磁浮连续轨道梁温度变形与对振动的影响

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1、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：张庆福日期：2009年2月25日3上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将

2、本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。√（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：张庆福指导教师签名：滕念管日期：2009年2月25日日期：2009年2月25日4上海交通大学硕士学位论文第1章绪论第一章绪论1.1磁浮交通技术简介磁浮交通系统是一种无接触的地面轨道交通系统，由牵引供电、线路、车辆与运行控制等4大子系统组成。磁浮车辆与传统轮轨车辆不同，主要依靠强大的电磁力将车辆浮起并由直线感应电机推动其前进。根据磁浮列车的工作原理

3、，一般可将[1]其分为两类：常导吸力型(EMS型)和超导斥力型(EDS型)两大类。两种磁浮交通系统的横截面如图1-1所示。前者采用常导磁铁，导轨为导磁体，装在车上的常导磁铁励磁后产生磁力吸向导轨，使车辆悬浮，以气隙传感器控制磁浮间隙，一般为10mm左右。而后者利用超导磁体产生的强磁场与布置在地面上的轨道线圈相互排斥而悬浮于空中，车辆悬浮高度可达100mm左右。EMS型以德国研制的TR体系和日本研[2][3]制的HSST体系为代表，EDS型以日本研制的MLU体系为代表。与常规轮轨系统相比较，磁浮系统在线路以及车辆的动力学和电气控制等方面都有比较高的要求

4、。目前仅德国TR型磁浮铁路系统可以满足商业使用的要求。图1-1EDS和EMS磁浮车辆横截面示意图Fig.1-1Typicalcross-sectionofEDSandEMSvehicles磁浮列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触，从根本上克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题，成为当今世界最快的地面交通工具。磁浮交通系统与轮轨交通系统相比，有以下优势：速度快、爬坡能力强、能耗低(相对于高速1上海交通大学硕士学位论文第1章绪论轮轨系统，在相同的速度下能耗减少20%~40%，土地占有量比较节省)运行时噪音小、[4]污染少等特点，以及具有较低的运

5、营成本的特点。特别适合于解决土地面积有限、人口多、交通紧张地区的城郊之间的交通运输问题。使得高速磁浮交通系统成为21世纪极具竞争力的地面轨道交通系统。1.2磁浮交通技术的发展史1.2.1磁浮线路的主要特点磁浮线路引导列车前进，同时承受列车荷载并将之传至地基的作用。线路上部结构一般为包括混凝土结构的支承梁或精密焊接的钢结构，下部结构为钢筋混凝土支墩和基础(相当于传统轮轨铁路的桥梁下部结构)。支承梁在力学性质上与传统土木工程简支梁桥或连续梁桥相同，由于其上需安装磁浮系统的定子线圈和铁芯，因此制造和施工精度要求较高。从轨道交通的意义上说支承梁的作用相当于传

6、统铁路的钢轨。由于磁浮列车一般设计成与线路抱合，磁浮铁路的线路必须具有一定的高度，并采用梁式结构，可以高架起来，也可以根据地形直接将梁固定在基础上(此时无支墩，称为低置线路)。在桥梁和隧道地段上，用低置线路的方式将支承梁固定在初级支承结构上。磁浮系统仍保留着传统轮轨体系的某些特征，比如车辆的转向架和悬挂系统，线路的轨道、道岔和弯道，列车的牵引和控制等，由此可见车辆—轨道关系仍然是磁浮铁路系统的重要组成部分。由于磁浮列车的工作原理不同，其对应的线路标准和轨道结构型式也随之不同，如德国EMS系统、日本EDS系统以及HSST系统的线路设计标准都有很大区别。

7、一般而言，高速磁浮交通系统对线路的要求要高于低速磁浮交通系统。上海磁浮运[5]营示范线采用的是德国高速常导型磁浮技术，其主要特点如下：(1)结构的截面刚度要求严格常导型磁浮体系的磁浮气隙为8～12mm，车辆和线路构成了一个耦合振动体系。2上海交通大学硕士学位论文第1章绪论又因为出于美观和经济上的考虑，人们致力于按照现代轻型结构方法，选择特别节省成本的线路结构，所以为保证行驶安全和乘坐舒适性，必须对结构物的刚度进行严格要求。(2)大量采用高架结构车辆包在线路外面的防脱轨体系对支承梁的高度提出了要求，加上对环保的要求，磁浮线路一般采用高架结构。(3)道岔

8、系统要求高与常规轮轨系统相比较，磁浮系统的道岔系统对电气控制和动力学特性提出了更高的要求，一般采用钢梁加液压