A型地鐵車(chē)輛的限界計(jì)算畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 車(chē)輛工程系 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： a型地鐵車(chē)輛的限界計(jì)算 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 （城市軌道車(chē)輛） 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起迄日期： 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 摘 要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，全國(guó)有很多城市已經(jīng)開(kāi)始修建地鐵，或正處于積極準(zhǔn)備階段，城市軌道交通得到了迅猛了發(fā)展，但仍難滿足日益增長(zhǎng)的強(qiáng)烈需求?，F(xiàn)代城市軌道交通車(chē)輛的類(lèi)型一般可以分為a、b、c型。因?yàn)閍型車(chē)相對(duì)于b、c型車(chē)來(lái)說(shuō)容量更大，因此載客量更大，更適應(yīng)中國(guó)的大客流現(xiàn)狀，目前我國(guó)的地鐵車(chē)輛使用a型車(chē)較多。城市軌道交通限界規(guī)定了軌道交通車(chē)輛和隧道的斷面形狀與凈空尺寸以及高架與地面建筑物的凈空尺寸，同時(shí)也規(guī)定

2、了設(shè)備安裝位置及預(yù)留空間，是構(gòu)成城市軌道交通安全運(yùn)輸?shù)幕颈ＷC之一，也是城市軌道交通設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。城市軌道交通限界不僅制約車(chē)輛外形尺寸，還關(guān)系到諸如隧道等各種建筑物的內(nèi)部輪廓，對(duì)軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模及其投入和產(chǎn)出有重大影響。車(chē)輛限界計(jì)算不僅是車(chē)輛設(shè)計(jì)過(guò)程中一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是安全行車(chē)的重要保障。關(guān)鍵詞： 車(chē)輛工程；城市軌道交通；a型車(chē)；車(chē)輛限界abstractwith china's sustained economic growth, there are many cities across the country have started to build the subway, o

3、r is in a positive preparation stage, urban rail transit development has developed rapidly, but still difficult to meet the growing strong demand. modern urban rail traffic vehicle type generally can be divided into a, b and c. because type a relative to b, c car in cars and larger capacity, so it h

4、olds bigger, more adapt china's large passenger status, current metro vehicle use type a car more. urban rail transit rail traffic regulations confines of tunnel with cross-section shape and size and elevated and ground clearance of the building has also provided size, the clearance of the equip

5、ment installation position and obligate space that constitute the urban rail traffic safety transportation is one of the basic guarantee of urban rail transportation design foundation. urban rail transit confines of not only restricts vehicle shape dimension, was also linked to various buildings suc

6、h as tunnel to the internal outline, the construction of the rail transit system scale and the input and output have significant influence. vehicles are not only confines of vehicle design process calculation, but also an important content of the important guarantee the safe driving. keywords：vehicl

7、e engineering , urban rail transit , type a car, vehicle confines of 目 錄第一章 緒論11.1畢業(yè)設(shè)計(jì)課題介紹11.1.1課題來(lái)源11.1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求11.1.3 課題意義11.1.4 課題背景11.1.5 課題內(nèi)容21.2 論文結(jié)構(gòu)安排和說(shuō)明2第二章 a型地鐵車(chē)輛限界42.1 地鐵車(chē)輛的綜述42.2 限界的發(fā)展過(guò)程42.3 地鐵車(chē)輛限界的分類(lèi)52.3.1 車(chē)輛限界52.3.2 設(shè)備限界52.3.3 建筑限界52.4 地鐵車(chē)輛限界計(jì)算62.4.1 車(chē)輛限界計(jì)算相關(guān)概念62.4.2 a型地鐵車(chē)輛計(jì)算輪廓線62.4.

8、3 車(chē)輛限界的計(jì)算原則72.4.4 車(chē)輛限界的計(jì)算要素92.4.5 車(chē)站區(qū)域車(chē)輛限界的計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定92.4.6 車(chē)輛限界的計(jì)算方法9第三章 a型地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算133.1 車(chē)輛限界公式:133.1.1 車(chē)體部分133.1.2 轉(zhuǎn)向架部分163.1.3 簧下部件183.1.4 輪緣部分豎向偏移量計(jì)算公式193.1.5 踏面部分豎向偏移量計(jì)算公式193.1.6 受電弓及受流器部分193.2 a型地鐵車(chē)輛的具體參數(shù)的確定20第四章 a型地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算244.1 a型限界主要計(jì)算參數(shù)：244.1.1 a型車(chē)采用受電弓受電。244.1.2 a型車(chē)計(jì)算車(chē)輛主要參數(shù)符合下列要求244.1.3 制

9、定限界的主要設(shè)計(jì)參數(shù)符合下列要求244.1.4 a型計(jì)算車(chē)輛輪廓線坐標(biāo)值254.2 地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算過(guò)程264.2.1 地鐵車(chē)體上的控制點(diǎn)264.2.2 地鐵車(chē)輛轉(zhuǎn)向架上的點(diǎn)274.2.3 地鐵車(chē)輪上的控制點(diǎn)284.2.4 地鐵車(chē)輛齒輪箱上的控制點(diǎn)284.2.5 地鐵車(chē)輛車(chē)載信號(hào)設(shè)備的控制點(diǎn)284.2.6 信號(hào)燈預(yù)留位置控制點(diǎn)294.2.7 受電弓高度為5000mm的控制點(diǎn)294.2.8 受電弓高度為4400mm的控制點(diǎn)30第五章 總結(jié)325.1 論文總結(jié)325.2 感想32參考文獻(xiàn)34致謝35附錄a：英文資料36附錄b：英文資料翻譯40附錄c：a型地鐵車(chē)輛的輪廓線和車(chē)輛限界圖4444第一章

