钢轨的角系数怎么算啊 钢轨怎么编号
\u5982\u4f55\u8ba1\u7b97\u94a2\u8f68\u5f2f\u66f2\u7684\u5ea6\uff1f\uff1f\u7406\u8bba\u4e0a\uff0c\u5982\u679c\u8f74\u7684\u5f2f\u66f2\u65b9\u5411\u53ea\u6709\u4e00\u4e2a\uff0c\u5728\u5ffd\u7565\u6d4b\u70b9\u622a\u9762\u79ef\u7684\u5706\u67f1\u5ea6\u4ee5\u53ca\u5728\u4e0d\u6539\u53d8\u8f74\u4e24\u7aef\u652f\u6491\u4f4d\u7f6e\u7684\u524d\u63d0\u4e0b\uff0c\u6bcf\u4e2a\u6d4b\u70b9\u6cbf\u8f74\u5411\u622a\u9762\u79ef\u7684\u9ad8\u70b9\u5e94\u8be5\u662f\u6cbf\u8f74\u5411\u7684\u4e00\u6761\u76f4\u7ebf\u3002\u5982\u4e0a\u56fe\uff0c\u5047\u8bbeA\u4e3a\u8d77\u70b9\uff0cC\u4e3a\u8be5\u6d4b\u70b9\u622a\u9762\u79ef\u7684\u9ad8\u70b9\uff0c\u5219A\u70b9\u4e3a\u8be5\u70b9\u622a\u9762\u79ef\u7684\u4f4e\u70b9\u3002\u90a3\u4e48D\u70b9\u4e0eB\u70b9\u5e94\u8be5\u4e3a\u201c0-0\u201d\uff0c\u8fd9\u6837\u5c31\u53ef\u4ee5\u5728\u5e73\u9762\u76f4\u89d2\u5750\u6807\u7cfb\u4e2d\u8fde\u63a5\u5404\u6d4b\u70b9\uff0c\u5f97\u51fa\u8be5\u8f74\u7684\u5f2f\u66f2\u56fe\u3002\u4f46\u4ee5P3501B\u4e0a\u534a\u8f74\u7684\u5f2f\u66f2\u60c5\u51b5\u4e3a\u5217\uff0c\u8bf4\u660e\u8be5\u8f74\u7684\u5f2f\u66f2\u60c5\u51b5\u3002
\u6309\u7edf\u4e00\u91cc\u7a0b\u8ba1\u7b97\u65b9\u5411\uff0c\u6b63\u7ebf\u4ee5\u516c\u91cc\u4e3a\u5355\u4f4d\uff0c\u81ea\u7b2c\u4e00\u6839\u94a2\u8f68\u5f00\u59cb\u81f3\u672c\u516c\u91cc\u672b\u4e00\u6839\u6b62\u3002\u9047\u5230\u4e00\u6839\u8f68\u8de8\u8d8a\u53ca\u4e24\u4e2a\u8ba1\u7b97\u91cc\u7a0b\u65f6\uff0c\u6709\u4e00\u534a\u4ee5\u4e0a\u7684\u8be5\u8f68\u7f16\u53f7\u7f16\u5165\u524d\u4e00\u8ba1\u7b97\u91cc\u7a0b\u5185\uff0c\u5426\u5219\u5e94\u4e3a\u4e0b\u4e00\u91cc\u7a0b\u7b2c\u4e00\u53f7\u3002
1． 前言铁路有关部门把过去的列车事故当作宝贵的经验，并锐意解决防止同样事故的再次发生。铁路综合技术研究所也为了不损伤对铁路的信任，并且让顾客放心利用铁路，为提高安全性和可信性为目标而促进研究开发。
铁路行车事故的类别如表1所示。在此，可以看出沿铁路运行的列车因铁路固有的原因而发生脱轨事故。行驶安全—这句话具有较广的意义，但如果说铁路的行驶安全性，一般指的是对脱轨的安全性，即在钢轨上车俩沿着铁路线安全行驶的功能。关于如表1所示的各种事故的预防措施及事故发生时受害的减轻措施，我们将另行汇报。在本次报告上，把重点放在因车俩和铁路设施、自然灾害（地震）等原因而发生的列车脱轨，将介绍有关提高列车行驶装置的可信性、脱轨现象及对脱轨时车俩动作的查明等研究结果。
表1 铁路行车事故的类别
