第一篇：鐵路線下輸油管道安全性計算分析

鐵路線下輸油管道安全性計算分析

摘要：在薊港擴能改造工程項目中，為確保鐵路線下輸油管道的安全，采用泡沫輕質土換填軟土地基。本文首先利用ANSYS有限元軟件，對鐵路下穿輸油管道的受力進行了數值模擬研究，然后采用解析方法對管道的受力進行了計算，兩種計算方法所得結果吻合較好，驗證了管道在荷載作用下能夠安全可靠的工作。關鍵詞：列車及軌道荷載，管道，有限元，簡化模型 中圖分類號：TU921

文獻標識碼：A

The Calculation and Safety Analysis of Fuel Pipeline

Beneath the Railway

GAO Yu,LI Shao-gang,WANG Xi,WU Hai-jiang（China Railway Sixth Group Tianjin Railway Construction Co.,Ltd, Tianjin 300232）

Abstract：In the Ji-Gang Reform Project, in order to ensure the safety of the fuel pipeline which beneath the railway, foam light soil was applied in the replacement of soft soil.This paper firstly simulates and analyzes the force of the fuel pipe which is beneath the railway.Then we use an analytical method to calculate the force of the pipe.The results of these two ways agree well with each other, verify the safety of the pipeline.Key words: Trains and track load, Pipeline, finite element, simplified model 0 引言

隨著經濟的發展，地上、地下的運輸業都蓬勃地發展起來。為了使城市空間簡潔美觀，一般都將輸送燃油、燃氣、水流等管道埋于地下。位于地下的輸送管道將受到其上方傳下來的荷載的影響。如果在建設地上工程時不考慮地下管道的安全，加載后將有可能造成地下管道的破壞，造成燃油、燃氣等不能及時輸送到所需地點。而且大多輸送的物質如燃油，一旦暴露于空氣中便存在一定的危險性，會造成不可估計的損失。在實際工程中應切實考慮到地下構造物的安全性。

本文應用ANSYS有限元軟件，計算管道在列車及軌道荷載和土體自重應力、流體共同作用下的受力情況，以分析管道的安全性。并簡化管道的受力模型，以另一種簡便的方法計算管道的受力。兩種方法結果顯示基于有限元與簡化模型計算的結果吻合較好，進一步驗證了管道的安全性。

筋混凝土蓋板箱涵，基礎為鉆孔樁基礎，上設承臺，將蓋板直接安放在承臺上。但由于受周邊高壓線干擾，無法使用探測設備探測出管線準確位置。出于對管道安全的考慮，該段不采用樁基礎。而傳統換填方式工后沉降很大，不能保證管線安全。綜合實際情況，決定采用新型材料泡沫輕質土換填加固該段地基基礎。泡沫輕質土換填布置如圖1所示。現對換填處理后管道的安全進行驗算。

圖1 泡沫輕質土換填布置圖（尺寸單位：m）工程概況

薊港鐵路北塘西至東大沽擴能改造工程位于渤海灣西岸天津港附近。線路全線地質條件均為軟土地基。為減少既有線變形、確保運營安全，地基采用水泥攪拌樁及雙向水泥攪拌樁。新建薊港鐵路咸水沽至鄧善沽區間路基中心里程DK62+488.87處下穿一條中航油輸油管道，管道外徑為Φ329.9mm。與新建線夾角約60°，埋深約13m。此處路基填高1m，原設計基底處理為采用1—4m鋼基于有限元的管道分析

2.1 有限元模型

2.1.1 在流體作用下管道的有限元模型

本工程中的管道為中航油輸油管道，航油為黏性流體，黏性流體的流動，絕大部分都是屬于湍流，亦可稱為紊流。湍流的流動有著一定的復雜性，所以到目前對于其的內在規律都尚未得到一個完整的解決辦法。ANSYS軟件中的FLOTRAN CFD可以解決一系列復雜的流體力學的難題[1]。在此，采用ANSYS有限元分析軟件模擬管道中流體的運動，時煤油的動力黏度μ為1.49×10-3Pa?s，密度ρ為以得到流體對管道的壓力。建立鐵路下方管道的ANSYS有限元模型，劃分出805個單元。如圖2所示。