10、 緒論1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)課題介紹1.1.1課題來(lái)源本選題工程技術(shù)研究性質(zhì)的自擬課題。1.1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求基于大學(xué)四年多專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，使我們對(duì)車(chē)輛知識(shí)有了更多的了解，通過(guò)對(duì)地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，從而獲得車(chē)輛限界的計(jì)算方法。車(chē)輛限界計(jì)算的具體要求：1）掌握限界的計(jì)算方法。2）確定a型地鐵車(chē)輛的原始參數(shù)。3）掌握計(jì)算機(jī)畫(huà)圖技巧，畫(huà)出車(chē)輛限界圖形。1.1.3 課題意義隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，道路上的車(chē)輛越來(lái)越多，使我們的生活越來(lái)越擁擠，對(duì)我們的生活壞境造成的污染也越來(lái)越嚴(yán)重，所以現(xiàn)在地鐵車(chē)輛的發(fā)展也是迫不及待，及其重要的。鐵路車(chē)輛的研究意義：1）地鐵限界不僅制約著地鐵車(chē)輛的外形尺寸，而且也關(guān)系到

11、隧道、車(chē)站等建筑物的內(nèi)部輪廓及隧道內(nèi)安裝的機(jī)電、通信、供電、給排水等設(shè)備的外形尺寸。2）地鐵限界直接關(guān)聯(lián)著地鐵工程的規(guī)模，并對(duì)地鐵工程的投資有著重大影響。3）地鐵日常運(yùn)行維護(hù)環(huán)節(jié)也需要地鐵限界這一重要指標(biāo)，關(guān)系到運(yùn)行以后的安全問(wèn)題。1.1.4 課題背景近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，我國(guó)的地鐵建設(shè)得到了迅猛的發(fā)展，地鐵工程的竣工驗(yàn)收、地鐵的日常維護(hù)等環(huán)節(jié)都需要地鐵限界這個(gè)重要指標(biāo)。限界是指列車(chē)沿固定的軌道安全運(yùn)行時(shí)所需要的空間尺寸。地鐵限界是以地鐵車(chē)輛的輪廓尺寸和車(chē)輛的有關(guān)技術(shù)參數(shù),運(yùn)行動(dòng)力性能,結(jié)合軌道和接觸網(wǎng)(或接觸軌)的相關(guān)條件,并考慮設(shè)備和安裝誤差,按規(guī)定的計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的。地鐵限界

12、分為車(chē)輛限界、設(shè)備限界、建筑限界。車(chē)輛限界是車(chē)輛在正常狀態(tài)下形成的最大動(dòng)態(tài)包絡(luò)線,設(shè)備限界是用以限制設(shè)備安裝的控制線,建筑限界是在設(shè)備限界基礎(chǔ)上、考慮了設(shè)備和管線安裝尺寸后的最小有效斷面。受電弓限界或受流器限界是車(chē)輛限界的組成部分,接觸軌限界屬于設(shè)備限界的輔助限界。為了確保列車(chē)在隧道中行駛時(shí)有足夠的空間和行駛安全,在限界內(nèi),除了機(jī)車(chē)車(chē)輛及其有相互作用的建筑物和設(shè)備外,其他建筑物和設(shè)備不得侵入3。我國(guó)地鐵限界檢測(cè)最常用的是斷面檢測(cè)法。根據(jù)設(shè)備限界尺寸和不同的斷面半徑,制作一個(gè)可以伸縮的框架固定在平板車(chē)上,作為限界檢測(cè)車(chē),用內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引,對(duì)全線逐段進(jìn)行檢測(cè)1。在直線段和不同半徑的曲線段轉(zhuǎn)換時(shí),需要

13、手動(dòng)調(diào)整固定在平板車(chē)上的框架。如果能夠?qū)崟r(shí)、連續(xù)、快速地對(duì)限界狀況進(jìn)行檢測(cè),并將檢測(cè)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,就能實(shí)時(shí)掌握限界的變化,及時(shí)消除影響運(yùn)輸安全的隱患2。1.1.5 課題內(nèi)容通過(guò)查閱專(zhuān)業(yè)書(shū)籍和論文，了解地鐵車(chē)輛限界的相關(guān)知識(shí)，其中包括地鐵車(chē)輛的綜述、地鐵車(chē)輛限界的分類(lèi)、城市軌道交通車(chē)輛限界的計(jì)算等。重點(diǎn)研究地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算原則、計(jì)算方法等。學(xué)習(xí)并掌握地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算公式，并根據(jù)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)以及對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的了解，確定了公式中各個(gè)數(shù)字的取值，完成地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果。在a型地鐵車(chē)輛上取了幾十個(gè)點(diǎn)，并將各點(diǎn)坐標(biāo)值代入公式，通過(guò)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的車(chē)輛限界。最后利用cad畫(huà)圖得到地鐵車(chē)輛

14、的輪廓線以及車(chē)輛限界。1.2 論文結(jié)構(gòu)安排和說(shuō)明本論文共分為五章，具體介紹如下：第一章：緒論。主要介紹本論文的課題背景、研究意義和研究目的，分析了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，對(duì)論文的結(jié)構(gòu)和安排做了詳細(xì)介紹。第二章：地鐵車(chē)輛限界及其計(jì)算方法。研究了地鐵車(chē)輛限界的有關(guān)知識(shí)，其中包括地鐵車(chē)輛的綜述、地鐵車(chē)輛限界的分類(lèi)、城市軌道交通車(chē)輛限界的計(jì)算。重點(diǎn)研究了地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算原則，計(jì)算方法等。第三章：地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算公式及其含義。本章詳細(xì)介紹了地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算公式，并根據(jù)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)以及對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的了解，確定了公式中各個(gè)數(shù)字的取值。第四章：地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果。本章在a型地鐵車(chē)輛上取了幾十個(gè)