（铁路事故等报告规则）
事故等种类
原因的大致区别
1 列车冲撞事故
2 列车脱轨事故
3 列车火灾事故
4 道口障碍事故
5 公路障碍事故
6 铁路人身障碍事故
7 铁路物损事故
1 铁路负责人
2 车俩
3 铁路设施
4 多种原因脱轨
5 铁路以外
6 自然灾害
2． 提高运行装置的可信性
属于《车俩》类别的脱轨原因当中有底架框的裂纹、车轴的破裂及因轴承过热而发生的熔断、车轮压损等原因。实际上这些原因极少，但必须要根除因这种运行装置的破损而发生的脱轨事故，而且在车俩的设计·制作、保养等各个阶段上要进行仔细的检查。铁道综合技术研究所一直在促进着底架框及车轮的强度评价法、检查方法的研究开发等在提高运行装置的可信性上必不可少的技术。
⑴制定防止底架框疲劳损伤的方针
根据实验与分析的结果，提出了底架框的强度评价法。此外，基于这些研究成果和底架框的损伤事例，制定了综合设计·施工、应力测量试验法、强度判定法运行试验法的《保证钢溶解底架框疲劳的方针（案）》。
⑵开发中空车轴超声波自动探伤装置
高速列车为了减轻弹簧下面的重量和对轨道的负担而采用了中空车轴。在新干线电车采用中空车轴之前，已经开发了在中空里面自动而高精密度进行超声波探伤的装置（图1）。即研究并采用分离实际产生在车轮座的伤痕和被称为压入回波的干扰回波的算法的自动探伤装置。
斜角探测器（旋转移动） 打印机 PC 探伤器 超声波 探测器输送机构
图1 中空车轴自动探伤装置的结构
⑶破坏力学的高频率淬火车轮的强度评价
在高频率淬火车轴上，即使在被压入的车轮座上产生较小的伤痕，也通过人为伤痕车轴的疲劳试验和破坏力学的分析已经弄清了该伤痕不会给疲劳裂纹造成影响。
3． 脱轨现象的理解
当时的日本国有铁道把1963年发生的被称为《鹤见事故》的二轴货车脱轨事故作为经验，立即组织事故调查委员会，筹划制定了防止中途脱轨事故对策、综合安全基准（表2）。当时规定的《对脱轨的安全基准》中，着眼于在脱轨时起作用的车轮/钢轨之间的力和轮轴动作，把脱轨的形态分为①爬轨脱轨②滑脱脱轨③跳起脱轨的三种。之所以此三种至今仍在适用，是因为正确表示车轮偏离钢轨的脱轨事故的本质。首先，把脱轨作为车轮的运动来理解，对①～③的每个形态正确把握车轮导致脱轨的条件。然后以车俩、轨道、运转的状况是否达到脱轨条件的眼光重新看待事故。这样，即使看起来觉得复杂的脱轨事故，也会开始明白其主要原因及有效的事故预防对策。从此，铁道综合技术研究所将其作为脱轨研究，着手查明轮轴导致脱轨的条件。此外，在实际发生的脱轨事故当中，如果不是因车俩或轨道受到破损而造成的，则几乎都属于爬轨脱轨。因此，从此种现象开始进行说明。
表2 有关脱轨防止的综合安全基准
项 目
主 要 内 容
行驶安全性的判断目标
轮重减轻的容许限度
横压、轮轴横压的容许限度
脱轨系数的容许限度
车轮冲撞速度的容许限度
车体左右振动加速度的容许限度
对连接器的作用力的容许限度
轨道的配备标准
高低及道路、5m平面性、新设钢轨间线路时的轨道配备标准
车俩的检修限度
2轴货车的轮重管理目标值
车俩的综合平面失常限度和目标值
与轮轴有关的尺寸目标值
载货的偏债
摘除偏积基准（左右偏重比）
脱轨事故的调查方法
调查项目（概况报告、现场调查）
报告书的内容、样式、记载方
3．1 对曲线运行中的轮轴起作用的力
铁路列车的一般轮轴是，车轮受到车轴的压力而左右车轮同时运转。另外，因为车轮踏面形成倾斜角，所以如果轮轴向左右移动，则2个车轮因产生旋转半径而具有自身向轨道中心滚动的性质。叫做轮轴的自身掌舵功能。铁路列车依靠轮轴的自身掌舵功能沿着曲线运行，离心力由车轮轮缘和钢轨支撑。行驶半径较小的曲线时，因为缺乏列车第一轴的自身掌舵功能，所以轮轴向外滚动。如图2所示，外轴方左车轮是轮缘与钢轨接触，对钢轨形成正冲角。图2中的蠕滑力就是产生在滚动的车轮和钢轨间的接线力。
外轨レール：外钢轨 内轨レール：内钢轨 クリープ力：蠕滑力 アタック角：冲角
踏面：踏面 踏面勾配：踏面倾斜角 フランジ：轮缘 轨道中心：轨道中心
图2 在急曲线运行的列车第一轴姿势
3．2 爬轨开始状态和脱轨系数
图3表示从后面看图2的轮轴时，在y-z平面内作用于轮轴的力。图3中的Fy、FzL、FzR表示通过作用于轮轴的离心力及轮弹簧传达的车体振动惯性力及负荷等。图3中的左侧图是，把作用于外轨方左车轮和轨道间接触面的力扩大表示的。在此，如果回想车轮形成图2所示的冲角正在旋转，则会明白横向蠕滑力（接线力）fy是向图3箭头方向发生作用的。即在外轨方左车轮的轮缘上，横向蠕滑力向车轮悬浮的方向发生作用，而且车轮是一边旋转一边想要爬轨。作用于车轮/钢轨接触面的法向力、横向蠕滑力和轮重、横压之间常常形成以下公式。
