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关键词:公交公共产品安全
现代社会,公共交通日益便捷,公交车被人们誉为城市之舟,承担着城市交通运输的重任。但是,目前很多城市中公交车辆的安全性还存在诸多问题,既影响了道路交通的畅通和居民出行的安全性,也违背了“以人为本”交通理念,不利于城市交通的可持续发展。
一、公交车是一种公共产品
公共产品是公共经济学理论的核心概念,其中以保罗•萨缪尔森的定义最为代表性,即“公共产品是具有消费的非排他性和非竞争性等特征的产品”。消费的非排他性,按照萨缪尔森的阐述具有三个方面的含义:(1)公共产品在技术上不易排除众多的受益人;(2)公共产品还具有不可拒绝性;(3)虽然在技术上可以实现排他性原则,但是排他的成本极高。消费的非竞争性,指一个人的消费不会减少其他人的消费数量,或许多人可以同时消费同一种物品。1965年,公共选择学派的创始人布坎南在其著名的《俱乐部的经济理论》一文中提出,同时具备非排他性和非竞争性这两个因素的公共产品是纯公共产品;完全由市场来决定的产品是纯私人产品;而现实社会大量存在的是介于纯公共产品与纯私人产品之间的一种产品,称为混合公共产品或准公共产品。
根据上述对公共产品的定义,可以判定城市公共交通作为一种公共资源属于准公共产品:一方面,每一个社会成员都可以共同平等地乘坐公交系统,其消费行为具有大众性、共同消费的特点,任何人对公共交通的使用不会影响其他人对公交产品的消费,即其具有非排他性;另一方面,城市公交有运营成本,每一位想要获得城市公交使用价值的人必须付费,而当公交车出现满载,就会存在边际拥挤成本,影响其他消费者的消费。
二、公交车不可忽视的安全问题
公共产品的安全是现代社会生活的基石。但近年来,全国频发公交车安全事故。公共交通本身及由其带来的危害,一方面是由人的麻痹大意和对其危害程度认识不够所造成的,另一方面则是人对此项技术的认识不足、掌握不全面和此技术的不成熟所造成的。人对现代技术的过分依赖和崇拜,不计后果地完全享受现代技术给人带来的舒适、便捷,而忽视了这种由人的知识堆积出来的技术成果也因为人类知识的不完善存在着某种缺陷。恩格斯曾经指出,“我们只能在我们时代的条件下进行认识,而且这些条件达到什么程度,我们便认识到什么程度。”基于这种局限性,人们便会不恰当地使用这些技术成果。公交车况的不安全缺陷主要包括刹车失灵,轮胎爆裂,方向盘转动不灵等。刹车盘铸件属薄壁小件,技术要求高,而国内生产出口刹车盘的企业,大多采用手工造型,冲天炉熔炼铁液,成分变化较大,给生产技术管理和铸件质量控制带来一定难度,此外,刹车盘铸件在生产过程中也存在气孔、缩松、金相组织不达标等缺陷。汽车轮胎安全与否,直接关系到车辆的行驶安全和运营效率,但轮胎的保养和翻修仍存在技术上的难题。
三、消除公交车安全隐患的措施
首先,要以人为本、科学规划,完善城市公共交通系统。人的生存与发展不可能离开技术,人不可能脱离技术而生存。技术的本质与最终归宿是为人服务的。但人类又不能局限于技术或受制于技术,而是应该超越技术本身,追寻人性,追寻人的生存价值。“关心人本身,应当始终成为一切技术奋斗的主要目标”。政府要继续加强对城市公交行业的监管工作,督促各级公交行业主管部门建立健全城市公交安全评价制度,制定安全评价标准,并将有关措施落到实处,从管理体系上强化行业主管与公交企业作为安全生产两个主体责任。使企业通过科学规划和建设,提高线网密度和站点覆盖率,优化运营结构,形成干支协调、结构合理、高效快捷并与城市规模、人口及经济发展相适应的公共交通体系。