15、點(diǎn)，并將各點(diǎn)坐標(biāo)值代入公式，通過(guò)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的車(chē)輛限界。最后利用cad畫(huà)圖得到地鐵車(chē)輛的輪廓線以及車(chē)輛限界。第五章：總結(jié)。回顧畢業(yè)設(shè)計(jì)全過(guò)程，在畢業(yè)論文一至四章的基礎(chǔ)上，總結(jié)了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)取得的階段性成果和設(shè)計(jì)體會(huì)。第二章 a型地鐵車(chē)輛限界2.1 地鐵車(chē)輛的綜述城市軌道交通限界規(guī)定了軌道交通車(chē)輛和隧道的斷面形狀與凈空尺寸以及高架與地面建筑物的凈空尺寸，同時(shí)也規(guī)定了設(shè)備安裝位置及預(yù)留空間，是構(gòu)成城市軌道交通安全運(yùn)輸?shù)幕颈ＷC之一，也也是城市軌道交通設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)1。城市軌道交通限界不僅制約車(chē)輛外形尺寸，還關(guān)系到諸如隧道等各種建筑物的內(nèi)部輪廓，對(duì)軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模及其投入和產(chǎn)出有重大影響,因此對(duì)其

16、參數(shù)的測(cè)定具有重要意義，本文將對(duì)a型地鐵車(chē)輛限界及其計(jì)算所涉及到的知識(shí)作簡(jiǎn)明概述?，F(xiàn)代城市軌道交通車(chē)輛的類(lèi)型一般可以分為a、b、c型。因?yàn)閍型車(chē)相對(duì)于b、c型車(chē)來(lái)說(shuō)容量更大，因此載客量更大，更適應(yīng)中國(guó)的大客流，目前我國(guó)的地鐵車(chē)輛使用a型車(chē)較多。a型地鐵車(chē)輛轉(zhuǎn)向架主要參數(shù)如表2-1所示： 表2-1 轉(zhuǎn)向架基本參數(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目數(shù)值最高設(shè)計(jì)速度 （km/h）90最高運(yùn)營(yíng)速度 （km/h）80同一軸箱中心距離 mm2000軌距 mm1435軸重 t16.0軸距 m2.5車(chē)體重量（aw0狀態(tài)） kg2400載客重量（aw3工況） kg2500動(dòng)力轉(zhuǎn)向架質(zhì)量 kg7500車(chē)輪直徑 mm840770電機(jī)組成質(zhì)量

17、 kg635每軸箱垂向剛度 (mn/m)1.22每軸箱橫向剛度 (mn/m)5.8每軸箱縱向剛度 (mn/m)5.8制動(dòng)閘瓦壓力 kn402.2 限界的發(fā)展過(guò)程為了改變我國(guó)地鐵限界無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的狀況，實(shí)現(xiàn)地鐵限界的通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，建設(shè)部頒布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)cjj 96-2003地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)。限界的發(fā)展經(jīng)歷了靜態(tài)限界、動(dòng)態(tài)限界、動(dòng)態(tài)包絡(luò)線限界幾個(gè)階段。限界的制定和校驗(yàn)也經(jīng)歷了一個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展過(guò)程。限界的計(jì)算方法和理論也日趨完善、合理。從限界的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，限界計(jì)算所考慮的車(chē)輛位移要素越來(lái)越多，這為更加充分利用限界空間提供了可能性，同時(shí)也相應(yīng)增加了限界校驗(yàn)的計(jì)算工作量。國(guó)內(nèi)外限

18、界計(jì)算的方法很多，而且采用了不同的計(jì)算方法將得到完全不同的計(jì)算結(jié)果。地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)所采用的算法是綜合了國(guó)內(nèi)外最新的計(jì)算方法，并在我國(guó)設(shè)計(jì)、施工實(shí)踐的基礎(chǔ)上建立的新的理念和方法。這種算法綜合了國(guó)內(nèi)外各種限界算法的利弊，取長(zhǎng)補(bǔ)短，能全面的計(jì)算地鐵車(chē)輛肯那個(gè)發(fā)生的各種位移，確定車(chē)輛的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線極限輪廓，并以此制定出不必設(shè)置過(guò)大安全裕量得設(shè)備限界，使其安全性和經(jīng)濟(jì)性得到了統(tǒng)一。2.3 地鐵車(chē)輛限界的分類(lèi)根據(jù)不同的功能要求，分為車(chē)輛限界、設(shè)備限界和建筑限界。保證地鐵安全運(yùn)行、限制車(chē)輛斷面尺寸、限制沿線設(shè)備安裝尺寸及確定的建筑結(jié)構(gòu)有效凈空尺寸的圖形稱為限界。2.3.1 車(chē)輛限界直線地段車(chē)輛限界是以線路為基準(zhǔn)

19、的基準(zhǔn)輪廓線的最外各點(diǎn)。按車(chē)輛在線路上運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的最不利位置確定。其值必須根據(jù)車(chē)輛技術(shù)參數(shù)、最大行車(chē)速度、軌道參數(shù)、接觸網(wǎng)（接觸軌）參數(shù)，并計(jì)及各種磨耗值計(jì)算確定。車(chē)輛限界由車(chē)輛供貨商提供。當(dāng)車(chē)輛各種技術(shù)參數(shù)還沒(méi)有正式確定之前，車(chē)輛限界可參照有關(guān)地鐵車(chē)輛進(jìn)行設(shè)定。2.3.2 設(shè)備限界直線地段設(shè)備限界是車(chē)輛限界外的一個(gè)輪廓。該輪廓系在車(chē)輛限界外，自車(chē)體肩部橫向加寬100mm、邊梁下端橫向加寬30 mm、頂部加寬60 mm、受電弓加高50 mm、車(chē)下懸掛物降低50 mm形成的。曲線地段設(shè)備限界應(yīng)在直線地段設(shè)備限界基礎(chǔ)上按平面曲線半徑和靜態(tài)傾斜及側(cè)滾角計(jì)算確定。2.3.3 建筑限界建筑限界是設(shè)備限界