如果起脱轨预防功能作用的轮缘的直线部开始与钢轨接触，则公式⑴的接触角α将与轮缘角一致。此状态叫做爬轨开始状态。即根据把横压Q除于轮重P得出来的值，判断车轮是否处于爬轨开始状态。因此把Q/P称为脱轨系数，将此作为对脱轨的安全性指标使用。通过图2、图3，冲角较小时或轮缘斜面角度较大时，或者斜面滑行时，不难理解车轮很难爬轨的。在公式⑴中，其适合于轮缘角（接触角α）较大或横向蠕滑力·法向力比fy/N较小的时候。反过来讲，防止爬轨脱轨的对策是，使接触角α变大或使fy/N变小或不让运行中的Q/P变大。并且，有关脱轨的研究课题是，就是通过运行条件了解横向蠕滑力·法向力比fy/N的数值如何，了解从前述的爬轨开始状态到脱轨的结构。
以上是把列车的曲线通过为例，对爬轨脱轨进行的说明。以上议论适应于列车行驶有通用位移轨道上的时候。
轮重：轮重 横クリープ力：横向蠕滑力 法线力：法向力 横圧：横压 接触角：接触角
外轨侧：外轨方 内轨侧：内轨方
图3 爬轨开始状态时作用于轮重的力
4． >急弯道低速行驶时的车轮爬轨脱轨
2003年3月，在旧营团地下铁日比谷线中目黑车站，列车以估计速度为12～13Km/h在连接于半径为160m、斜面高度为61㎜曲线的出口处缓和曲线上行驶时发生了脱轨事故。事故调查研究会的报告书中的现场调查结果表示该处的内轨方横压轮重比（与图3中内轨方fy/N几乎相同的数值），在上午8点到9点之间变增大。该时间段是，列车使用频率较高，钢轨温度已经悬浮的时候。因此，内轨方横压轮重比的数值大大超过了以前考虑过的一般的车轮和钢轨间的摩擦系数0.3。
内轨侧横圧轮重比：内轨方横压轮重比 レール温度：钢轨温度
图4 内轨方横压轮重比的时刻变化（营业车地上测量：平日图表）
4．1 >横向蠕滑力特性试验
把前述的事故为契机，铁道综合技术研究所进行利用实物轮轴的横向蠕滑力特性试验，调查了车轮轮缘与钢轨接触状态下时冲角和横向蠕滑力之间的关系。从该试验中，了解了以下结果。爬轨开始状态时横向蠕滑力·法向力比fy/N是，内·外轨均冲角为1.2～1.5deg时最大。即使冲角增大到2deg，也几乎保持同等数值。并且其最大值是，在内轨方踏面部上约为0.55、在外轨方轮缘部上为0.3～0.6左右等（图5）。另外，还确认了通过外轨方的轮重的减轻，车轮越悬浮，外轨方轮缘接触部的横向蠕滑力·法向力比fy/N越减少。通过获得冲角和横向蠕滑力·法向力的关系，从第3章·公式⑴中可以定量得出与冲角相对应的爬轨开始状态时的脱轨系数。
横クリープ力/法线力：横向蠕滑力/法向力 内轨侧踏面：内轨方踏面
外轨フランジ：外轨轮缘 アタック角：冲角 実験値（车轮上升量）：实验值（车轮悬浮量） 计算値（车轮上升量）计算值（车轮悬浮量）
图5 横向蠕滑力特性试验结果之例（干燥状态）
4．2 >铁道综合技术研究所场内进行脱轨运行试验
在铁道综合技术研究所场内新设试验线，进行了实物车俩的脱轨试验。图6表示第一轴外轨方车轮的冲角测量值。使用轴距约2m、底架中心间距离约为14m的一般的2轴转向车，通过在图6中用实线表示的模型计算式，确认了可以推算出与曲线半径对应的冲角。主要运行试验结果如下：
·设定了极端的静止轮重的不平衡时，在连接于5m平面性，位移为20㎜以上的半径为160m及100m曲线的出口处缓和曲线部上发生了车轮爬轨现象。
·在25Km/h以下的范围内，运行速度的差异没有影响到爬轨脱轨。
·在没有导致爬轨时和相同的轨道·车俩·运行条件下，在反复运行当中，有时也内轨方横压轮重比、即车轮/钢轨间摩擦系数增大而发生过车轮爬轨现象。但此时的外轨方脱轨系数的最大值几乎是相同的数值。因此，只根据脱轨系数很难辨别出是否脱轨。
·脱轨系数、轮重减载率、内轨方横压轮重比较大时发生了车轮爬轨现象（图7）。
此外，通过场内脱轨运行试验，掌握了车轮轮缘爬到钢轨顶面时作用于车轮悬浮量和车轮/钢轨及轮轴的力的变化。
アタック角：冲角 実测値：实测值 基本踏面モデル：基本踏面模型
曲线半径：曲线半径
图6 曲线半径和冲角（试验结果）
轮重减少率：轮重减载率 フランジ：轮缘 危険领域：危险领域 安全领域：安全领域
上升量：悬浮量 乗り上がり：爬轨 外轨油：外轨油 脱线系数：脱轨系数
内轨侧横圧轮重比：内轨方横压轮重比
图7 铁道综合技术研究所场内脱轨运行试验结果之例
4．3 脱轨模拟试验和推定脱轨系数比的计算式
