的发展始于20世纪80年代，至今列车编组重量已由5 000t级提高到2万t以上，编组辆数从62辆增加到210辆之多，列车最大长度已达2·6 km以上，导致空气制动作用条件严重恶化。 1.1制动空走时间和制动距离 影响货物列车紧急制动距离的主要因素除制动初速、线路条件(坡道)、列车制动率(每百吨重量换算闸压瓦力)和闸瓦性能以外，还有影响空走距离的空走时间，后者主要与列车长度或编组辆数有关。笔者在根据上述因素编制我国《铁路技术管理规程》中的制动限速表时，对货物列车考虑的列车编组条件为5000t级以下，由于重载列车编组辆数的增加，必然导致制动空走时间和距离相应增加,加上长大列车压力梯度对后部车辆制动力的影响，因此该限速表不适用于重载列车。对 于重载列车，其制动力应比普通列车高，以保持和普通列车同等的制动距离。1.2充气作用和长大下坡道的运行安全 列车空气制动后的再充气时间随编组辆数的增加而呈非线性的增加。重载列车需要有比普通列车长得多的再充气时间，因此，在长大下坡道多次循环制动作用时对司机操纵方法特别是再充气时间的要求更高。 1.3减轻列车纵向动力作用 货物列车在纵向非稳态运动过程中产生的纵向动力作用不仅是导致断钩、脱轨等重大事故的主要原因，也是破坏货物完整性和加速机车车辆装置疲劳破坏的重要因素。该纵向动力作用以空气制动时为甚，并基本上与列车的总制动力或辆数成正比。在同样装置、线路和操纵工况等作用条件下，重载列车的纵向力通常比普通列车成倍增加，因此，如何减轻重载列车的纵向动力作用是需要研究的重要课
地铁车站结构设计方法探讨 摘要：伴随着我国社会经济的快速发展，地面上的交通压力也逐渐得到社会各 界的广泛重视，为了减轻地面交通状况，各大城市开始修建地铁，在地铁车站建 造中，结构设计是一个主要的环节，对地铁的安全运转有着至关重要的影响。这 篇文章论述了城市轨道交通中地铁车站的规划原则、规划思路，对地铁车站的规 划提出了合理化的主张，对中国将来地铁工作的建造与开展，具有一定的参考价值。 关键词：地铁车站；结构设计；设计方法 引言 在城市交通日渐拥堵的局势下，加速地铁建造的呼声越来越高涨。现在，地 铁车站变成城市轨道交通的一个主要纽带，能够每天承载很多的乘客，一定程度 上减轻了城市交通压力。本文主要谈谈地铁车站结构设计办法，以供同行参考。 1 地铁车站的设计原则 车站是城市轨道交通路网中非常重要的建筑物，它是供旅客乘降、换乘和候 车的场所，给旅客提供舒适清洁的环境以保证旅客安全、迅速地进出车站。车站 应容纳主要的技术设备和运营管理系统，从而保证城市轨道交通的安全运行。地 铁车站由站台层、站厅层、设备层以及出入口组成。地铁站台按照线路分布情况，又可分为岛式站台、侧式站台以及混合式站台。地铁车站里的辅助设备包括自动 扶梯、直升电梯、卷帘门、防洪门、旅客引导、照明、售检票系统、车站设备自 控系统等。关于地铁车站的设计应当从线路、车站建筑、车站结构、动力照明系统、车站通风与空调系统、给排水及消防系统以及区间的角度考虑其设计原则。 2 地铁车站结构设计方法 2.1功能设计关注人的行为及需求 密集型流动是地铁车站、地铁站的基本特征，人们的行为也可分为两种，即 通过或保留。主要行为是“通过”，“保留行为是短的”。所以，通过这个过程，人 们期望通过路径应该是一个非阻塞的快速路径，尽可能避免“通过”和“保留”之间 的相互影响。例如在站外的人需要从入口进去然后去售票进入的通道，这些环节 过程并不困难，对于这部分的保留和聚集是最明显的，聚集的人群通过会有影响，所以设计的面积应尽可能满足宽敞的购票。若自动售票机设置在站在通道上，人 群通过影响更大。因此，在车站设计时，应考虑足够的综合性，如香港地铁在墙 上嵌入售票机可以很好的解决这个问题。可见深入了解人们的行为需要可以更好 地组织和规划出站的流量、创新地铁站建设的设计。 2.2雨水系统设计要点 将局部排水泵与集水井设置在车站风亭、出入口等敞开位置，主要用于收集 废水、雨水及结构渗漏水。为保证集水井正常工作，设置两台排污泵，一台备用，当出现暴雨或结构大量渗漏水时，可以同时开启两台排污泵，将雨水提升至地面 消能后，直接排入城市雨水管网，根据该市50年一遇特大暴雨强度计算露天出 入口雨水排水量；（2）废水系统设计要点。将废水泵房设计在沿线路坡度的最 低点，同样设有2台排污泵，平时一台备用，消防时同时开启，其中废水集水池 容积≤最大一台排水泵20min的出水量。废水提升到地面后排入市政排水系统中，地下结构渗水量各地情况不同，根据实际情况设计。本地铁站渗水量按照0.5L/ （m2?d）标准进行计算；（3）污水系统设计要点。前文已经提到，站厅层设有 一处工作人员卫生间，站台层设有一处污水泵房、一处公共卫生间，卫生间污水