20、外的一個(gè)輪廓，計(jì)算施工誤差、測(cè)量誤差及結(jié)構(gòu)變形。任何建筑物均不得侵入此限界。建筑限界和設(shè)備限界之間的空間應(yīng)能安裝各種電纜、水管、消火栓（箱）、動(dòng)力箱、信號(hào)機(jī)、照明燈、接觸網(wǎng)（接觸軌）及其固定設(shè)備。該輪廓還應(yīng)滿足在設(shè)備限界與設(shè)備之間留出20-50 mm余隙。2.4 地鐵車(chē)輛限界計(jì)算2.4.1 車(chē)輛限界計(jì)算相關(guān)概念（1）基準(zhǔn)坐標(biāo)系：垂直于直線軌道線路中心線的二維直角平面坐標(biāo)。橫坐標(biāo)。橫坐標(biāo)軸（x軸）與設(shè)計(jì)軌頂平面相切，縱坐標(biāo)軸（y軸）垂直于軌頂平面，該基準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)與軌距中心點(diǎn)。（2）偏移及偏移量：在基準(zhǔn)坐標(biāo)系內(nèi)，車(chē)輛橫斷面上各點(diǎn)因車(chē)輛本身原因或軌道線路原因，在運(yùn)行中離開(kāi)原來(lái)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中所

21、定義的設(shè)計(jì)位置稱為偏移，偏移以毫米(mm)為單位的量值稱為偏移量。在第1坐標(biāo)方向的偏移稱為一側(cè)橫向偏移，在第2坐標(biāo)方向的偏移稱為豎向（向上、向下）偏移。（3）計(jì)算車(chē)輛：制定限界時(shí)設(shè)定的一種車(chē)輛，包括各項(xiàng)構(gòu)造參數(shù)、橫斷面輪廓尺寸及水平投影輪廓尺寸等，均是車(chē)輛限界設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。計(jì)算車(chē)輛橫斷面上最外點(diǎn)的連線為計(jì)算車(chē)輛輪廓線。2.4.2 a型地鐵車(chē)輛計(jì)算輪廓線目前我國(guó)地下鐵道使用a型車(chē)較多。最早使用a型車(chē)的是上海地鐵1號(hào)線，其次為廣州地鐵1號(hào)線。已決定使用a型車(chē)的有深圳和南京軌道交通線。由于上海地鐵和廣州上a型車(chē)已運(yùn)行多年，因此計(jì)算車(chē)輛輪廓線以上海車(chē)和廣州車(chē)為基礎(chǔ)，參照深圳和南京車(chē)而確定，a型車(chē)（車(chē)

22、寬3m）計(jì)算車(chē)輛輪廓線如圖2-1所示。另外，a型車(chē)車(chē)輛限界計(jì)算用參數(shù)以能包絡(luò)以上各車(chē)型為前提，經(jīng)過(guò)仔細(xì)斟酌而確定。圖2-1 a型車(chē)（車(chē)寬3m）計(jì)算車(chē)輛輪廓線2.4.3 車(chē)輛限界的計(jì)算原則1）車(chē)輛限界的計(jì)算應(yīng)以列車(chē)在平直線上，并用額定速度在整體道床上的軌道上運(yùn)行為基本條件。根據(jù)線路環(huán)境不同分為隧道內(nèi)車(chē)輛限界和高架線（或地面線）車(chē)輛限界兩種限界。2）曲線地段增加的附加因素，不應(yīng)在車(chē)輛限界內(nèi)考慮，應(yīng)在設(shè)備內(nèi)考慮并加寬、加高。3）車(chē)輛限界的計(jì)算參數(shù)，按其概率性質(zhì)應(yīng)分成兩大類(lèi)，即隨機(jī)因素和非隨機(jī)因素。對(duì)非隨機(jī)因素應(yīng)按線性相加合成；對(duì)按高斯概率分布的隨機(jī)因素應(yīng)采取均方根值合成，將兩大類(lèi)相加形成車(chē)輛偏移量。

23、4）對(duì)隧道內(nèi)、高架線（或地面線）兩類(lèi)車(chē)輛限界均采用統(tǒng)一的計(jì)算公式。計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)不同外部條件合理選用不同的計(jì)算參數(shù)。5）車(chē)輛限界的偏移量計(jì)算應(yīng)按車(chē)體、轉(zhuǎn)向架（構(gòu)架、簧下部分、踏面、輪緣）、受電弓（受流器）三部分分別計(jì)算。6）限界是確定行車(chē)軌道周?chē)鷺?gòu)筑物凈空的大小，以及管線和設(shè)備安裝相互位置的依據(jù)，是專(zhuān)業(yè)間共同遵守的技術(shù)規(guī)定，應(yīng)經(jīng)濟(jì)、合理、安全可靠。7）限界應(yīng)依據(jù)車(chē)輛的輪廓尺寸和技術(shù)參數(shù)、軌道特性、受電方式、施工方法、設(shè)備安裝等綜合因素進(jìn)行分析計(jì)算確定。8）車(chē)輛限界的計(jì)算是以平直線上混凝土整體道床和碎石道床的線路為基本條件，根據(jù)隧道內(nèi)及地面進(jìn)行環(huán)境不同，分為隧道內(nèi)和高架線（含地面線）車(chē)輛限界兩種基