运用把铁路列车的运动再现在计算机上的车俩运动模拟试验，把横向蠕滑力饱和特性（冲角和横向蠕滑力·法向力比之间的关系）结合于图5所示的实验结果进行了车轮爬轨脱轨的分析。图8表示在与综合技术研究所场内脱轨运行试验相同条件下进行的车俩运行模拟试验结果和实测数据。通过图8所示，分析结果表明，不只是轮重、横压、脱轨系数，车轮悬浮量也与试验结果非常一致。此意味着分析模型可以高精密度地表现出曲线通过中的外轨方车轮开始爬轨到轮缘爬到钢轨顶部的结构。通过运用以一系列的研究结果为基础的脱轨模拟试验，可以定量评价轨道条件、车俩各种数字、车轮/钢轨间摩擦系数及车轮·钢轨的断面形状等各个因素给车论爬轨脱轨带来的影响。
车轮上升量：车轮悬浮量 シミュレーション：模拟试验 乗り上がり：爬轨
実测値：实测值 走行方向：运行方向 缓和：缓和
图8 脱轨模拟试验的验证之例（运行速度 HasSpace="False" SourceValue="10" UnitName="km/h" w:st="on">10KM/h）
评价对各种列车在实际营业线上以低速行驶急弯道时脱轨的安全充裕度时，如果有比脱轨模拟试验更简便的方法的话，就极为方便。因此，以模拟试验分析结果和运行试验结果为基础，制作并提出了推定脱轨系数比计算式。推定脱轨系数比是通过下面公式得出的数值。如果该数值为1以上，则说明还有一定时间去解决爬轨脱轨。
推定脱轨系数比= 极限脱轨系数 ⑵
推定脱轨系数
极限脱轨系数是车轮可能开始爬轨的脱轨系数，推定脱轨系数是估计行驶曲线部的车俩第一轴外轨方车轮的脱轨系数的数值。前者是通过考虑给横向蠕滑力·法向力比fy/N影响的冲角的公式⑴计算，而后者是在基于脱轨模拟试验或试验结果的轮重横压推定式里输入车俩各种数字及轨道条件计算。轮重横压推定式是使用适应曲线半径的内轨方横压轮重比的设定模型计算轮重、横压的理论公式。目前已经确认了通过该公式得出的计算数值与实物车俩运行试验中的实测值非常一致（图9）。进行安全性评价时，使用内轨方横压轮重比k=0.55的模型，如果把诸多条件的不确定性估计在内后推定脱轨系数比的数值超过1.2的话，则可以判断为对脱轨的充裕度非常大。
外轨轮重·内轨轮重の比较：外轨轮重·内轨轮重的比较
……外轨轮重推定値：外轨轮重推定值
――内轨轮重推定値：内轨轮重推定值
□ >外轨轮重実测値：外轨轮重实测值
● >内轨轮重実测値：内轨轮重实测值
速度：速度
外轨横圧の比较：外轨横压的比较
……推定値：推定值
――推定値：推定值
○ >実测値：实测值
▲ >実测値：实测值
速度：速度
图9 根据轮重横压推定式的计算值和实测值的比较之例
4．3 >车俩的脱轨预防对策
通过上述的爬轨脱轨的结构，可以知道行驶曲线部时不轻易脱轨的车俩为以下几种：外轨方轮重不减轻；横压不变大；冲角不变大等车俩。另外，车轮轮缘角一定程度上较大为好。如果更详细地表示，则指具有以下特性的车俩：
⑴左右静止轮重的不平衡较小。
⑵具有容易追随轨道弯曲的适当的轴弹簧·枕弹簧及底架结构。
⑶重心较低、因倾斜角而产生的外轨方车轮的轮重减载量较少。
⑷掌舵性良好、冲角较小。
⑸一定程度上车轮轮缘角较大。
此外，不可忘记的是，高速行驶时不能发生被称为蛇行的不稳定自发振动。如果发生底架蛇行，则车轮轮缘与钢轨冲撞，产生极大横压，会发生轨道破裂或脱轨事故。进行车俩的设计·制作、检修时，把⑷中的掌舵性提高和蛇行预防同时实施，并需要确保·维持⑴～⑸的性能。
关于车轮轮缘角，通过脱轨模拟试验已经确认了如果扩大轮缘角，则极限脱轨系数变高，而且车轮也很难悬浮（图10）。但是，如果把轮缘角过于扩大，则由对面行驶岔线分岔轨时轮缘前端部将爬到尖轨顶部，发生脱轨事故。因此特别要注意。
关于静止轮重的不平衡，通过脱轨模拟试验已经确认了如果是急曲线低速行驶时的安全性方面容许范围内的数值，则即使在高速行驶也在行驶安全上不会存在问题。通过使用使之光滑而降低车轮/钢轨间摩擦系数，或降低外轨方轮缘的fy/N或横压的方法，对防止爬轨脱轨是有效的。但是对事故预防对策和定位上，还存在可靠性上必须解决的课题。
外轨侧横圧：外轨方横压 基本：基本 円锥：圆锥 修正円弧：修正圆弧 脱线：脱轨
静止轮重のアンバランス：静止轮重的不平衡
图10 因轮缘角度而产生的车轮悬浮量等各最大值的比较
（使静止轮重的不平衡发生变化的模拟试验结果之例）
処理装置：处理装置 测定用轮轴：测量用轮轴 动歪计：动态应变仪
スリップリング：集电环 エンコーダー（パルス発生器）：编码器（脉冲发生器）
パソコン：PC アンチエリアシング：抗锯齿功能 ローバスフィルタ：滤波器
AD変换器：转换器 カウンタ：计算器
ディジタルシグナルプロセッサ：数据信号信息处理机 零点补正：零点补正
出力：输出 レコーダ：记录器
图11 轮重横压连接测量系统的结构
5．高速行驶凹凸不平的钢轨时的轮重变动和脱轨