土木工程专业 城市地下空间工程方向毕业设计任务书 中南林业科技大学土木工程与力学学院 二0一四年三月
××地铁车站初步设计 一、毕业设计目的 毕业设计是按教学计划完成理论教学和相关实践教学之后的综合性教学，是对专业方向教学的继续深化和拓宽，是培养学生工程实践能力的重要教学阶段，其目的在于全面培养、训练学生运用已学的专业基本理论、基本知识、基本技能，进行本专业工程设计或科学研究的综合素质。 二、毕业设计基本要求 1、按设计课题的要求，独立完成设计任务，做出不同的设计方案，交出各自的成果。 2、认真设计、准确计算、细致绘图、文字表达确切流畅。 3、树立科学态度，注重钻研精神、独立工作能力的培养。 4、严格按照有关文件要求进行毕业设计管理，努力提高毕业设计质量。 5、图纸绘制要求：全部采用A3图纸(可加长)；计算机出图必须有3张；图纸布局要协调，要紧凑而不拥挤；线条粗细要正确，位置要准确； 6、注重资料的收集、分析和整理工作，设计完成后，设计成果应按如下要求装订成册：（1）《毕业设计计算书》A4一份；（2）《毕业设计图纸》A4一份。 7、图纸装订顺序：封面，目录，设计总说明，设计图纸、表格。 8、设计计算书装订顺序：封面、目录、中英文摘要、设计总说明、设计计算的全部内容、致谢（300字左右）。 三、设计任务与要求 （一）、设计资料 1、车站地质勘察报告 2、预测客流(见附表) 3、车辆外形尺寸：A型车或B型车。 4、车辆编组：设计时采用远期列车6辆编组。 5、防水等级：一级；二次衬砌混凝土抗渗等级不小于S6。 6、主要技术标准：执行《地铁设计规范》（GB50157-2003）的有关技术标
万方数据
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晚点情况下地铁列车间隔的实时调整方法 作者：吴洋， 王月明， 曾理 作者单位：西南交通大学牵引动力研究中心,四川,成都,610031 刊名： 电力机车与城轨车辆 英文刊名：ELECTRIC LOCOMOTIVES & MASS TRANSIT VEHICLES 年，卷(期)：2003,26(5) 被引用次数：3次 参考文献(4条) 1.SandidzadehM;李鹏;Bmenhaj M;Ghadrdani S一种用于地铁轻轨的智能行车控制方法[期刊论文]-中国铁道科学2000(02) 2.毛保华城市轨道交通 2001 3.饶忠列车牵引计算 1996 4.朱世麟;蒋影斐电牵引计算 1990 本文读者也读过(10条) 1.吴洋.罗霞.WU Yang.LUO Xia一种晚点地铁列车实时调整策略及其动态速控模式[期刊论文]-中国铁道科学2005,26(6) 2.吴洋.罗霞.王月明.曾理.WU Yang.LU Xia.WANG Yue-ming.ZENG Li地铁列车在出站晚点情况下的"压赶结合"运行调整方法[期刊论文]-交通运输工程与信息学报2004,2(2) 3.孙林祥.Sun Linxiang地铁运行发车间隔和旅行速度指标下降的分析[期刊论文]-都市快轨交通2007,20(2) 4.张星臣.杨浩.胡思继京沪高速铁路高中速列车共线混行模式下中速列车晚点影响的仿真分析[期刊论文]-铁道学报1998(5) 5.李兰波关于提高旅客列车正点率的思考与分析[期刊论文]-铁道运输与经济2002,24(3) 6.路飞.宋沐民.李晓磊.田国会.LU Fei.SONG Mu-min.LI Xiao-lei.TIAN Guo-hui基于事件的控制技术在地铁列车运行中的应用[期刊论文]-中国铁道科学2006,27(4) 7.陆越.张德明.LU Yue.ZHANG De-ming基于模糊神经网络的列车运行调整模型[期刊论文]-铁道运输与经济2007,29(8) 8.路飞.宋沐民.田国会.李晓磊基于Multi-agent的地铁列车智能控制集成框架[会议论文]-2007 9.沈洪波.吴方平.Shen Hongbo.Wu Fangping关于CTCS-2级列控系统应急预案的探讨[期刊论文]-铁道通信信号2007,43(12) 10.李国斌.Li Guobin铁路建设中信号设计方案的选择及系统集成的考虑[期刊论文]-铁道通信信号2007,43(1)引证文献(3条) 1.徐瑞华.江志彬.邵伟中.朱效洁城市轨道交通列车运行延误及其传播特点的仿真研究[期刊论文]-铁道学报2006(2) 2.肖鹏城市轨道交通列车自动调整模型算法研究[学位论文]硕士 2006 3.吴洋.罗霞.王月明.曾理地铁列车在出站晚点情况下的"压赶结合"运行调整方法[期刊论文]-交通运输工程与信息学报 2004(2) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/dc170905.html,/Periodical_dljcjs200305007.aspx