24、本類(lèi)型。9)曲線地段不同于上述兩種情況，增加的附加因素是在設(shè)備限界內(nèi)考慮加寬與加高。10）車(chē)輛限界的計(jì)算要素（偏移量），按其概率性質(zhì)統(tǒng)一分為兩大類(lèi)，即隨機(jī)因素和非隨機(jī)因素。對(duì)于非隨機(jī)因素按線性相加合成，而對(duì)隨機(jī)因素按高斯概率分布采取均方值合成。將以上兩大類(lèi)相加形成車(chē)輛的動(dòng)態(tài)偏移量。11）所有傾側(cè)角度引起的偏移量合成后其大小受限于車(chē)輛結(jié)構(gòu)上的豎向止擋。橫向偏移量和豎向位移量大小受限于車(chē)輛結(jié)構(gòu)上的橫向止擋及豎向止擋。12）對(duì)于隧道內(nèi)平直線、高架線（含地面線）兩類(lèi)車(chē)輛限界均采用統(tǒng)一的計(jì)算公式。計(jì)算操作時(shí)應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)別情況合理選用不同的計(jì)算參數(shù)。13）車(chē)輛限界偏移量計(jì)算劃分為車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、受電弓（三軌

25、受流器）等三部分分別計(jì)算。14）車(chē)輛限界一經(jīng)制定，屬限界標(biāo)準(zhǔn)中重要的部分。車(chē)輛運(yùn)行安全與否，必須根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法的基本規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，確定車(chē)輛動(dòng)態(tài)包絡(luò)線是否超越車(chē)輛限界為準(zhǔn)。15）標(biāo)準(zhǔn)方法中及到計(jì)算車(chē)輛輪廓線及計(jì)算參數(shù)僅供限界制定時(shí)使用，并非對(duì)車(chē)輛規(guī)格和參數(shù)作強(qiáng)制性規(guī)定。實(shí)際制造的車(chē)輛應(yīng)以實(shí)際參數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的基2 hz，也就是使懸架的靈敏度小于1，這樣人體感受振動(dòng)敏感的2 hz以上的激勵(lì)頻率就都在振動(dòng)范圍內(nèi)了。隔振原理就是通過(guò)減震器使懸架工作于減幅區(qū)域以達(dá)到減振的目的。2.4.4 車(chē)輛限界的計(jì)算要素1）車(chē)輛的制造誤差；2) 車(chē)輛的維修限度；3）轉(zhuǎn)向架輪對(duì)處于軌道上的最不利運(yùn)行位置；4）輪對(duì)相對(duì)于車(chē)體

26、的橫向振動(dòng)位移量；5）轉(zhuǎn)向架構(gòu)架相對(duì)于車(chē)體的橫向位移量；6）車(chē)輛的空重車(chē)撓度差及垂向位移量；7）軌道線路的幾何偏差（含維修限度）；8）一系懸掛側(cè)滾位移量；9）二系懸掛側(cè)滾位移量；10）因車(chē)輛制造、載荷不對(duì)稱、軌道水平不平順等引起的偏移。2.4.5 車(chē)站區(qū)域車(chē)輛限界的計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定1）車(chē)站有效站臺(tái)區(qū)域的計(jì)算方法應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第3.1.3條的規(guī)定：當(dāng)車(chē)站有效站臺(tái)區(qū)得計(jì)算參數(shù)不同于區(qū)間時(shí)，可使用新的參數(shù)進(jìn)行站臺(tái)區(qū)域車(chē)輛限界的計(jì)算，并制定站臺(tái)區(qū)域的車(chē)輛限界；當(dāng)車(chē)站有效站臺(tái)區(qū)域的計(jì)算參數(shù)同于區(qū)間的計(jì)算參數(shù)時(shí)，站臺(tái)區(qū)域的車(chē)輛限界可使用本標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)間車(chē)輛限界。2）高架線（或地面線）的車(chē)輛限界的計(jì)算應(yīng)符合下列

27、規(guī)定：高架線（或地面線）的車(chē)輛限界，當(dāng)采用本標(biāo)準(zhǔn)第3.1.3條的公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，其中風(fēng)壓（） 值一般情況取600 n/；高架線（或地面線）車(chē)輛限界可取當(dāng)?shù)貧庀筚Y料核定值（不等于600 n/）進(jìn)行計(jì)算并制定符合當(dāng)?shù)貧庀筚Y料的高架線（或地面線）車(chē)輛限界。2.4.6 車(chē)輛限界的計(jì)算方法以確定的計(jì)算車(chē)輛輪廓線控制點(diǎn)坐標(biāo)為基礎(chǔ)，計(jì)及上述各種計(jì)算要素，制定出公式分別計(jì)算其橫向和垂向位移；將輪廓線控制點(diǎn)坐標(biāo)加上（或減去）對(duì)應(yīng)點(diǎn)的縮減量值，即可得到車(chē)輛限界控制點(diǎn)坐標(biāo)。車(chē)體側(cè)部車(chē)輛加寬50mm，考慮了將來(lái)鼓形車(chē)的發(fā)展需要。由于車(chē)體運(yùn)動(dòng)時(shí)可能向左側(cè)滾或向右側(cè)滾，故應(yīng)對(duì)兩種工況分別計(jì)算，取結(jié)果大者為最終車(chē)輛限界。如

28、第6點(diǎn)輪廓線坐標(biāo)為（1365，,3416），當(dāng)車(chē)體橫向位移和車(chē)體傾角產(chǎn)生的橫向偏移量方向相同時(shí)，計(jì)算得其橫向偏移量為134 mm，豎向向上偏移量為-2 mm，故得車(chē)輛限界坐標(biāo)為（1499，3414）；當(dāng)車(chē)體橫向偏移和車(chē)體傾角產(chǎn)生的橫向偏移方向相反時(shí)，其橫向偏移量為-4 mm，豎向向上偏移量為60 mm，的車(chē)輛限界坐標(biāo)為（1361,3476）。由于第一工況產(chǎn)生限界能包絡(luò)后者，故取前者為該點(diǎn)最終車(chē)輛限界。車(chē)輛限界計(jì)算較復(fù)雜，計(jì)算工作量相當(dāng)大，因此，有人計(jì)算時(shí)可將各公式利用fortant powerstation 編織成程序，運(yùn)行后直接輸出輪廓線控制點(diǎn)及車(chē)輛限界控制點(diǎn)坐標(biāo)值、程序運(yùn)行流程如圖2-2所