车俩在出现波状磨损的钢轨等表面连续凹凸不平的钢轨上高速行驶时，产生高频率的极大轮重变动。例如：在被认为高速新干线特殊情况的波长为1～1.5m的波状磨损上，即使在钢轨头顶面的凹凸全振幅为0.5㎜以下的微小数值也以230Km/h速度行驶时的轴箱上下振动加速度达到60m/s²。因为这些状态不希望发生因极大轮重产生的轨道破损、地盘振动及噪音，所以削平钢轨头顶面。但是，难免会仍有凹凸不平的地方。因此，进行运行试验时，有时会因临时的轮重减轻而检测出较大数值的脱轨系数。于是为了在运行安全性上适当评价这些现象，开发轮重横压连续测量法，通过实物车俩运行试验促进掌握现象的同时，通过轮轴的脱轨模拟试验或模型轮轴的转动试验研究了运行安全性评价方法。
轮重横压连续测量法与以前的方法相同，是从车轮的歪斜部位测量轮重、横压的方法。该方法通过把车轮/钢轨接触位置乘于相对的灵敏度进行演算处理，能够测量400Hz以下的轮重和100Hz以下的横压及脱轨系数（图11）。图12表示实物车俩中的测量波形之例。分析测量数据结果，确认了以下2点：一是高频率的轮重变动除了车轮旋转次数和其整数倍的成分以外，一定波长的振动成分显得卓越。二是该频率区域中，轮重和轴箱上下振动加速度有着线形关系（图13）。另外，运用脱轨模拟试验，分析了车俩在表面连续凹凸不平的钢轨上高速行驶时产生的轮重及车轮悬浮量。其结果显示即使通过约50Hz的轮重变动产生超过2.5的特大的脱轨系数数值也没有发现车轮的悬浮，而且车轮开始悬浮时的脱轨系数数值与钢轨的凹凸不平无关，基本上相同。因为50Hz的轮重变动下的轮重的减轻时间为1/100秒，所以一旦开始爬轨的车轮受其后的轮重增大影响及时复原。由此可见，可以判断为不轻易发生脱轨。
作为因短时间轮重消失而发生脱轨的例子，进行了在波长为2m、正弦1波的凹凸不平的轨道上行驶时的模拟试验。图14表示，此时以钢轨的凹凸高度和车轮悬浮量、脱轨系数超过时间和车轮悬浮量表示的计算结果。在此，脱轨系数超过时间是表示脱轨系数连续超过1.0时的时间，包括轮重为0的时候。此外，在计算方面上考虑了实际检测的凹凸高度的10倍左右的极端的数值，以便让车论发生悬浮现象。在以往的安全性评价方法中，因短时间的轮重减轻而发生脱轨系数极大值时，还没有准确判断该测量值的技术。但是，基于分析结果表明，安全性的评价，不仅是脱轨系数的数值，像如图13所示的脱轨系数超过时间一样，还采用了引进时间概念的方法。
不仅是钢轨的凹凸高度及运行速度，而且对轮轴质量、静止轮重、钢轨支持纲性、车轮/钢轨间摩擦系数、冲角等给车轮悬浮量造成影响的分析结果，得出了脱轨系数超过时间为0.015秒以下时，车轮悬浮量大概为1㎜以下，最大也不超过4㎜，对应付轮缘高度有非常充裕的时间。对因轮缘冲撞而发生的跳起脱轨也可以用同样的方法进行评价。以上的运行安全性评价法把脱轨系数的连续测量作为前提。因此，进行间歇性的轮重横压测量时，也把上记见解当作适用方法，提出了与轴箱上下振动加速度并用的评价方法。根据轮重的测量波形，可推测快速的轮重变动的发生，显著的轴箱上下振动的频率约为50Hz以上时，轮重的减轻时间为0.01秒以下。因此，判断为对安全性没有障碍也无妨。
6． >高速行驶曲线时的车俩脱轨（颠覆）
通过第4、5章所述的脱轨模拟试验，对高速行驶曲线区间的车俩脱轨动作进行了分析。如图15所示的计算结果例子一样，如果曲线通过速度过大，则车俩受离心力的影响向曲线外面倾斜。内轨方车轮从钢轨大大离开时，外轨方车轮在踏面和轮缘2点上与钢轨接触。如果此时内轨方车轮悬浮，则外轨方车轮的轮缘前端将爬到钢轨顶部并发生脱轨。
另外，对于车俩的颠覆，如果把内轨方车轮的轮重0的时候看作颠覆极限，则说明是个安全的评价。要说其研究方法，还是以前方法为实用的。即考虑车俩的弹簧系，从作用于车俩的力的静力学的平衡中求得轮重减载率。如果根据该方法，则可得出妥当的评价结果。
车轮/レール接触点：车轮/钢轨接触点 脱线：脱轨
图15 高速行驶曲线时对车俩动作分析的结果之例
车体：车体 空気ばね（2次ばね）：空气弹簧（2次弹簧） 台车枠：底架框 轮轴：轮轴 ヨーダンパ：减摆器 ストッパ：止动器 轴ばね（1次ばね）：轴弹簧（1次弹簧）
车轮：车轮 レール：钢轨 设计及び実测形状：设计及实测形状
地震动（変位）：地震动（位移）
图16 车俩运动分析模型的例子
回転中心：旋转中心 下心ロール（低周波数）：下心滚动（低频率）
上心ロール（高周波数）：上心滚动（高频率）
图17 发生地震时的车俩动作
7． >发生地震时的车俩动作