圖2 生成管道的網格劃分結果顯示

2.1.2 整體受力管道的有限元模型

管道采用Q235B碳素鋼，查得低碳鋼Q235的彈性模量E=200GPa，泊松比ν=0.28，許用應力[σ]=170MPa[2]。由于管道直徑相對較小，故僅取管道上方10m×15.75m土柱進行驗算。建立ANSYS有限元模型，劃分出18060個單元，如圖

3、圖4所示：

圖3 土層網格劃分

圖4 管道細部劃分

2.1.3 有限元計算中所用到的參數

一、流體作用下有關參數

本工程中管道為碳鋼Q235B的鋼管，管道直徑為329.9mm，壁厚取11mm。航油成分多為煤油，查《工程常用物質的熱物理性質手冊》[3]

可知，20℃

819kg/m3。取質量流量qm=15kg/s，則可按2.1式計算出管內液體的速度[3]。

v?qmA??15??0.25(m/s)（2.1）?0.307924?819

二、整體受力有關參數

鐵路下方的管道，必將受到其上方土層的重力作用，及軌道和列車荷載的作用。根據《鐵路路基設計規范》[4]，可將列車及鐵路荷載換算成相應高度、相應寬度的土柱。取換算土柱重度γ0=18kN/m3，則換算土柱高度h0為3.2m，換算土柱寬度為3.3m。

泡沫輕質土是一種新型輕質材料。泡沫輕質土具有輕質性、密度和強度可調節性、良好的施工性、硬化性能好、耐久性好等優點，已經被大量應用到實際工程中，運用到鐵路建設中尚屬首次。泡沫土各項參數的計算按《現澆泡沫輕質土技術規程》[5]進行。

本工程所使用的泡沫輕質土的各項參數及管道上方土層的參數如表1所示：

表1 泡沫輕質土及各土層參數

土層厚度 天然 內摩 彈性 數i h重度 粘聚力 擦角 模量 泊松比 i(m)γi(kPa)i(kN/m3)Cφi(°)Eνi i(MPa)1 3.5 19.8 30.2 13.0 4.5 0.35 2 3.5 19.2 33.3 10.6 3.5 0.42 3 5 18.4 13.8 5.9 3.0 0.35 4 1 17.9 13.2 4.0 4.0 0.25 5 18.7 20.0 7.1 3.0 0.35 泡沫土

3.7

1000

0

700

0.17

2.2 有限元計算結果

2.2.1 流體對管道內壁的作用力

假設管道流速進口處均勻，并且垂直于進口流場方向向上無速度。選用2D FLOTRAN 141單元，在所有壁面上施加無滑移邊界條件，并且假定流體不可壓縮且其性質為恒值。在這種情況下，壓力就可僅考慮相對值，因此在出口處施加的壓力邊界條件是相對壓力為零。分析結果如圖5所示，由圖可知，管道內壁節點上受壓力最大值為0.493Pa。

圖5 流體作用于管道內壁節點壓力等值圖（單位：Pa）

2.2.2 管道整體受力分析

管道在列車荷載的作用下的受力情況，是此次研究的重點。列車荷載經過泡沫輕質土換填層和各土層，最種傳遞到管道外壁上。然而巖土、混凝土和土壤等材料，都屬于顆粒狀材料，此類材料受壓屈服強度遠大于受拉屈服強度，且材料受剪時，顆粒會膨脹，常用的VonMises屈服準則不適合于這種材料。Drucker—Prager屈服準則是用于修正VonMises屈服準則，即在VonMises表達式中包含一個附加項，通過輸入Drucker—Prager模型參數實現，即輸入各土層的粘聚力C、內摩擦角φ及膨脹角φf。使用Drucker—Prager屈服準則的材料簡稱為DP材料，在巖石、土壤的有限元分析中，采用DP材料可得到較為精確的結果[6]。

ANSYS有限元模擬結果圖6所示。由圖可知，經由泡沫輕質土及各土層傳下來的鐵道及列車荷載與管道內液體的共同作用下，管道的最大應力產生在管道內壁水平方向，應力值為0.25×108Pa。由圖可知管道受力并不均勻，但在橫截面上的應力值較為平均，在0.278×107Pa~0.556×107Pa之間。可見管道的應力值沒有超出許用應力范圍，沒有產生破壞。