29、示。圖2-2 車(chē)輛限界計(jì)算程序運(yùn)行流程圖設(shè)備限界與車(chē)廂限界之間，應(yīng)留安全間距。直線地段安全間距大小為15100 mm。其中：車(chē)體上肩部橫向間距為100 mm；車(chē)體下部橫向間距為50 mm；車(chē)體頂部與底部間距為50 mm；車(chē)下懸掛物以下間距為50 mm；轉(zhuǎn)向架部分橫向及豎向間距為15-30 mm；站臺(tái)邊緣應(yīng)留大于10 mm的間距。圖2-3 a型車(chē)隧道內(nèi)直線地段車(chē)輛限界及設(shè)備限界計(jì)算得隧道內(nèi)直線地段a型車(chē)車(chē)輛限界及設(shè)備限界如圖2-3所示。水平曲線和豎曲曲線區(qū)間的設(shè)備限界應(yīng)在直線設(shè)備限界的基礎(chǔ)上加寬和加高，其加寬和加高量亦按指定的統(tǒng)一公式計(jì)算。計(jì)算時(shí)需注意車(chē)體橫向加寬和過(guò)高的偏移方向。如第6點(diǎn)隧道內(nèi)

30、直線地段設(shè)備限界坐標(biāo)為（1570,3452），當(dāng)車(chē)體橫向加寬和過(guò)超高偏移方向相同時(shí)，計(jì)算得其橫向偏移量為188mm，豎向向上偏移量為-43mm，得曲線地段設(shè)備限界坐標(biāo)為（1758,3409）；當(dāng)車(chē)體橫向加寬和過(guò)超高的偏移方向相反時(shí)，計(jì)算得其橫向偏移量為40mm，豎向向上偏移量為43mm，得曲線地段設(shè)備限界坐標(biāo)為（1610,3495）。由于前者產(chǎn)生限界已包絡(luò)后者，故取第一工況為改點(diǎn)曲線地段最終設(shè)備限界。建筑限界與設(shè)備限界之間，應(yīng)充分考慮設(shè)備和管線安裝所需的尺寸，并預(yù)留可能產(chǎn)生的安裝誤差和變形20-50mm。無(wú)論有無(wú)設(shè)備安裝，其最小間距不小于200mm。第三章 a型地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算3.1 車(chē)輛限

31、界公式:區(qū)間平直線車(chē)輛限界應(yīng)由計(jì)算車(chē)輛輪廓線各種坐標(biāo)加橫向及豎向車(chē)輛偏移量得到。偏移量的計(jì)算宜符合下列規(guī)定：3.1.1 車(chē)體部分 1）車(chē)體橫向平移和車(chē)體傾角產(chǎn)生的橫向偏移方向相同時(shí):車(chē)體橫向偏移量計(jì)算公式： (3-1) (3-2) (3-3) (3-4) (3-5)注：以上公式中、為線性特性，在需要進(jìn)行精細(xì)計(jì)算時(shí)，可采用非線性特性，以下同。車(chē)體豎向向上偏移量計(jì)算公式： (3-6)車(chē)體豎向向下偏移量計(jì)算公式： (3-7)2）車(chē)體橫向平移和車(chē)體傾角產(chǎn)生的橫向偏移方向相反時(shí)： 車(chē)體橫向偏移量計(jì)算公式： （3-8）車(chē)體豎向向上偏移量計(jì)算公式： (3-9)車(chē)體豎向向下偏移量計(jì)算公式： （3-10）3.1

32、.2 轉(zhuǎn)向架部分1）構(gòu)架：（a）橫向平移和傾角產(chǎn)生的橫向偏移方向相同時(shí)：構(gòu)架橫向偏移量計(jì)算公式： （3-11）構(gòu)架豎向向上偏移量計(jì)算公式（豎向平移和傾角產(chǎn)生的豎向偏移方向相反）： （3-12）構(gòu)架豎向向下偏移量計(jì)算公式（豎向平移和傾角產(chǎn)生的豎向偏移方向相同）： （3-13） （b）橫向平移和傾角產(chǎn)生的橫向偏移方向相反時(shí)： 構(gòu)架橫向偏移量計(jì)算公式： （3-14） 構(gòu)架豎向向上偏移量計(jì)算公式（豎向平移和傾角產(chǎn)生的豎向偏移方向相同）： （3-15） 構(gòu)架豎向向下偏移量計(jì)算公式（豎向平移和傾角產(chǎn)生的豎向偏移方向相反）： （3-16） 3.1.3 簧下部件 簧下部分橫向偏移量計(jì)算公式： (3-17) 簧

33、下部分豎向偏移量計(jì)算公式： （3-18）3.1.4 輪緣部分豎向偏移量計(jì)算公式 （3-19）3.1.5 踏面部分豎向偏移量計(jì)算公式 （3-20）3.1.6 受電弓及受流器部分 1）受電弓偏移量計(jì)算： a) 橫向偏移量：應(yīng)采用公式（3-1）進(jìn)行計(jì)算。b）豎向向上偏移量： （3-21） 2）受流器偏移量計(jì)算：a）橫向偏移量： （3-22）b）豎向向上偏移量（上部受流工作狀態(tài)）： 受流器根部轉(zhuǎn)軸（圖5.3.1中第點(diǎn)）： （3-22） 受流器與接觸軌接觸點(diǎn)（圖5.3.1中第14點(diǎn)）： （取正公差） （3-23）3）受流器端部：按以上兩定位點(diǎn)用作圖法求得【轉(zhuǎn)軸用（3-23）式】。a） 豎向向上偏移量（上