发生特大地震时，因轨道的压弯或桥台后面沉下等原因轨道变形，发生很大的位移。而且受地震动的影响轨道大位移振动。以评价与平常不同情况下的车俩行驶安全性为目的，进行了脱轨模拟试验。模拟试验中使用如图16所示的1个车俩模型，在车轮正下方的轨道输入位移进行分析。
对于构造物的磨损或因看错而发生的静态轨道位移，通过脱轨模拟试验求得了运行安全性所容许的限度。另外，对在大位移振动的轨道上行驶的车俩动作进行分析的结果，得出了轨道大范围的左右移动成了车俩脱轨的主要原因。加振频率约为0.8Hz以下时，下心滚动运动；加振频率约为1.3Hz以上时，上心滚动运动（图17）。在此两者中间的频率区域是，下心滚动和上心滚动混在一起的转变状态的摇晃形态。车体的旋转中心位置比钢轨面低，而且左右车轮交替进行悬浮移动的车俩动作叫做下心滚动。此时的车俩移动与相扑运动员把双腿交替抬高后用力踏地时的动作非常相似。车体的旋转中心位置在车俩的上部，而且车轮跟着车体的滚动左右移动的车俩动作叫做下心滚动。此时，车轮轮缘与钢轨猛烈冲撞。不管在任何时候，左右车轮交替悬浮并离开钢轨，降落的车轮轮缘落在钢轨上部并偏离钢轨发生脱轨。如此的脱轨形态是与通常运行时所看到的爬轨脱轨、滑脱脱轨、跳起脱轨不同。因此，原本是表示车俩动作的用语，但又考虑摇晃的意思并适用《摇摆》的名称，把上述的脱轨形态称之为摇摆脱轨。
促进对地震时的车俩动作的分析，同时进行把轨道以正弦波5波左右加振的脱轨模拟试验，制作了绘图各加振频率中脱轨之前的振动位移片振幅的行驶安全界线图（图18）。该行驶安全界线图对掌握应付地震动的基本的车俩行驶安全性，比较评价车俩·轨道·构造物特性上的运行安全性的不同起有效作用。
为了验证以上所述的脱轨模拟试验的妥善性，进行了实物底架的振动台试验（图19）。另外，研究结果记载在2006年2月出版发行的铁路构造物等设计标准及其说明（位移限制）。
加振変位振幅：加振位移振幅 脱线可能性高い：脱轨可能性较高 新型车両：新型车俩
旧型车両：旧型车俩 加振周波数：加振频率
图18 行驶安全界线图的例子
半车体：半车体 台车：底架 レール：钢轨
图19 实物底架的振动台试验
8． >今后方针
以脱轨现象及脱轨结构的查明为中心，汇报了有关提高车俩行驶安全性的研究开发的状况。脱轨的基本课题在于车轮/钢轨间作用力的理解。通过到目前为止的研究掌握了以下一定的知识。需要对增大车轮/钢轨间摩擦系数的条件、车轮表面状态及轮重、运行速度等给横向蠕滑力造成的影响进行定量化。关于地震时的行驶安全性，同样促进进行考虑轨道结构区别的车俩动作分析及组成列车的动作分析的程序开发和各种参数的调查。关于根据车俩、轨道、构造物等所有观点更加提高安全性的方法，计划继续深入研究。另外，在本报告书上记载的车轮/钢轨间的横向蠕滑力特性试验、综合技术研究所场内运行试验是获得国土交通省发给的补助金而进行的。
参考文献
1． >石冢弘道：底架框及车轴的强度和非破坏检查 铁道总研报告
2． >养祖次郎、坡本博：交替检查用新干线中空车轴超声波自动探伤装置的开发 铁道总研报告
3． >石冢弘道、赤间诚、花岗立定、佐藤康夫、本松启美、手冢和彦：对人为伤痕新干线电车车轴的疲劳试验结果的破坏力学的评价 铁道总研报告
4． >事故调查研究会：有关帝都高速度交通营团日比线中目黑站场内列车脱轨冲撞事故的调查报告书
5． >石田弘明、宫本岳史、前桥荣一、土井久代、饭田浩古川敦：对急曲线低速行驶时的爬升脱轨的安全性评价方法 铁道总研报告
6． >石田弘明：急曲线低速行驶试验上的安全性评价方法 铁道总研报告
7． >内田雅夫、高井秀之、村松浩成、石田弘明：根据轮重横压推定式对爬升脱轨的安全性评价 铁道总研报告
8． >石田弘明、松尾雅树：左右静止轮重之差给高速新干线车俩行驶安全性造成的影响—通过数值模拟试验的研究 日本机械学会Translog’97讲演论文集
9． >石田弘明、松尾雅树、手冢和彦、植木健司：铁路车俩的新的轮重、横压、脱轨系数连续测量法（测量装置的开发） 日本机械学会论文集C编
10．石田弘明、松尾雅树：在凹凸不平的轨道上高速行驶的车轴的动作解析 铁道总研报告
11．石田弘明、松尾雅树、藤岗健彦：有
E-mail：[email protected]
绛旓細鍚勭杞﹁締鍙婄瓑鍊欐寜闄勫綍A(鏍囧噯鐨勯檮褰)鐨勬崲绠绯绘暟K鎹㈢畻涓烘爣鍑嗘苯杞︾殑杈嗘暟銆 4 鏄奸棿12h鎸囧父鐧界彮涓婄彮鍓1h绠楄捣鐨勬椂闂撮棿闅斻 5 鏂板缓銆佹敼寤洪亾鍙ｇ殑浜ら氶噺涓嶆槗鏌ュ畾鏃,鍙牴鎹璁￠搧璺拰閬撹矾浜ら氶噺绛変富瑕佸洜绱犵‘瀹氬叾绛夌骇銆 6 浜嗘湜鏉′欢涓嶈壇鎸囨満鍔ㄨ溅椹鹃┒鍛樺閬撳彛鐨勪晶鍚戣璺濇垨鏈鸿溅杞﹁締璋冧箻浜哄憳瀵归亾鍙ｇ殑瑙嗚窛杈句笉鍒6.1鐨勮瀹氥 5 ...