圖6 管道總體節點VonMises應力細部等值圖（單位：Pa）基于簡化模型的管道受力分析

3.1 簡化模型概述

管道直徑D為329.9mm，管道壁厚δ為11mm。由于管道壁厚遠小于其直徑（δ≤D/20），所以可以將其視為薄壁圓管進行計算并且對其受力進行如下簡化：

（1）按文獻[4]將列車及軌道荷載換算成土柱計算；

（2）計算管道上方總體土壓力，并將其作為均布荷載均勻作用于管道外壁；

（3）因壁厚遠小于內徑d，故近似地認為圓管任意截面m—m或n—n上個點處的正應力相等；

（4）管道順液體流通方向不受壓力。3.2 簡化模型計算結果

進行上述簡化以后，建立管道在列車荷載及流體作用下的簡化模型如圖7（a）所示。

（a）（b）（c）

圖7 管道受力簡化模型

將列車荷載換算成土柱，換算的土柱及各土層對管道上方產生的壓應力σc可由下式計算： ?c??0h0??n?ihi(3.1)i?1

式中：σc——地面下深度ｚ處的豎向有效自重應力，kPa；

n——深度z范圍內的土層總數；

hi——第i層土的厚度，m；

γi——第i層土的天然重度，kN/m3。

計算可得σc =246.65kPa。薄壁圓管在內壓力及外壓力作用下要均勻脹大或壓縮，故在包含圓管軸線的任何徑向截面上，作用有法向應力FN。取長度b計算，有一直徑平面將管道剖開，研究半管的平衡，如圖7（b）、圖7（c）所示。則可計算：

F內????0??p內b?d內2d????sin??p內bd內?2?0sin?d??p內bd內(3.2)

F??d外??pb?d??sin?外外?0?2??pbd??外外?sin?d??p外bd外02(3.3)

由平衡方程∑Fy=0，可求得：

2FN?F外?F內?b(p外d外?p內d內)(3.4)

可得橫截面上的正應力σ″為： ?????FNb(p外d外?p內d內)(p外d外?p內d內)??A2b?2??246.65?103?0.3299?0.493?0.3079?(3.5)

對于低碳鋼這種索性材料，一般而言，形狀改變能密度理論較為符合試驗結果，也就是第四強度理論。按第四強度理論進行管道的強度校核，如下式計算：

1?222?r4??1??2????2??3????3??1????2?2?0.0116?3.7?10（Pa）=3.7(MPa)由兩種方法分別計算結果，可知ANSYS的計

算較為精細，我們可以從計算結果中清楚得知管道應力發生的極值及其分布情況，以及總體的受力情況。而簡化模型計算方法則將橫截面上的各點視為應力相等，這樣的做法簡化了計算，卻是以結果的精確度作為代價。

ANSYS有限元計算結果由6可知，橫截面上應力值分布在2.78MPa~5.56MPa，平均值為4.17MPa。通過簡化模型計算，管道應力為3.58MPa。兩種算法誤差率在15%之內。兩種計算所得的結果均顯示，地下埋深管道在列車及軌道作用和土的自重應力下，處于安全狀態。考慮到土體彈塑性變形的復雜性，將這兩種解法計算所得結果均可視為正確，ANSYS有限元模擬的結果更為精確。通過這兩種方法，進一步論證了管道的安全性。結論

本文先對鐵路下穿輸油管道進行有限元流體模擬分析，得到流體對管道的壓力。再由用有限元進行地下埋深的管道在承受列車及軌道荷載時的荷載計算，然后提出地下埋深管道受壓的簡化模型，并基于簡化模型進行應力計算，最后對這兩種計算法的計算結果進行了對比，得出以下結論：

（1）在此次工程中，地下深埋的管道在承受列車及軌道荷載時和土體自重荷載后，經軟件分析計算可處于安全狀態。

（2）實際工程中，當需要分析的問題較為復雜時，應用合適的計算機分析軟件進行計算，或合理簡化模型進行力學分析，都能得到一個較為可行的解決方法。

（3）兩種方法都從理論上驗證了管道的安全性，并且可以相互驗證結果的真偽，可以為實際工程作為參考依據。

取管道上任意微小的單元體，如圖8所示：

(3.6)