其次,加快技术的发展和创新,完善公交安全技术体系。公共交通作为一种准公共产品,它具有正、负外部效应。爱因斯坦曾经说过:“科学是一种强有力的工具,怎样用它,究竟是给人带来幸福还是灾难,全取决于人自己,而不取决于工具……我们的问题不能由科学来解决,而只能由人自己来解决。”技术的消极后果是人引起的,最终还要靠人去解决。提高我国汽车企业的自主创新能力和水平任重而道远。目前大多数公交公司的运调管理采用的仍是靠调度人员手工填写路单来调度命令,在固定站点设定一些监督岗,公交车辆到达监督岗进行到达时间登记的方式。在公共交通的使用上,政府应该鼓励公交公司采用新的技术促进公交智能化,提高公交运行效率和服务质量。要加快推进公交企业新技术的推广运用步伐,提高公交企业的运行监管技术水准。此外,要督促各公交企业继续完善企业内部相关管理体制,建立健全安全生产规章制度,健全安全生产监督检查机构,逐级明确安全生产责任,切实将各项措施落到实处。
最后,定期安检,完善汽车召回制度。车辆安全检查是预防事故的主要措施之一。应根据车辆载客数量、使用年限等不同情况,进行定期的安全技术检验。一旦某个或者某些部件操作异常,应及时到公交车维修场进行相关的维修,以保证公交车安全行驶。政府部门是缺陷汽车召回制度的制定者、推动者和监督者。缺陷汽车召回的目的是为了确保社会公民安全环保,维护消费者权益。2004年10月1日,由国家质量监督检验检疫总局、国家发展和改革委员会、商务部、海关总署联合制定了《缺陷汽车产品召回管理规定》,此后国家质检总局也公布了《缺陷汽车召回专家库建立与管理办法》、《缺陷汽车产品调查和认定实施办法》和《缺陷产品检测与实验监督管理办法》等四部配套实施细则。在召回制度约束下,制造商会更加重视产品质量,从而使公交行业更加健康、有序的发展,也给人们出行打开安全、方便之门。
参考文献:
[1]郭庆旺、赵志耘,财政理论与政策[M].北京:中国经济科学出版社,1999.
关键词:对道,要道还道,安全,行车
一、前言
对道制度,能有效的避免冶金企业铁路运输中各类行车事故的发生,有力的保障铁路大动脉的安全畅通。科技论文,要道还道。自从莱钢运输部实施对道制度以来,信号值班人员与调乘人员之间形成了相互监督和相互提醒的良性互动,安全形势有了大幅度改善。落实好对道制度,就能提高铁路运输的安全系数。科技论文,要道还道。
二、现状分析
对道制度是现场调乘人员与信号值班人员通过平调系统联系来进行“要道、还道”和“报开、报明”。科技论文,要道还道。“要道、还道”是由主持进路的人员(顶送运行为调车人员,牵引或单机运行为乘务员)向信号值班人员要运行进路。信号值班人员经核对所要进路与计划和已排出进路三项一致后,向要道方通报进路开通、信号开放。“报开、报明”是信号员按计划排好进路后,向准备进入此进路机车主持进路的人员通报进路已开通,信号已开放。主持进路一方在听到信号值班人员报开后,在确认与计划一致的情况下,按值班人员报开复诵一遍。
对道制度具体如何操作在莱钢运输部《行规》中有详细规定,要求现场调乘人员与信号值班人员必须严格按照规定执行,一字都不能差。但是据职工反映,在对道制度实施过程中,由于种种原因,部分职工未能严格落实对道制度,成为构成行车事故的安全隐患。比如,要道用语不规范,业务素质不过硬等,增加了安全管理的难度,加大了调车作业的风险。为此,今年以来,莱钢运输部车务一段成立“对道”制度跟踪调查小组。通过深入细致的研究调查,系统排查出在对道过程中的各种安全隐患。