绛旓細1銆佹棤缂濋挗杞ㄦ棤缂閽㈣建鐨鍦ㄧ剨鎺ュ鏄氳繃绱у浐浠舵潵鎶戝埗鐑定鍐风缉鐨勶紝姣忎釜绱у浐浠舵彁渚1鍚ㄧ殑鍔涳紝涓ょ鍚100涓揣鍥轰欢銆傚叡璁200鍚ㄧ殑鍔涖傛棤缂濊建灏辨槸鎶婇搧杞ㄥ洜涓虹儹鑳鍐风缉瀵艰嚧鐨勬俯搴﹀舰鍙樻帶鍒跺湪涓や釜杞ㄦ灂涔嬮棿銆2銆侀珮閾佽建閬撻兘鏄珮鏋剁粨鏋勩侀挗绛嬫贩鍑濆湡鏉愭枡锛岄挗杞ㄤ笌璺潰鐨勬俯搴︺佽啫鑳绯绘暟閮芥槸涓鑷寸殑锛屾棤闇瀵归挗杞ㄧ殑鐑儉鍐风缉鍋...
绛旓細楂橀熼搧璺槸涓椤瑰鏉傜殑鐜颁唬绯荤粺宸ョ▼锛屽牚姣旇埅澶╁伐绋嬶紝涓轰繚璇佸垪杞﹁繍琛岀殑楂橀熷害銆侀珮骞抽『鎬у拰楂樺彲闈犳э紝鍚屾椂娌跨嚎鍙楃壒娈婄殑澶嶆潅鍦拌川鏉′欢褰卞搷锛屼娇寰楀缓璁句腑瀵硅矾鍩恒佹ˉ姊併佽建閬撱佷俊鍙风瓑涓撲笟鏂藉伐鏂归潰鐨勮姹傛瀬涓鸿嫑鍒汇傚湪楂橀熼搧璺殑寤鸿涓紝杞涓嬪熀纭鐨勮愪箙鎬у拰鍙潬鎬у繀椤诲緱鍒颁繚闅溿傝繖灏辫姹備笉绠℃槸鍦ㄧ嚎璺殑閫夋嫨杩樻槸璺ㄦ渤璺ㄨ矾...
绛旓細閾佽矾妗ユ璁捐鍔ㄥ姏绯绘暟鐮旂┒杩涘睍 鍩庨檯鍒楄溅鏅冭溅鏈虹悊璇曢獙鐮旂┒ 鍩轰簬鍦伴搧鐨勫煄甯傜墿娴侀厤閫佽矾寰勪紭鍖 瀵瑰湴閾佸拰杞昏建杞﹁締鍙楃數寮撶壒鎬т笌璇曢獙鏂版棫鍥藉鏍囧噯涓昏鍐呭鐨勫姣斿垎鏋 杞ㄩ亾杞﹁締鏇茬嚎閫氳繃鏃惰溅閽╂憜瑙掍豢鐪璁＄畻鐮旂┒ 鏉繁绾閽㈣建浜ゆ浛渚х（鎴愬洜鎺㈢┒ 绔嬭冻鏂版椂浠 濂嬭繘姝ｅ綋鏃垛斺斿唴钂欏彜绗竴鏈烘闆嗗洟閾佽矾璐ц溅鍙戝睍35骞寸邯瀹 閾侀亾杞﹁締鐢...
绛旓細蠁涓涓鐢电閾佷笌閽㈣建闂寸殑婊戝姩鎽╂摝绯绘暟銆備笌闂哥摝鍜岀洏褰㈠埗鍔ㄧ浉姣,纾佽建鍒跺姩鐨勪紭鐐规槸,瀹冪殑鍒跺姩鍔涗笉鏄氳繃杞建绮樼潃浜х敓鐨,鑷劧涔熶笉鍙楄绮樼潃鐨勯檺鍒躲傞珮閫熷垪杞﹀姞涓婂畠,灏卞彲浠ュ湪绮樼潃鍔涗互澶栧啀鑾峰緱涓浠藉埗鍔ㄥ姏,浣垮埗鍔ㄨ窛绂讳笉鑷翠簬澶暱銆傜杞ㄥ埗鍔ㄧ殑涓嶈冻涔嬪鏄,瀹冩槸闈犳粦鍔ㄦ懇鎿︽潵浜х敓鍒跺姩鍔涚殑,鐢电閾佽纾ㄨ,閽㈣建鐨纾ㄨ椾篃瑕佸澶,...