圖8 單元體應力分析圖

管道上任一點處沿徑向正應力為σ′=－(p外－p內)=－2.46kPa；截面上的正應力σ″=－3700kPa；管道順液體流通方向不受壓力，故σ″′=0。管道處于應力平衡狀態，取σ1=σ″′=0，σ2=σ′=－246.65kPa，σ3=σ″=－3700kPa，將σ

1、σ2及σ3代入式3.6中，算得σr4=3583.05kPa=3.58MPa。結果對比及分析

參考文獻：

[1] 胡國良，任繼文.ANSYS11.0有限元分析入門與提高[M].國防工業出版社，2009.[2] 孫訓方.材料力學(I)[M].高等教育出版社，2002.[3] 張家榮，趙廷元.工程常用物質的熱物理性質手冊[M].新時代出版社，1987.[4] 中華人民共和國鐵道部.鐵路路基設計規范(TB10001—2005)[S].中國鐵道出版社，2005.[5] 中國工程建設協會標準.現澆泡沫輕質土技術規程(CECS 249：2008)[S].中國計劃出版社，2008.[6] 李圍.ANSYS土木工程應用實例[M].中國水利水電出版社，2007.

第二篇：食品包裝安全性分析

食品包裝安全性分析

摘要：近年來，由于受對外貿易中技術壁壘的限制，我國出口食品因包裝質量問題頻遭國外封殺，造成嚴重的經濟損失，食品包裝材料的安全性問題面臨嚴峻挑戰。我國是食品包裝材料生產和使用大國，國家對食品包裝材料的生產和使用都有嚴格的規定；然而，在我國使用有毒有害物質的違規行為非常嚴重。本文分析了我國食品包裝材料的安全現狀，以及所面臨的主要問題，并探討了我國食品包裝材料的解決對策。

關鍵詞：食品包裝、現狀與問題、對策

一、食品包裝的定義

食品包裝是食品商品的組成部分。食品工業過程中的主要工程之一。它保護食品，使食品在離開工廠到消費者手中的流通過程中，防止生物的、化學的、物理的外來因素的損害，它也可以有保持食品本身穩定質量的功能，它方便食品的食用，又是首先表現食品外觀，吸引消費的形象，具有物質成本以外的價值。因此，食品包裝制程也是食品制造系統工程的不可分的部分。但食品包裝制程的通用性又使它有相對獨立的自我體系【1】。

二、安全現狀與存在的問題

2．1食品包裝材料自身缺陷帶來的危害

目前人們普遍使用的食品包裝材料主要分為塑料類、金屬類、和紙(殼)類等。塑料是使用最廣泛的食品包裝材料。塑料屬于高分子聚合物，在聚合合成工藝中會有一些單體殘留和一些低分子量物質溶出【2】。為了改善塑料的加工性能和使用性能，在其生產過程中需要加入一些添加劑(如穩定劑、潤滑劑、著色劑、抗靜電劑、可塑劑等加工助劑)。上述物質在一定條件下，會從聚合物材料向接觸的食品中遷移而污染食品。

金屬包裝材料化學穩定性差，特別是包裝酸性內容物時，金屬離子極易析出而影響食品風味，一般需要在金屬容器的內、外壁施涂涂料，內壁涂層中的化學污染物會向內容物遷移污染食品，外壁含苯的涂料和油墨也會滲透而污染內容物。

紙制品是一種傳統的食品包裝材料，在食品包裝中占有相當重要的地位。紙包裝的安全問題主要來自于造紙過程中加入的添加劑，或原料本身的不清潔，或采用霉變甚至使用回收廢紙作為原料【3】。

2．2包裝材料生產不規范帶來的危害

目前我國食品包裝生產企業近6 000余家，規模和產品質量良莠不齊。小型企業占相當大的比例，目前僅就塑料袋的生產，全國90％的企業都是小企業，從業人員素質偏低和技術水平落后等問題比較突出【4】。有些企業為降低成本，使用劣質原材料，甚至非法使用回收的廢舊塑料；在一次性塑料餐飲具生產中，使用工業級碳酸鈣、滑石粉、石蠟等有毒有害原輔材料；或加入有毒色母料把產品染成黃色，還堂而皇之地標上“可降解”字樣；或加入有致癌作用的熒光增白劑掩蓋雜質。