铁路列车运行图基础知识 一、列车运行图的作用与表示方法 列车运行图是列车在区间运行及在车站到达、出发和通过时刻的图解形式，是全路客货列车的运行计划。列车运行图规定了各区间列车运行的列数、各次列车占用区间的次序、列车在每一车站到达、出发或通过的时刻、在区间的运行速度与时分、在车站的站停时间、列车的重量与长度标准等；规定了车站线路的使用程序、旅客乘降和行李包裹装卸的作业时间；规定了机车整备和出入段时间，机车运用台数，列车技术检查的作业时间以及线路、桥隧、信联闭等设备的检修、施工时间等等。这样，列车运行图不仅规定了列车的运行要求，而且规定了铁路技术设备(线路、站场、机车、车辆、信号等)的运用。同时，还规定了与列车运行有关的各个单位(车站、列车段、客运段、机务段、供电段、工务段、电务段、车辆段及其他有关单位)的工作。因此，列车运行图是铁路行车组织的基础，也是铁路运输经营管理工作的综合计划。凡与铁路运输有关的各个部门，都必须根据列车运行图的要求，正确组织本部门的工作，保证列车按运行图运行。 1．列车运行方向和车次 为了便于行车工作的管理和指挥，铁道部对列车运行方
向作了统一规定：原则上凡开往北京方向的列车为上行列车，反之，则为下行列车；个别线路不易确认时，由铁道部规定，枢纽地区的列车运行方向，由各铁路局规定。 为了区别列车运行方向，列车须按有关规定编定车次，上行列车按双数编号，下行列车按单数编号。在列车运行经路中有不同的运行方向或个别区间与整个运行方向不符时，准许使用原车次。 列车按列车种类、性质和运行方向的不同分别编定车次(详见附表五)。 2．列车运行图的格式和表示方法 列车运行图是运用直角坐标的原理来表示列车运行的一种图解形式。其横轴表示时间的推移，纵轴表示距离的延伸。以垂直线等分横轴，每一等份代表不同的时间；将纵轴按一定比例用横线加以划分，每一横线代表一个车站的中心线；在列车运行图中，以斜线表示列车运行线，其中由左下方至右上方的斜线为上行运行线，由左上方至右下方的斜线为下行运行线。为了适应使用上的需要，列车运行图分为以下三种格式： (1)二分格运行图 二分格运行图，如图2－1所示。每竖格表示2min，其10min线和小时线都用粗实线表示，2min线用细实线表示。在二分格运行图上不用数字来表示时间，而是用规定的符号
地铁车站主体结构设计 （地下矩形框架结构） 西南交通大学地下工程系 目录 第一章课程设计任务概述 (3) 1.1 课程设计目的 (3)
1.2 设计规范及参考书 (3) 1.3 课程设计方案 (3) 1.4 课程设计的基本流程 (5) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (6) 2.1平面结构计算简图 (6) 2.2.荷载计算 (6) 2.3荷载组合 (7) 第三章结构内力计算 (11) 3.1建模与计算 (11) 本课程设计采用ANSYS进行建模与计算，结构模型如下图： (11) 3.2基本组合 (12) 3.2 标准组合 (16) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (21) 4.1 车站顶板上缘的配筋计算 (21) 4.2 负一层中柱配筋计算 (27) 4.3 顶纵梁上缘的配筋计算 (29) 4.4 顶纵梁上缘裂缝宽度验算 (31)
第一章 课程设计任务概述 1.1 课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、荷载分类及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2 设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS ） 1.3 课程设计方案 1.3.1方案概述 某地铁车站采用明挖法施工，结构为矩形框架结构，结构尺寸参数详见表1-1。车站埋深3m ，地下水位距地面3m ，中柱截面的横向（即垂直于车站纵向）尺寸固定为0.8m （如图1-1标注），纵向柱间距8m 。为简化计算，围岩为均一土体，土体参数详见表1-2，采用水土分算。路面荷载为2/20m kN ，钢筋混凝土重度3/25m kN co =γ，中板人群与设备荷载分别取2/4m kN 、2/8m kN 。荷载组合按表1-3取用，基本组合用于承载能力极限状态设计，标准组合用于正常使用极