三、治理内容
1.要道用语不规范。部分调乘人员要道时没有完全按照《行规》上所规定的要道用语要道,随意省略修改要道用语,如要道时省略调别。当运输作业繁忙时,省略调别要道就容易造成信号值班人员还错道,成为造成事故的安全隐患。
2.要道还道不及时。其主要是由设备运用状况不良造成的,由于平调系统使用频繁,调车员所持的对讲机易发生碰撞、进雨水、暴晒等情况,影响了平调系统的稳定性。室外调乘人员与信号员之间可能发生信号接受不好,声音低等现象,影响了调车作业。此外,还存在一小部分调车人员工作态度不积极,消极还道。科技论文,要道还道。
3.部分调乘人员业务素质不过硬。表现为两个方面:一是要道时要错股道,尤其是在夜间,刚工作不久的调乘人员表现更为突出;二是现场作业时过于依赖信号值班人员,对道后主持进路人员未严格执行逐架确认信号制度,确认信号不认真、不仔细。
4.部分信号员在对道过程中过于主动,承担了调乘人员要道的任务,形成了以信号员报开为主,现场调乘人员要道为辅的不利局面,与《行规》所要求的对道制度执行中,以现场调乘人员要道为主,信号员报开为辅完全相反。科技论文,要道还道。
四、实施过程
针对以上隐患,车务一段通过跟踪调研,不断摸索改进,提出以下安全对策,力求卡控安全关键点,保证行车安全。
1.加强安全教育,提高思想认识。通过班前5分钟、宣传栏、单位刊物等舆论阵地,大力加强职工安全意识,使职工充分认识到“对道”制度对于调车安全作业的重要性,提高调乘人员的责任心。
2.强化安全管理,加大管控力度。管理重心前移,赋予信号值班员充分的监督职责,一旦发现有违规操作,有责任批评责任人,并立即纠正其错误操作方式。段成立“对道制度”检查小组,每天轮流在信号值班室值班,以强化管控效果。科技论文,要道还道。
3.狠抓制度落实,规范对道用语。编制符合各工种的对道制度操作手册,班长在上岗前带着职工将对道制度温习一遍。将“对道”制度的落实情况纳入单位对班组绩效的考核项,以督促班长肩负起管理职责。
4.加大培训力度,提高业务水平。定期开展岗位技能培训,学习“对道”制度。重点针对每年新补充进来的新信号员和调车人员,采取“一对一”、疑问解答等多种形式,帮助新来职工尽快掌握“对道”制度。
五、结语
通过一段时间对“对道”制度存在的问题进行集中分析和治理,要道用语不规范、不及时的情况得到了极大改善,在调车员与信号员的积极努力的配合下,有效保证了调车作业计划、排列进路和现场作业的一致性,及时发现消除了多起忘(错)传计划、错排进路、误认信号等各类行车事故隐患,极大的避免了行车事故的发生。
【关键词】公路桥梁养护 桥梁养护桥梁管理存在的问题对策
中图分类号:F540.3 文献标识码:A 文章编号:
一.引言
公路桥梁是公路交通网络中的重要组成部分,桥梁质量的好坏直接关系到公路交通的安全和畅通。桥梁建设在近些年取得较快发展,同时为了加大交通运输能力,减少资金消耗,国家大力改建了一部分危桥旧桥,但各地仍然存在四、五类桥。在旧桥或新桥使用过程中,养护的管理是重点,如何养护管理好现有桥梁,保持桥梁的完好工作状态,延长其使用寿命,保障桥梁的行车安全,这一新的课题已摆在各级公路管理部门的面前。
二.公路桥梁养护常见问题。
1. 桥面污染较为严重。