此外，我國大部分食品生產企業實行外購包裝制品，而生產包裝制品的企業通常是通用型企業，其生產環境和衛生條件難以保證產品的安全性。同時，現在絕大多數食品企業不允許包裝企業在產品上打上自己的標志，公眾無法監督，包裝企業又多以成本高低來決定購買加工材料，從而造成食品安全隱患。

2．3食品包裝安全監管薄弱

在我國盡管食品包裝材料有相應的法律法規(《中華人民共和國食品安全法》)和衛生標準。但是受食品安全管理體制和政府職能分工的限制，目前的法律體系并沒有得到較高水平的貫徹執行。監管缺乏依據，缺乏技術支撐。相對于食品本

【5】身的安全監管來說，我國食品包裝安全監管明顯薄弱，甚至存在“監管盲區”。我國要求食品生產企業必須獲得生產許可，但在包裝企業中，卻缺乏有效的準入和管理機制。目前只制定了《食品用塑料及紙制品的包裝、容器、工具等制品市場準入強制生產許可(QS)認證》，實行了市場準入制度。而陶瓷、玻璃、金屬、橡膠、竹制品等食品包裝材料，大部分仍未實行市場準入制度。更令人憂慮的是，即使對被納人市場準入制度的食品容器、包裝產品也未能做到嚴格地“許可”后續監管。

2．4包裝材料的標準和檢測方法亟待健全完善

由于各種因素的影響，我國對食品包裝材料的管理相對滯后，部分食品容器、包裝材料及加工助劑的標齡較長，檢測項目相對較少，嚴重制約了行業的健康發展。許多成分和新產品缺乏相應的標準和檢測方法，導致包裝材料中的有害成分得不到有效控制。在復合包裝材料生產中，廣泛使用的油墨和膠粘劑，目前還沒有衛生標準和全國統一的產品標準【6】。隨著一些新型的食品包裝材料的層出不窮，亟待標準的制定、修訂和更新，并完善新材料的安全性評價程序和評價機制。

三、對策

3．1制定和完善法規

通過有關法規的制定和對廣大食品生產者和消費者的教育和引導，使人們充分認識到綠色包裝可以改善人類的生存環境，確保綠色包裝行業的健康、持續發展。

3．2加強對新型材料的研究

大力推廣現代包裝新技術取代傳統包裝工藝是確保獲取綠色包裝的有效方法。例如，采用電子分色、電子雕刻取代落后照相凹版制作工藝，避免了因腐蝕液排放而危害環境衛生。在食品包裝工藝上大力推廣使用公害小、污染小的“綠色”印刷材料，有著重要的現實意義。3．3積極引進、吸收國外成熟技術

對綠色食品進行適度包裝，積極推廣“無包裝”、“減包裝”及局部包裝。美國頒布了《包裝和包裝廢棄物限制法》，日本頒布了《商品禮盒包裝適當化綱要》，還有一些國家明確規定了包裝費用應控制在商品價格的15％以內【7】。盡量使用同一材料，減少材料種類。盡量使用同一材料進行設計，不是限制包裝設計的多樣性，而主要是出于方便回收的考慮。采用可拆卸化、易壓縮、折疊的設計。在設計包裝物的結構時，應考慮可拆卸、易壓縮、易折疊，使之更便于運輸和回收。建立先進的回收系統，從而做到節約能源與資源。3．4加強設計識別

綠色包裝與綠色食品密不可分，綠色包裝在對綠色食品的包裝過程中不僅是對材料、功能的要求，同時對包裝外觀的識別也有明確規定。環保部門對綠色包裝的外觀要求必須是“五位一體”：綠色食品、綠色食品字樣、編碼、防偽激光標簽和認證單位。消費者在購買綠色食品時依據其外包裝上的上述5項標準即可確定所購商品是否為真正的綠色商品【8】。由于各方面的原因，對綠色食品生產企業的產品包裝沒有統一的要求，大部分綠色食品沒有采用綠色包裝，有些甚至使用有毒、有害物質做包裝。綠色包裝已成為我國商品進入國際市場的障礙，因此，在我國包裝行業推廣“綠色包裝”，勢在必行。