34、部受流非工作狀態(tài)）： （3-24）b） 豎向向下偏移量（上部受流非工作狀態(tài)）：受流器根部轉(zhuǎn)軸（圖5.3.1中第點(diǎn)）： （） （3-25）受流器與接觸軌接觸點(diǎn)（圖5.3.1中第14點(diǎn)）： （取負(fù)公差） （3-26）受流器端部：按以上兩定位點(diǎn)用作圖法求得【轉(zhuǎn)軸用（3-20）式】。a） 豎向向下偏移量（上部受流非工作狀態(tài)）： （） （3-27）b） 垂向向上偏移量（下部受流工作狀態(tài)）： （取正公差） （3-28）c） 垂向向下偏移量（下部受流非工作狀態(tài)）： （3-29）d） 垂向向下偏移量（下部受流工作狀態(tài)）： （取負(fù)公差） （3-30）e） 垂向向下偏移量（下部受流非工作狀態(tài)）： （） （3-31

35、） 3.2 a型地鐵車(chē)輛的具體參數(shù)的確定根據(jù)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)以及對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和了解，確定公式中各參數(shù)中的具體數(shù)值，如表3-1所示：表3-1 各參數(shù)具體值符號(hào)表示內(nèi)容具體數(shù)值車(chē)體橫向偏移量（mm） 計(jì)算最大軌距（含鋼軌內(nèi)側(cè)面磨損）（mm） 1456 輪對(duì)輪緣最小外側(cè)距（輪對(duì)最大磨耗量時(shí)）（mm） 1516 車(chē)輛定距（mm） 15700 車(chē)體計(jì)算斷面至相鄰中心銷(xiāo)距離（mm） 3000 轉(zhuǎn)向架軸箱軸承橫向游間（mm） 2車(chē)輪橫向彈性變形量（mm） 1轉(zhuǎn)向架一系彈簧橫向彈性變形量（或軸箱與導(dǎo)柱最大間隙）（mm） 5轉(zhuǎn)向架中心銷(xiāo)徑向間隙及磨耗量（mm） 5轉(zhuǎn)向架二系彈簧橫向彈性變形量（靜態(tài)）（mm）

36、5 軌道橫向彈性變形量（mm） 20兩條鋼軌的相對(duì)高度的彈性變化量（mm） 40計(jì)算點(diǎn)的縱坐標(biāo)值（mm） 3800 重力傾角附加系數(shù) 0.4 載荷不對(duì)稱的計(jì)算載客容量（kg） 300 轉(zhuǎn)向架一系彈簧上支承面距軌面高度（mm） 500 整車(chē)一系彈簧側(cè)滾剛度（nmm/rad） 3轉(zhuǎn)向架二系彈簧上支承面距軌面高度（mm） 855輪對(duì)橫向制造誤差值（mm） 1轉(zhuǎn)向架二系彈簧橫向彈性變形量（動(dòng)態(tài)）（mm） 80轉(zhuǎn)向架中心銷(xiāo)安裝定位誤差值（mm） 1轉(zhuǎn)向架一系彈簧橫向安裝誤差值（mm） 2車(chē)體表面設(shè)備安裝誤差值（mm） 2受電弓橫向安裝誤差值（mm） 2車(chē)輛地板面未能補(bǔ)償?shù)母叨日`差值（mm） 5車(chē)體下部及

37、懸掛物高度尺寸制造安裝誤差值（mm） 5車(chē)體上部或上部安裝設(shè)備的高度尺寸制造安裝誤差值（mm） 2 車(chē)體銷(xiāo)外上翹/下垂量（mm） 10轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫向制造誤差值（mm） 5轉(zhuǎn)向架構(gòu)架向上豎向制造誤差值（mm） 5轉(zhuǎn)向架構(gòu)架向下豎向制造誤差值（mm） 5轉(zhuǎn)向架簧下部分橫向制造誤差值(mm) 2轉(zhuǎn)向架簧下部分豎向制造誤差值（mm） 5受流器橫向安裝誤差值及受流器橫向尺寸公差值（mm） 1受流器豎向安裝誤差值及受流器豎向尺寸公差值（mm） 1受電弓相對(duì)車(chē)體橫向晃動(dòng)量（mm） 2線路中心線橫向位差值（mm） 1站臺(tái)區(qū)域中心線橫向位差值（mm） 2兩條鋼軌的相對(duì)高度的彈性變化量（mm） 3重力加速度（m/

38、） 9.81車(chē)體受風(fēng)面積（） 6風(fēng)壓（n/） 600含載客車(chē)體重量（kg） 46000橫向加速度（m/） 3受流器向下偏移量（mm） 1受流器向上偏移量（mm） 1車(chē)體輪緣部分豎向向下偏移量（mm） 1轉(zhuǎn)向架構(gòu)架豎向向下偏移量（mm） 2轉(zhuǎn)向架構(gòu)架豎向向上偏移量（mm） 2車(chē)輪踏面部分豎向向下偏移量（mm） 1受電弓豎向向上偏移量（mm） 2車(chē)體豎向向下偏移量（mm） 2簧下部分豎向向下偏移量 1車(chē)體豎向向上偏移量（mm） 2簧下部分橫向偏移量（mm） 1受流器橫向偏移量（mm） 1構(gòu)架橫向偏移量（mm） 2車(chē)輛二系彈簧橫向位移在曲線及直線上差值（mm） 2車(chē)輛一系彈簧橫向位移在曲線及直線上差

39、值（mm） 1車(chē)體受風(fēng)面積形心距軌面高度（mm） 2465轉(zhuǎn)向架二系彈簧橫向間距（mm） 1500車(chē)輛一側(cè)二系彈簧并列數(shù) 2轉(zhuǎn)向架一側(cè)二系彈簧垂向剛度值（n/mm） 1抗側(cè)滾扭桿的抗側(cè)滾剛度（每根）（nmm/rad） 0.5車(chē)輛一側(cè)一系彈簧并列數(shù) 4每一軸箱一系彈簧垂向剛度值（n/mm） 0.5轉(zhuǎn)向架一系彈簧橫向間距（mm） 1500車(chē)體中心距軌面高(mm) 2465第四章 a型地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算4.1 a型限界主要計(jì)算參數(shù)：4.1.1 a型車(chē)采用受電弓受電。4.1.2 a型車(chē)計(jì)算車(chē)輛主要參數(shù)符合下列要求a型車(chē)車(chē)輛主要參數(shù)如表4-1所示。表4-1 a型車(chē)車(chē)輛主要參數(shù)名稱參數(shù)車(chē)體長(zhǎng)度22100m