桥面污染多半是由于清理不及时造成的。沿线村民利用桥面来打场晒粮、积河沙及杂物堆积、运输车辆抛洒废料等情况,都会严重污染公路桥梁。加之桥面长期无人清扫、管理,造成桥面不清洁、泄水孔堵塞,这一问题在许多中、小桥梁中普遍存在。由于泄水孔堵塞,容易导致桥面雨天积水、冬天结冰,严重威胁行车安全。桥面上的污染物得不到及时清理、积存垃圾、泥土污物形成三角硬块,造成桥面行车颠簸,在车辆轮胎的不断作用下,桥面铺装易出现破损和坑槽。随着坑槽的加大,当车辆经过时。会引起跳车,并造成临近梁段的严重振动,从而增加构件疲劳,直接影响着桥梁的使用寿命。
2. 桥梁栏杆破损后没有及时修复。
桥面栏杆损坏后,通常得不到及时的维修恢复,造成桥面栏杆局部破损的原因,绝大多数是机动车交通事故造成的;部分桥梁是车载长大笨重货物(如水泥电柱等)在桥上行驶时不慎破坏的;少数桥梁的栏杆是人为盗窃及风化、锈蚀损坏。桥梁栏杆损坏得不到及时修复,不但影响景观,更重要的是桥梁栏杆的缺失导致桥上交通缺少安全感。
3. 桥头跳车现象依然存在。
桥头引道高填土产生不均匀沉降,致使桥面与引道路面衔接处不够平整、顺适,从而使车辆驶过桥头时,产生轻微或严重跳车,如不及时消除,就会影响车速,降低行车质量。而且更重要的是车辆长期的冲击作用,会加剧梁端的疲劳破坏,进而影响桥梁的使用寿命。
4. 桥梁早期病害处理不及时。
桥梁构件交付使用后,会逐渐出现裂缝、破损、锈蚀、变位等病害,但由于在日常维修养护中缺乏经常性的检查,早期病害不能被及时发现。而且桥梁维修应急经费的短缺,致使早期病害得不到有效处理,最终使得钢筋锈蚀、小裂缝发展成大裂缝、活动支座失去活动能力、混凝土发生脱落,正所谓“小病不治酿成大病”。这不但影响行车安全,还造成维修成本增加,浪费国家原本就紧张的养护经费。
5. 桥孔通水不畅,容易造成水毁。
桥孔通水不畅等现象在中、小桥中较为普通。有人随意在桥头倾倒垃圾,或在桥孔附近筑坝拦水浇灌农田,压缩河床断面,从而使桥孔淤塞。桥孔淤塞后。在日常维修养护工作中又没有适时地清理疏导河道,汛前也很少做这种泄洪准备工作,因此,桥孔泄洪能力差,容易造成桥梁及附属构造物水毁。
6. 桥梁承载能力不足,危桥情况不明.
现有公路桥梁是在不同时期按不同的技术标准修建的。因此其承载力显然不同。特别是对建国前建造的桥梁,其标准与现有通行车辆轴重不相适应,显得过低。而且近年来,由于超重车辆越来越多,对桥梁承载能力的要求也就越来越高。桥梁承载能力不足是当前桥梁维修加固工作中的主要问题。对一些承载能力确实过低,或遭受过严重破坏,已不能正常发挥作用的桥梁,可定为“危桥”,对车辆通行加以限制 然而往往对这部分“危桥”缺乏必要的调查研究,导致对“危桥”的危险程度以及通行车辆的重量级别不甚明确。
三.公路桥梁养护管理对策。
1. 建设桥梁养护工程师队伍和养护队伍。
公路交通的迅猛发展,必然要求强化组织管理。在桥梁管养方面,应根据养护里程、辖区内桥梁数量设立若干名专职桥梁养护工程师,并保证其工作性质的相对稳定,不能随意换动。在其职责上,桥梁养护工程师负责制定、安排桥梁年度定期检查计划,组织实施辖区内桥梁养护的定期检查,提出检查报告,通报三、四类及危险桥梁的病害状况。从目前的养护队伍现状来看,养护工人素质参差不齐,很难做到真正的专业养护。这就要求各级公路部门高度重视,针对桥梁养护工作的需要,要逐步培养骨干,成立专业养护队。桥梁专职养护,要突出的是一个“专”字,努力做到专业人员、专门程序、专用方法,以保证桥梁工程师的工作部署落实到位,随时掌握桥梁的使用状况,处治各种危急突发事件,并使队伍逐渐从日常养护过渡到具备进行桥梁中、小修甚至大修的能力。
2. 建立健全完善的桥梁档案。