目录 课程设计任务书 ................................................................................................................ - 1 - GUI方式 ............................................................................................................................... - 3 - 一、打开ANSYS........................................................................................................... - 3 - 二、建立模型.............................................................................................................. - 3 - 1、定义单元类型.................................................................................................. - 3 - 2、定义单元实常数.............................................................................................. - 3 - 3、定义材料特性.................................................................................................. - 3 - 4、定义截面.......................................................................................................... - 3 - 5、建立几何模型.................................................................................................. - 3 - 6、划分网格.......................................................................................................... - 4 - 7、建立弹簧单元.................................................................................................. - 4 - 三、加载求解.............................................................................................................. - 5 - 1、施加位移约束.................................................................................................. - 5 - 2、施加荷载.......................................................................................................... - 6 - （1）计算结构所受荷载................................................................................ - 6 - （2）施加结构所受荷载................................................................................ - 6 - （3）施加重力场............................................................................................ - 7 - 3、求解.................................................................................................................. - 8 - 四、查看计算结果...................................................................................................... - 8 - 1、添加单元表...................................................................................................... - 8 - 2、查看变形图...................................................................................................... - 8 - 3、查看各内力图.................................................................................................. - 9 - 4、查看内力列表.................................................................................................. - 9 - 单元内力表........................................................................................................................ - 11 - APDL方式......................................................................................................................... - 17 -
地铁车站主体结构设计（地下矩形框架结构）
目录 第一章课程设计任务概述 (3) 1.1 课程设计目的 (3) 1.2 设计规范及参考书 (3) 1.3 课程设计方案 (4) 1.4 课程设计的基本流程 (5) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (6) 2.1平面结构计算简图 (6) 2.2.荷载计算 (7) 2.3荷载组合 (8) 第三章结构内力计算 (11) 3.1建模与计算 (11) 本课程设计采用ANSYS进行建模与计算，结构模型如下图： (11) 3.2基本组合 (12) 3.2 标准组合 (15) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (20) 4.1 车站顶板上缘的配筋计算 (20)
4.2 负一层中柱配筋计算 (26) 4.3 顶纵梁上缘的配筋计算 (28) 4.4 顶纵梁上缘裂缝宽度验算 (30) 第一章课程设计任务概述 1.1课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、荷载分类及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS）
地铁运营的特点及调度调整的作用 摘要：行车调度指挥是地铁运营的一项核心工作，调度指挥的安全、高校以及及时性是对地铁运营安全的有效保障。本文围绕地铁运营的特点以及调度调整的作用这一中心，来对地铁运营的特点以及调度调整在地铁运营中的作用进行了具体的分析，包括了地铁运营的规模、模式以及管理方式等方面，最后根据列车的不同状态来采取相应的调度调整策略，具有一定的现实意义。 关键词：地铁运营；特点；调度调整的作用 一、地铁运营的特点 地铁运营的特点就是按照不同时段的断面客流，来合理安排一定数量的列车，并是这些列车按照固定的交路间隔来均匀的进行循环运行。在对行车间隔和客运服务水平进行考虑时，某一个单方向的运能必须要和该时段的最大断面客流的需求相符合，也就是动能要和运量互相满足。 （一）运营的规模 地铁的设计运输能力要和预测的远期单向高峰小时最大的断面客流量的需求相满足；地铁车辆的数目，要按照初期运营需要进行配置，在运营后的远期要按照客流量增长的需要进行适当的增加和调配；地铁列车的速度通常情况下都是在每小时35千米以上，在每小时80千米以下；地铁各设计年限的列车运行间隔，要依照各个设计年限的预测客流量、列车编组以及列车定员、系统服务水平等因素进行综合考虑，并加以确定。高峰时段初期列车运行间隔要在六分钟以下，这是为了保证地铁的服务水平。 （二）运营的模式 地铁的线路必须要是安全封闭的，并且列车的运行必须要在安全防护系统的监控下来进行；通常列车要配置一名司机来驾驶；在客流量分布不均匀的线路上，要组织区段运行，列车运行交路要依照个设计年限客流量断面的分布情况来进行确定；列车在曲线上运行时，其速度要按照曲线半径的大小来计算，其离心加速度应该小于O.4m／s2；地铁要设有运营控制中心，并依照城市轨道交通线网的分布情况，每个中心可以控制一条或者数条线路。并且这一控制中心要有能力对列车的运行和供电系统进行监控；在各个地铁的车站都应该设置车站监控室，从而来监控列车的运行以及车站的设备；地铁应该采用计程票价制，并且要有对客流数据以及票务收入进行自动控制的能力。 （三）运营管理的方式 列车运营管理机构必须要和系统运营管理的任务要求相符合，通过对组织机构的合理安排，来进行管理；在安排运营机构以及人员数量时，要把依靠科技进
铁路运行图编制系统的现状与思考 摘要：铁路运行图是保证铁路运输高效、安全的有效手段，而目前的铁路运行图编制系统还有部分缺陷，例如数据的精确性、动态更新、数据互联等方面存在瑕疵。为提升铁路运行图编制系统的工作效率，优化系统配置，文章对铁路运行图编制系统的现状进行了分析与思考，为铁路部门优化系统提供了参考资料。 关键词：铁路运行图；编制系统；铁路运输；系统配置；动态更新；数据互联文献标识码：A 中图分类号：U292 文章编号：1009-2374（2017） 07-0154-02 DOI：10.13535/https://www.doczj.com/doc/dc170905.html,ki.11-4406/n.2017.07.073 铁路运行图是火车在运行过程中，从始发站一直到终点站，通过发送相关数据给铁路中心，保证铁路交通安全?利运行的手段。其中运行图中涉及到铁路运输调度、机务、车辆、工务、电务、供电、客货运等多个部门，部门之间通过运行图协调合作，让列车高效快速运行，所以铁路运行图的编制是整个铁路交通部门最重要、最严谨的工作，运行图编制的好与坏直接反映了铁路运输的真实质量，还有铁路运输整体的安全稳定。因此，铁路运行图编制系统需要不断提高其编制能力与管理质量，这样才能真正保障铁路运输的经济
效益、社会效益以及公共交通安全。 1 铁路运行图编制系统的现状 1.1 铁路运行图编制系统 当前，我国的铁路运行图的编制系统内容非常复杂，其中包括列车时刻表、运行图绘制、车站股道应用、客图管理、车辆分配、牵引计算等。这些系统共同组成运行图编制系统，保证铁路交通运输安全稳定，为广大旅客带来舒适的服务。 1.2 计算机编制系统 铁路运行图编制系统主要由计算机编制系统完成，主要的编制方法有模拟法、数学模型法、人工智能法三种。模拟法采用人工绘编的方式，由工作人员按照经验编制的计算机判断与执行程序，以此实现编图。数学模型法主要使用多种数学工具对铁路运行图进行建模，优化计算机算法，实现运行图的顺利运行。人工智能法，将人的经验作为计算机运行规则，构建列车运行图编制专家系统，并将列车运行图看作各区间列车顺序的一个组合，从而将列车运行图的编制作为一个搜索问题来解决。通过计算机编制系统，运行图可以在本地、服务器、客户端上运行，实现对全部铁路交通线的动态管理。在这个系统上，铁路运输工作人员可以对车辆、站点、客运等同时进行编制运行图工作。例如运输部门对运行图进行调整、客运部门对旅客与列车时刻表进行管理编制。通过计算机编制系统大大提高了铁路运行图的利用效率，实
一、地铁车站的建筑设计 1地铁车站的分类 1.1 按照车站埋深分：浅埋车站、深埋车站 1.2 按照车站运营性质分：中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站 1.3 按照车站结构断面形式分：矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他 1.4 按车站站台形式分：岛式、侧式、岛侧混合式 2 地铁车站建筑及平面布局 2.1 地铁车站的组成 地铁车站由车站主体（站台、站厅、生产、生活用房）、出入口及通道、通风道及地面通风厅等三大部分组成。 车站建筑又可概括为以下部分组成：乘客使用空间、运营管理用房、技术设备用房、辅助用房。 2.2车站总体平面布置 按照以下流程确定：前期工作（设计资料的收集、现场调查、构思），确定车站中心位置及方向，选定车站类型，合理布置车站出入口、通道、通风道与地面通风厅。 3 车站建筑设计 3.1 车站设计 3.1.1 设计原则 （1）根据车站规模、类型及平面布置，合理组织人流路线，划分功能分区。 （2）车站一般宜设在直线上。 （3）车站公用区间划分为付费区和非付费区。 （4）隔、吸声措施。 （5）无障碍通行。 3.1.2 平剖面设计 （1）车站规模确定。确定车站外形尺寸大小、层数和站房面积，确定车站规模大小。 （2）车站功能分析。确定车站乘客流线、工作人员流线、设备工艺流线等，以便于合理进行车站平剖面布置。