绛旓細妯悜姘村钩鍔涗笉涔樺姩鍔绯绘暟銆3銆佸唴鍔璁＄畻(1)鎵垮彈鍨傜洿杞帇鐨勫唴鍔涜绠楃敱浜庡悐杞﹁疆瀛愮殑鑽疯浇涓虹Щ鍔ㄨ嵎杞,鍥犳搴斿厛纭畾杞瓙鐨勬渶涓嶅埄浣嶇疆,鎸夌畝鏀璁＄畻鏈澶у集鐭╁強鏈澶у壀鍔,骞剁粯鍑哄集鐭┿佸壀鍔涘寘缁滃浘銆傛渶澶у集鐭╁強鏈澶у壀鍔涜璁″间负453.8kN.m鍙349.5kN銆(2)鎵垮彈妯悜姘村钩鍔涚殑鍐呭姏璁＄畻鍦ㄦí鍚戞按骞冲姏浣滅敤涓,鍚婅溅姊佸湪姘村钩鏂瑰悜鍙楀集,鍏...
绛旓細铻烘爴鐩村緞鍜岃灪鏍撳瓟鐩村緞鏄垎鍒湁浠涔堝尯鍒 璇烽棶锛屽湪鏁版帶閾ｅ簥涓,閾ｇ洿寰80锛岃灪璺濅负3鐨勮灪涓濆瓟锛鎬庝箞鍔犲伐锛燂紵FANUC鏁版帶閾ｅ簥棣栧厛瑕侀棶浣犵敤鏄粈涔堣灪绾归摚鍒锛屾槸涓涓垁灏栫殑鎱㈡參鎸戝嚭鏉ワ紝杩樻槸鏁翠綋鍚堥噾鐨勮灪绾 閾佽矾閽㈣建铻烘爴瀛斿緞璇樊鎬庝箞娴嬮噺 閾佽矾閽㈣建铻烘爴瀛斿緞璇樊鎬庝箞娴嬮噺锛岀揣闊т綋鍜ㄨ椤鹃棶淇炴枃榫欒涓洪搧璺挗杞ㄨ灪鏍撳瓟寰勮宸鏋...
绛旓細濡備笅鍥:HZ妗╁湪绗28锝29娴嬬偣涔嬮棿,Hz妗╄窛29鐐规槸4绫,鍗矵Z=28,60,鐢变簬鏄浂妗,绗28鐐瑰拰29鐐圭殑姝ｇ煝璁＄畻寰堥夯鐑,褰撴椂涔熸病鏈夎繖涔堝厛杩,璁＄畻鏇茬嚎蹇呴』鏌绯绘暟琛,杩炶绠楀櫒閮芥病鏈,鍦ㄧ幇鍦鎬庝箞鍔炲憿?鏃㈢劧28鐐瑰拰29鐐圭殑姝ｇ煝涓嶅ソ绠,鎴戝氨涓嶉噺浣!浠庣29鐐归鍥4绫,鎵惧埌HZ鐐(鎴戜笖鍛藉悕涓29鈥 涓嬪悓),浠嶩Z鐐瑰悜鐩寸嚎鏂瑰悜閲...
绛旓細涓存椂鏀ⅸ鍜屼繚闄╂敮搴ч珮搴﹀竷缃椂鑰冭檻娓╁害銆侀鍔涘強鍏朵粬闈欏姩鍔涗綔鐢ㄤ笅鐨勭ǔ瀹氭э紝涓昏鍙楀姏鏀偣涓存椂鏀壙鍦ㄥ伐閽㈢粍銆侀挗鍨潡銆閽㈣建绛夌粍鎴愮殑鏀骇涓婃椂锛岃冭檻鍥犳浣撹浆瑙掍骇鐢熺殑鍋忓績鍙嶅姏瀵规敮搴у拰閽㈡鑺傜偣鐨勫奖鍝嶃傚帇閲嶆湰妗ヨ竟涓法姣斾负0.478锛屼负淇濊瘉閽㈡鎮噦鏋惰杩囩▼涓殑鎶楀捐绋冲畾绯绘暟(M绋>1.3M鍊)瑕佹眰锛屼富鎷辨柦宸ユ椂瀵...
绛旓細杞ㄩ亾鐨勬姇璧勬婚涓2.9992浜垮厓,閽㈣建鐨鐨勫奖瀛愪环鏍兼崲绠绯绘暟涓1.67 璋冩暣涓:2.9992*1.67=5.009浜垮厓 (4)鎴垮眿宸ョ▼鐨勮垂鐢ㄨ皟鏁 璇ラ」鐩殑鎴垮眿宸ョ▼鎶曡祫涓79.4788*0.5=39.7394,鎴垮眿寤虹瓚鐨勫伐绋嬪奖瀛愪环鏍兼崲绠楃郴鏁颁负1.1,璋冩暣涓:39.7394*1.1=43.71334浜垮厓 (5) 鏈鸿溅杞﹁締璐疆璐圭敤鐨璁＄畻 鏍规嵁鏈夊叧宸ュ巶鎻愪緵鐨勬暟鎹〃鏄,鍦伴搧杞﹁締鐩墠杩涘彛浠锋牸涓120...