桥梁档案是桥梁的历史足迹。公路竣工验收后,管理单位应及时要求建设单位提交完整的竣工资料,还要与建设单位技术人员一起,按照相关资料,对所有桥梁进行一次全面详细的检查。需要提供的竣工资料包括:每座桥的原设计、变更设计、竣工图纸、隐蔽工程图片和检测资料以及桥下河流的水文计算等。对桥梁的检查,应按照桥梁定期检查的要求进行,检查结果交管理单位留存。管理单位要按照桥梁管理系统的要求采集桥梁的静态数据和动态数据,建立数据库,输入计算机立档保存。这可为以后桥梁的维护提供资料支持。
3. 加大桥梁维修加固费的投入
为保证桥梁的正常运营,延长桥梁使用寿命,各级交通主管部门在每年的年度养护工作计划中,应该安排一定经费保证桥梁检查、维修及加固工作,保证桥梁养护与维修加固资金的合理与充足使用。同时,根据各地的实际情况,提出切实可行的公路桥梁养护管理的目标与措施,从而促进桥梁改建、维修与加固工作。国家投资重点倾斜以及集资渠道的多元化,将为我国公路桥梁发展提供资金保证。
4.加强措施,严格检查 。
严格的检查措施是保证桥梁维护工作质量的有效方法。养护队应对桥梁以及各种防护设施坚持日常养护巡查,注意观察桥梁的使用状况,尽量做到1次/天养护巡查,并做好巡查记录,同时各级桥梁养护工程师应分别组织经常性检查、定期检查和专业检查。一是经常性检查。要由县级桥梁工程师组织实施,以目测为主,配合简单工具,至少每年度一次,填写“经常性检查记录表”上报。检查应拍摄总体照片,填写“桥梁定期检查数据表”,并提交检查报告。二是专业检查。凡遭受意外损害、定期检查中难以判明损坏程度以及决定改造之前均需进行专业检查。
5. 加强养护,提升质量。
桥梁养护要按照“预防为主,防治结合”的原则,以桥面养护为中心,以承重部件为重点,加强全面养护。
6. 尽量采用国内外有关科研成果,推广使用有关新技术、新材料、新设备、新经验,注意科学养护与经济效益相结合。大力推广和发展养护机械化,实行大中小结合,以小型为主,逐步实现桥梁养护机械装备标准化、系统化,以保障养护质量,提高养护生产效率,降低劳动强度。
四.结束语
随着国家经济建设的快速发展,大型运输车辆的不断增加,桥梁养护管理工作将面临更大的挑战。桥梁的安全使用是公路的生命。公路桥梁的养护与管理依旧是当前公路养护管理的一个薄弱环节,加强其管理工作,我们要树立“百年大计、质量第一”的思想,抓好公路桥梁养护与管理的质量,不仅可以尽量减少和避免危及人民群众生命财产安全,而且对于促进公路交通的可持续发展有着重要的意义。只有不断探索、研究提高桥梁管养水平的新思路、新途径,才能充满自信,迎接挑战,确保桥梁的畅通和使用安全。
参考文献:
[1] 程傢祈 公路桥梁的养护与管理探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年22期
[2] 谷慧亚 公路桥梁的养护与管理探讨[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年34期
[3] 陆兴荣 公路桥梁的养护与管理探讨 [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2010年15期
[4] 张少锦 钟鸣广州公路桥梁养护管理模式探讨 [期刊论文] 《公路》 -2002年8期
关键词:既有铁路 隧道接长 桩基托梁 拱部无支架施工
1.引言