（3）站厅设计。主要解决客流出入的通道口、售票、进出站检票、付费区与非付费区的分隔、站厅与站台的上下楼梯与自动楼梯的位置等。 （4）站台设计。确定站台形式、站台层的有效长度、宽度和站台高度，然后进行站台层公共区（上、下车与候车区及疏散通路）的设计。 （5）主要房间布置。包括变电所、环控用房、主副值班室、车站控制室、站长室等，一般设置在站厅和站台层的两端。 （6）车站主要设施布置。包括楼梯、自动扶梯、电梯、售检票设施等的布置和各部位通过能力的设计，按照有关规范执行。 3.1.3 消防、安全与疏散 主要考虑建筑防火与防水淹问题。 3.2 车站出入口及出入口通道 3.2.1 普通出入口的设计 （1）出入口数量的确定。一般情况，浅埋地下车站的出入口不少于4个，深埋车站不少于2个。 （2）主要尺寸的确定。出入口的宽度总和应大于该站远期预测超高峰小时客流量所需的总和，可按照公式计算。 3.2.2 出入口通道 包括出入口通道宽度的设计、埋深、楼梯踏步和自动扶梯的设置等，出入口通道地面坡度等。 3.3 车站通风道 3.3.1 车站通风道 确定地铁车站内的通风方式、环控设备的布置等来确定车站内通风道的布置。 3.3.2 地面通风亭 根据风量及风口数量确定通风亭的大小，根据实际环境和设备的条件确定通风亭的位置。 3.4 残废人设施 考虑残废人专用电梯和站内盲道的设置。
目录 第1章绪论 (1) 1.1选题背景及意义 (1) 1.2重载列车动力学研究现状 (1) 1.2.1 国外研究现状 (1) 1.2.2 国内研究现状 (3) 1.2.3 存在的问题 (4) 1.3本文研究的主要内容 (5) 第2章列车纵向动力学理论 (6) 2.1列车纵向动力学模型 (6) 2.2列车阻力计算模型 (7) 2.2.1 基本阻力 (7) 2.2.2 附加阻力 (8) 2.2.3 起动阻力 (9) 2.3机车牵引制动模型 (9) 2.3.1 牵引特性 (9) 2.3.2 制动特性 (10) 2.4货车制动模型 (11) 2.5车钩缓冲器模型 (13) 2.5.1 缓冲器模型 (13) 2.5.2 缓冲器参数及其处理方法 (14) 2.6列车纵向冲动 (16) 2.6.1 引起纵向冲动的原因 (16) 2.6.2 影响纵向冲动的关键因素 (16) 2.7本章小结 (19) 第3章基于Simpack的长大列车编组的纵向动力学仿真计算 (20) 3.1多体系统动力学软件的发展及应用 (20) 3.2轨道车辆的拓扑结构 (20) 3.3长大列车动力学建模 (21) 3.3.1 HXD1单车机车模型 (21) 3.3.2 2万吨列车模型 (22) 3.4铰接与力元的建模 (23)
3.4.1 创建制动力曲线 (23) 3.4.2 创建制动力时间激励 (24) 3.4.3 创建制动力力元 (25) 3.5动力学模型解算及结果分析 (25) 3.6本章小结 (26) 第4章长大列车纵向动力学实时性计算研究 (27) 4.1动力学解算方法 (27) 4.1.1 龙格库塔法 (27) 4.1.2 Newmark-β法 (31) 4.1.3 两种方法的优缺点及使用范围 (33) 4.2误差分析 (34) 4.2.1 龙格库塔法误差分析 (34) 4.2.2 Newmark-β法误差分析 (36) 4.3实时性仿真计算分析 (38) 4.4基于VC的纵向动力学软件开发 (39) 4.4.1 系统结构设计 (39) 4.4.2 界面设计 (40) 4.4.3 运行操作数据处理 (44) 4.5本章小结 (44) 第5章长大列车不同编组下的纵向动力学计算案例 (45) 5.1起动牵引工况 (45) 5.2紧急制动工况 (46) 5.2.1 1+2+1 编组 (47) 5.2.2 2+0+2 编组 (48) 5.2.3 1+1+1 编组 (49) 5.3三种编组条件下的车钩力对比 (51) 5.3.1 同步制动对比 (51) 5.3.2 滞后制动对比 (51) 5.4本章小结 (52) 总结与展望 (54) 总结 (54) 展望 (55) 参考文献 (56)