總結：

隨著科技的不斷發展，食品包裝材料的研究與開發也越來越“以人為本”，想著健康環保的方向發展。隨著國家政策的調整以及消費觀念的改變，借鑒發達國家的經驗，我國的相關制度越來越完善，廣大消費者對食品包裝材料安全性的認識也越來越深入。從長遠的角度看，社會環境需要食品產業的高安全性，因此，作為食品生產最后環節的包裝材料的安全也成為重中之重。我們應當清楚目前所面臨的困境，同時也應該對未來充滿期望和信心。

參考文獻：

[1]《中華人民共和國食品安全法》

[2] 劉浩 趙笑虹.食品包裝材料安全性分析.中國食物與營養，2009 [3] 黃大川．食品包裝材料對食品安全的影響及預防措施探討．食品工業科技，2007，4：188 [4] 梁燕君.注意食品包裝材料的安全性.勞動保護雜志2002,(1):32 [5] 郭恒斌 曾慶祝 王雅卿.食品包裝材料的安全性及其對策.現代食品科技，2006 [6] 章建浩主編食品包裝大全.中國輕工業出版社，2000 [7] 唐志祥.包裝材料與實用包裝技術.化學工業出版社，1996 [8] 章建浩.食品包裝學.中國農業出版社2002

第三篇：投資安全性分析

投資安全性分析

專業的統一運營管理，商戶的品質、信心與能力是本項投資安全的基本保障

先招商后銷售，確保年租金回報穩步增長

南國首義匯采用“先招商后銷售”的投資模式，即在出售之前，所有商鋪已經為投資者找到了租戶，而且所有商戶都是經過精心挑選，具有品質好、品牌優、承租能力強、經營規范的特點。投資者在商場正式開業兩個月免租期過后即可收租。

南國首義匯所售商鋪價格均以已簽約的商戶的平均租金水平為依據，在正確投資人一定收益的基礎上，以收益率反推而來，即售價以現實租金為支撐，支透支租金增值預期及物業增長預期。投資人購買商鋪后，交由運營公司統一運營管理，確保投資人前五年的年租金回報將實現穩步增長。

統一運營管理，確保本項目的定位實現及價值最大化

南國置業將組織專業的運營團隊對本項目提供精細化的專業運營管理，5年統一運營管理將市場培育成熟，確保本項目LIFESTYLE定位的實現，并為本項目未來價值提升夯實牢固基礎。

國內外優質品牌商家爭相進駐，其巨額投入的信心與決心，是本項目投資安全的重要保障

南國首義匯自招商工作開展以來，獲得如周大福、APPLE體驗店、COSTA咖啡、橫店影城等大批知名商家的追捧，現已有百家意向簽約進駐，而且品牌商戶們均希望簽訂長期租約。在招商環節，南國置業對商戶品質進行了嚴格復篩選，對實現本項目定位的骨干品質商戶簽訂了中長期租約。

品牌商戶長久穩固的租約和上百萬甚至近千萬的投入，表達了品牌商戶對首義匯未來的信心和扎根本項目的決心。這是首義匯商鋪投資的重要保障。

南國首義匯所挑選的品牌商戶，其自身均具有強大的抗風險能力、品牌號召力及經營競爭能力，這是本項目投資安全的另一保障

產權人權益

為了所有產權人的共同利益，確保市場之持久競爭力，本公司已委托武漢大本營商業管理有限公司對本商業項目實行統一管理，因此在投資購買本商業物業前，投資人須同意服從相關規定，在投資購買本公司商業物業成為產權人后須與大本營商業管理有限公司簽定《產權商鋪委托租賃管理合同書》，通過委托方式，將產權商鋪交由大本營公司實施統一管理。產權人初始委托租賃管理期限確定為五年，初始委托租賃管理期屆滿時，大本營公司有權按《產權商鋪委托租賃管理合同書》中約定的條件單方行使續約