铁路隧道修建后,为确保列车运行安全及配合地方市政道路规划,完善城区交通系统,常设明洞防护或隧道接长。铁路隧道接长常用明洞形式,具体方法有拱部滑模施工技术和半装配式施工技术②,施工完毕,回填明洞,洞顶铺设路面。该铁路于2004年1月11日正式交付运营,2010年10月30日完成电气化改造。K152+833.45太阳山隧道进口接长工程,在电气化开通前,分别采取扣轨开挖桩基、D便梁加固线路开挖托梁、无支架法现浇拱部等施工工艺,确保隧道接长施工和列车运行安全,补充和完善了隧道接长施工技术。
2.结构设计
该铁路设计行车速度80km/h,隧道建筑限界采用国标《146.2-83》之“隧限-2A”,铺设有碴轨道,轨枕采用Ⅱ型混凝土枕,60kg/m钢轨。由于当地开发区规划道路从太阳山隧道进口端以56°交角斜跨线路,借电气化改造之机,隧道作接长处理。设计采用拱形明洞斜交方式接长,全长36.46m(见图1)。明洞主体采用三心圆拱斜边墙结构,净宽6.8m,净高6.65m,拱圈65cm厚;边墙内墙为直边,外墙为斜边墙,顶宽0.5m,底宽2.5m。明洞基础采用桩基托梁结构,托梁高1.50m,宽3.30m。
3.隧道接长施工
既有太阳山隧道为直墙三心圆拱形隧道,洞门为端墙式,新建接长隧道采用现浇法施工。
主要施工工序为:桩基础施工—线路加固—开挖便梁支墩—架设D24m钢便梁—托梁施工—边墙施工—吊装H型钢钢架—安装钢纤维混凝土板—绑扎拱部钢筋及安装外模板—浇筑明洞拱部混凝土—洞门及两侧端墙施工。
施工的难点主要有:桩基施工、拱架的制安、钢纤维混凝土板安装、明洞拱部混凝土浇筑等。
3.1桩基础施工
桩基施工前先探明电力、通信及信号电缆等地下管线并作好迁改或保护。桩基石采用非爆破法开挖,强风化泥岩采用风镐开挖,弱风化泥岩和砂岩开挖采用水磨钻沿周边钻孔,形成破裂面,人工破碎解小,卷扬机出碴。其余工序均为常规技术,不再赘述。
3.2线路加固及支墩施工
便梁支墩采用挖孔灌注桩,支墩处用50kg/m钢轨按3-3-3-3组合成吊轨梁。扣轨毕,线路限速25km/h。开挖便梁支墩,本工程采用2组D24便梁,同时顺线路架设,便梁支墩尺寸:洞内160×200cm和160×250cm;洞外为200×250cm,桩长9~10m。桩采用C20钢筋混凝土护壁,片石混凝土填芯。
3.3 D24m钢便梁架设和托梁施工
便梁用轨道车封锁点内运到现场安装,注意在轨道与钢枕间加垫绝缘橡胶垫块,以免出现红光带。便梁架设后托梁为常规施工技术,不再赘述。
3.4 边墙施工
边墙为C30混凝土,采用大块模板,分段分侧浇筑。注意靠线路一侧模板及支架安装位置,避免发生侵限,边墙顶面严格按H型钢尺寸及位置预留“U”形槽。
3.5 H型钢拱架的制安
(1)为保证型钢拱架的精度,钢拱架采用厂内弯制成型,出厂前均进行试拼装,并对各单元节逐一编号。
(2)拱架型钢下翼缘板及腹板按设计预钻安装钢纤维混凝土板的M20螺栓孔和φ14纵向钢筋安装孔。
(3)先安装正交段钢拱架,最后安装斜交段拱架。拱架采用25t汽车起重机旁位封锁点内安装。第一榀拱架的安装至关重要,拱架就位后,调整垂直度,用钢管支撑拱架,并通过钢筋和边墙顶预埋的连接钢筋角施焊拉结,第一榀钢拱架就位后,立即吊装第二榀,位置调整好后榀间用钢筋水平焊接,每侧2道以上,以保证安装后的整体稳定性。
(4)钢拱架在现场提前拼装好,保证封锁点内吊装进度。
3.6内模安装及混凝土浇筑
(1)纤维混凝土内模委托厂家预制,四角的螺栓孔精确预留,以便安装内模。
(2)型钢钢架分三个单元制作,各单元节连接钢板处的内模板异形内模。
(3)纤维混凝土板安装时从两侧自下而上对称进行,固定内模的螺栓螺帽向上。
(4)内模安装完成后,模板与模板之间小缝隙采用腻子封堵,模板与钢拱架之间缝隙采用水泥砂浆封闭。