1调度调整在地铁行车组织中的作用 地铁运营是一个动态的、变化的过程,运营中的各种情况都具有随机性、复杂性。客流的增减、列车的晚点、运营秩序的紊乱、突发事件及设备故障等的影响,都要求行车调度在日常的运营组织工作中根据情况的变化,及时合理地采取调整措施,使列车尽可能按运行图行车。 应急情况下的行车调度指挥工作,是对全局性的行车组织进行安全、科学、灵活的调整,最大限度地发挥地铁设备、设施的潜能,维持一定限度内的地铁降级运输能力,把突发事件对运营的影响降到最低。 2调度调整的基本原则 在地铁行车组织中,调度调整的基本原则是:安全、快速、全面、服务。 安全———是运营企业生存与发展的生命线。任何情况下的运营调整都必须把安全工作放在首位,确保行车安全、设备安全及乘客生命财产的安全。 快速———在调度调整时,要做到反应快、报告快、处置快,把握事发初期的关键时间,将影响控制在最小范围。 全面———在运营调整时,行车调度要有全局观,不能只关注突发事件及设备故障,而忽略了其他因素和影响。 服务———运营是服务的基础,运营调整必须要考虑对服务及乘客的影响,并将相关信息告知乘客,最大限度地减少损失、降低影响 3 调度调整方式： 地铁运营组织中,行车调度应严格按照列车运行图指挥行车。当列车不能按图行车需要进行调整时,必须考虑列车运行的安全以及对服务的影响,做到恢复正点运营和行车安全兼顾。主要的调度调整方式有以下几种: (1) 列车停运、下线。对有故障并影响服务的列车,要组织停运或下线,使该列车退出服务。该方式主要在始发站、终点站使用。对中途运行的列车也可组织进入中间站存车线或回车厂检修。此种调整方式在列车运行图上的表示即为“抽线”,就是实际运行图的列车运行线条比计划运行图少。 (2) 列车加开、替开。由于客流的增加或故障列车下线的影响,可以组织加开列车,一般使用备用车或出厂列车。对在终点站退出服务的列车,可以使用备用列车替开,仍按原交路运行。加开、替开的目的是为了保证列车服务的数量,即运能满足运量。 (3) 列车在车站扣车及区间临时停车。当前方列车或车站设备故障时,要对后续列车进行扣车或区间临时停车。扣车是将列车扣停在后方车站,基本原则是“谁扣谁放”。在区间临时停车是通知司机将列车临时停在区间,司机必须做好乘客安抚工作。扣车及临时停车是调度调整的重要手段之一,目的是保证前方列车或车站有充分的时间处理故障。 (4) 列车减速运行并增加停站时间。为了保证故障列车或车站有充分的处理时间,使行车间隔均匀,应该对相关列车进行限速并增加停站时间,控制运营节奏。 (5) 列车越站通过或加速运行。为了使晚点列车正点终到,可以要求司机加速运行,也可以组织列车不停站通过,即越站(也称跳停) 。采取越站方式时,必须充分考虑对乘客的影响,相关车站及司机必须做好服务工作。原则上客流较大车站及首末班车不安排跳停。还要避免一列车连续越站及多列车在同一车站连续越站。列车上客流拥挤或前方站出现意外情况时,也可以采用此方式。如“十运会”开幕当天,南京地铁为及时疏散奥体中心的大客流,就对客流量很小的元通、中胜车站采取了越站方式,取得了较好的效果。 (6) 列车救援。列车在运行中发生故障,运行速度极其缓慢或停滞,势必会造成线路堵塞,给全
铁路调车作业方法 一、挂车作业方法 挂车作业有两种方法，一是单机挂车，二是带车连挂。挂车作业中易发生的问题：一是挂重钩(即撞大响)，其后果轻则车门弹开或货物窜出，重则酿成事故；二是挂车挂不上会将车顶跑溜逸，挤坏道岔溜人区间或者造成车辆冲突；再就是挂车人员在接近挂车时，进人线路内调整钩位易造成人身伤亡。主要原因在于未执行作业程序和未采取必要的措施。易连挂前正确调整钩位；连挂时认真执行“十、五、三”车距离信号，连挂后确认连挂妥当。 1．连挂车辆 (1)调整钩舌、钩位： ①在车辆连挂之前，先检查车钩钩位是否位于中心(在 曲线上钩位有偏移)，同时两车钩应是一个在关闭状态，一 个在全开状态。须使机车车辆停车后进行调整，再进行连挂。如两车钩均在关闭状态，则连挂时两钩舌互相冲撞而损坏车钩；如两车钩都在全开状态，又容易损坏钩舌或钩锁铁，且不易正确连挂。严禁在运行中调整钩位。
②在曲线上调整钩位的方法：在曲线上连挂车辆与在直线上连挂车辆不同，其情况如图2～5所示。 两车纵中心线相错，车身愈长，曲线半径愈小，则相错的差度愈大。要使两车钩正确连挂好，必须使两车钩的纵中心线相近，如差度过大，则不易连挂。如勉强进行连挂，可能使两钩头相错，甚至撞坏端梁。因此，在曲线上挂车时，应正确调整钩位，将两钩头向弯道内侧扳动，使两车钩纵中心线相近，并将两车钩各开六、七成位置，以加大两车钩接触面；或以小型连挂大型车。如经几次连挂不上时，在符合手推调车的条件下，将车辆推到直线上再连挂。 (2)正确及时地显示信号： ①推进车辆去连挂车辆时，调车长先向扳道员要道，得到扳道员道岔开通信号或调车信号机显示进行信号后，向司机显示连结信号和起动信号，司机鸣笛回示起动后再根据停留车位置，显示十、五、三车距离信号(距被连挂车辆十车约110m时，显示十车信号；距离五车约55m时，显示五车信号；距离三车约33m时，显示三车信号；距离11m时，显示稍行移动信号。如距离不足十车时，仅显示五车和三车距