40、m車(chē)輛定距15700mm車(chē)體外側(cè)最大寬度3000mm車(chē)頂外側(cè)寬度2823mm底架外側(cè)寬度3000mm車(chē)頂高度（距軌面）3800mm落弓高度（距軌面）3810mm底板面高度（距軌面）1130mm轉(zhuǎn)向架固定軸距2500mm車(chē)輪直徑（新輪）840mm受電弓寬度15501700mm空車(chē)車(chē)體重量22000kg（鋁車(chē)）重車(chē)車(chē)體重量47920kg（鋁車(chē)）最高運(yùn)行速度80km/h4.1.3 制定限界的主要設(shè)計(jì)參數(shù)符合下列要求a型車(chē)限界的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表4-2所示。表4-2 a型車(chē)限界的主要設(shè)計(jì)參數(shù)名稱參數(shù)接觸導(dǎo)線距軌頂面安裝高度（隧道內(nèi)）4040mm接觸導(dǎo)線距軌頂面安裝高度（高架線和地面線）最小高4400mm

41、接觸導(dǎo)線距軌頂面安裝高度（車(chē)輛段車(chē)場(chǎng)線）5000mm水平曲線最小半徑（正線）r300mm水平曲線最小半徑（輔助線）r150mm水平曲線最小半徑（車(chē)場(chǎng)線）r110mm豎曲線最小半徑2000mm鋼軌類(lèi)型（正線及輔助線）60kg/m鋼軌類(lèi)型（車(chē)場(chǎng)線）50kg/m軌道超高最大值120mm高架線或地面線（風(fēng)載荷）60n/注：超高設(shè)置方法：一為內(nèi)軌降低半超高、外軌抬高半超高，二為外軌抬高一個(gè)超高。4.1.4 a型計(jì)算車(chē)輛輪廓線坐標(biāo)值a型計(jì)算車(chē)輛輪廓線坐標(biāo)值如表4-3所示：表4-3 a型（隧道內(nèi)、高架或地面線）車(chē)輛輪廓線坐標(biāo)值（mm）點(diǎn)號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x 0 250 500 85

42、01031 13001365 1412 1500 1500 y38003790 3759 36773623 3504 3416 3313 1800 1130 點(diǎn)號(hào) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 x 1500 1400 1250 1120 1120811.5811.5708.5809.5676.5 y 520 520 234 170 170 170 0 0-28-28 點(diǎn)號(hào) 20 21 22 23 24 25 262728 29 x676.5626 626 450 450 01425 148115071452 y160 160 95 95 160 160307830

43、6426212605 點(diǎn)號(hào) - - 0a 1a 2a 3a 4a 0b1b 2b x - -0 325 615 678850 0325615 y - -50005000498249524816440044004382 點(diǎn)號(hào) 3b 4b x 687 850 y43524216注：表中第013點(diǎn)是車(chē)體上的控制點(diǎn)；第1315點(diǎn)是轉(zhuǎn)向架上的控制點(diǎn)；第1619點(diǎn)是車(chē)輪上的控制點(diǎn)；22,23兩點(diǎn)為連接在車(chē)軸上的齒輪箱點(diǎn)；20,21,24,25點(diǎn)為連接在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上的車(chē)載信號(hào)設(shè)備的最低點(diǎn)；2629為信號(hào)燈預(yù)留位置；第0a，1a，2a，3a，4a點(diǎn)為高架或地面線受電弓（高度5000mm）控制點(diǎn)；第0b，1b，

44、2b，3b，4b點(diǎn)為高架或地面線受電弓（高度為4400mm）控制點(diǎn)。a型地鐵車(chē)輛輪廓線如圖4-1所示：圖4-1 a型地鐵車(chē)輛輪廓線4.2 地鐵車(chē)輛限界的計(jì)算過(guò)程4.2.1 地鐵車(chē)體上的控制點(diǎn)首先計(jì)算第013點(diǎn)車(chē)體上的控制點(diǎn)各點(diǎn)的車(chē)輛限界，因需取車(chē)輛限界的外包絡(luò)線，所以按照車(chē)體橫向平移和車(chē)體傾角產(chǎn)生的橫向偏移方向相同時(shí)來(lái)計(jì)算，通過(guò)公式3.1.3-1，3.1.3-2，3.1.3-3，3.1.3-4，3.1.3-5和3.1.3-6來(lái)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表4-4所示：表4-4 計(jì)算結(jié)果 點(diǎn)號(hào) 0 0 79 48 1 275 108 50 2 512 9 6 3 216 10 7 4 232 -3026 5

45、 225-4542 6 219-5046 7 213-5249 8 172-169166 9 85-169166 10 64-162159 11 64-120118 12 54-114111通過(guò)比較取外包絡(luò)線得到車(chē)體113點(diǎn)在區(qū)間平直線上的車(chē)輛限界坐標(biāo)值，如表4-5所示：表4-5 車(chē)體113點(diǎn)在區(qū)間平直線上的車(chē)輛限界坐標(biāo)值 點(diǎn)號(hào) x 0 525 1012 1066 1263 1525 1584 y 38793898 3768 3687 3597 3462 3370 點(diǎn)號(hào) x 1625 1672 1585 1564 1464 1304 y 3264 1634 964 361 402 1234.2.2 地鐵車(chē)輛轉(zhuǎn)向架上的點(diǎn)利用公式3.1.3-11a，3.1.3-12a，3.1.3-13a，