(5)内模、挡头模安装完成后,安装明洞结构钢筋和外模板,在封锁点内进行拱部混凝土的浇筑,拱部混凝土浇筑左右对称进行。
3.7洞内挂网喷射混凝土
拱部混凝土浇筑完毕,挂网喷射混凝土封闭型钢拱架和纤维混凝土板。
4.安全措施
该铁路电气化改造前每天行车10对,行车密度不大,列车间隙时间长。即便如此,拱形隧道接长施工,是在线路封锁+慢行的条件下进行的,如何在保证行车安全的前题下合理安排各工序作业是隧道接长施工的重点。营业线施工按《铁路技术管理规程》,坚持“施工不行车、行车不施工”的原则。H型钢钢架安装、钢纤维混凝土内模安装、拱部钢筋绑扎、混凝土浇筑等关键工序要点封锁线路施工。若利用列车间隙施工,按要求派驻站联络员,提前通知现场设安全员和防护员,随时做到“车来机停”、人员、料具提前下道。
5.结语
该铁路太阳山隧道接长工程,工程量大、施工工期紧、行车干扰大。这项基于行车安全、方便施工的无支架隧道接长施工技术,值得同条件下类似工程借鉴。
参考文献
关键词:高壁温,传热特性,数值模拟,等热流
0 前言
电力机车在电制动时将机车的动能转变为电能,部分电能消耗在电阻制动带上而变为热能。如果电阻制动带上的热量不能有效散失,电阻制动带就容易断裂或搭接在一起,对行车安全造成严重威胁。为解决这一问题,必须改进电阻制动带结构,使其在空气流经其表面时能带走更多热量,从而降低电阻制动带表面温度,使制动带的作用得以充分发挥,因此了解电阻制动带通道内的流动与换热情况就十分必要。本文作者已经对空气在低Re数、常物性情况下韶山七型电阻制动带通道内的流动与换热特性作过研究。由于电阻制动带上通过的电流较大,而电阻制动带的电阻很小,故机车在电制动时,电阻制动带壁面上的温度会很高(最高可达六百多摄氏度),因此空气密度的变化不可忽略。本文以韶山七型电力机车的电阻制动带为对象,采用数值模拟的方法,研究了空气在低Re数、变密度情况下电阻制动带通道内的换热特性。
1物理模型和数学公式
韶山七型电阻制动带的物理模型如图1所示,其中图 1(a)是电阻制动带的一个通道,图1(c)是图1(a)中截面P-P的平面图。图1(b)是本文的计算区域,为方便说明计算中采用的边界条件,我们把图1(b)中截面N-N截取出来并作了相应的标示,如图 1(d)所示。
图1中XL,YL,ZL分别为计算区域的长宽高,长度分别为26mm,15 mm,27 mm,图1(c)中KS为开缝长度L,α为攻击角,计算中开缝长度和攻击角是可变参数,开缝长度L分别取为6mm,5mm,4mm,攻击角α分别取为20°,30°,40°。
为了能照顾到可压缩流动中由于摩擦而消耗机械能,由于体积变化而引起的速度的散度(·u )和动量不再为零的情况,通用的对流扩散方程宜进一步改写为
(1)
式中为通用变量,可以代表1, u, v, w, T等求解变量;为广义扩散系数; ,分别代表由于压力及速度而引起的源项。
进、出口为周期性边界条件:
(2)
式(2)中为无量纲温度,其定义为:
(3)
式中为截面上空气平均温度,为截面上壁面平均温度,其定义式为:
(4)
其中在本文中代表截面上壁面的面积。
壁面BC,DE,FG,HI, JK, MA边界条件:
, ,
, . (5)
式中为壁面上热流密度。
上、下面(图1(b)中QQ’R’R面和TT’S’S面)边界条件:
, ,
, .(6)
式中 表示法线方向。
压力进出口边界条件:
(7)
图1(d)和图1(b)中的物理平面通过两面法转换为适体坐标下的计算平面,其生成的网格如图2所示。科技论文,数值模拟。科技论文,数值模拟。