權，每次續約最長期限為五年，可持續約三次。

在統一管理的框架下，商鋪產權人，將充分享有下列權益，以確保自身利益。

1、完全產權

項目公開發售部分是完全產權的出讓，投資者對購買商鋪的專有部分享有所有權，可辦理完整的產權證書，在受讓者服從市場統一管理及“買賣不破租賃”之法律原則的前提下，可以依法自由轉讓、贈與、遺贈、抵押、出租或其他方式處置其所持物業。

2、市場管理的知情權

每個，商業管理公司須通過合適方式，向投資者通報本項目經營管理的相關情況，內容將涉及招商情況、業態分布、租金狀況、營銷推廣等，并確保其真實性，業主有權對商業管理公司的管理行為進行監督，對違規的行為可以投訴或制止，對市場管理也可提出合理化建議。

3、收益權

在物業發售之前，本公司已委托武漢大本營商業管理有限公司負責項目的統一招商、招租及統一運營管理。因此投資者在購買本物業時，須與大本營公司簽定相關合同，在本營商業管理有限公司每年以“基礎租金+增值傭金”形式回報產權人(基礎租金是業主委托管理公司對外招租的底限租金；增值租金是管理公司盡謹慎、勤勉、專業之責任，有效實施市場統一招商、推廣、經營管理后實現的實際租金超過該基本租金的上漲租金)。具體方式如下： 1關于基礎租金部分 ○

租賃期內，管理公司每年向業主支付的年租金為業主購買商鋪總價款（指業主向開發商購買該商鋪時，實際支付的該商鋪的總價款，下同）的4.5%。如須繳納房產稅及營業稅等，自業主自行承擔。

2關于增值租金部分: ○

第一個委托租賃管理期內（第一個5年），管理公司對外出（轉）租商

1款執行外，商鋪總價款7%以鋪，年租金收益高于商鋪總價款7%，除按第○

內的租金收益歸業主享有（含7%）,超出商鋪總價款7%的租金收益的70%歸業主享有，即（年租金收益-商鋪總價款*7%）*70%歸業主享有，30%歸管理公司享有。稅費各自承擔。

1第二個委托租賃管理周期內（第二個五年），年租金收益高于商鋪總價款7.5%，除按每○

款執行外，商鋪總價款7.5%以內的租金收益歸業主享有(含7.5%)，超出商鋪款7.5%的租金收益的70%歸業主享有，30%歸屬公司享有。稅費各自承擔。

1款第三個委托租賃管理期內（第三個五年），年租金收益高于商鋪總價款8.5%，除按第○

執行外，商鋪總價款8.5%以內的租金收益歸業主享有(含8.5%)，超出商鋪款

8.5%的租金收益的70%歸業主享有，30%歸屬公司享有。稅費各自承擔。

第四個委托租賃管理期內（第四個五年），年租金收益高于商鋪總價款

1款執行外，商鋪總價款10%以內的租金收益歸業主享有(含10%，除按第○

10%)，超出商鋪款10%的租金收益的70%歸業主享有，30%歸屬公司享有。稅費各自承擔。

注:商鋪的起租日期確定方法：

本次出售的商鋪為期房，投資者在購買商鋪并付清所購商鋪之全部購房款，同時與大本營公司辦理商鋪交接書面手續后，在市場正式開業2個月后

開始起租。從起租日開始，投資者完全享有合同約定睥委托租金收益；開業至起租日前，因存在兩個月的免租期，所以投資人不能取得租金收益。

4、監督權

管理公司對外（轉）租商鋪，業主有權到管理公司查詢。每一，由律師事

務所對管理公司對外出租物業及履行與業主相關合同之情況進行審查并出具法律意見書；由會計事務所對管理公司租金及其他收入之收支情況等進行審計并出具審計報告，保障投資人的知情權及其他合法權益不受侵害。

關于發售說明

1、南國·首義匯商鋪按單位出售，本次發售首層、兩層及三層少許

單位，面積約為33000m2.單鋪面積20m2起。

2、關于投資人購買的程序說明：

1本次發售分內部發售和公開發售兩個階段。○內部發售對象包

括：本次所發售物業承擔者，開發商/投資商及其員工，關聯業務單位的員工。

2承擔商戶擁有其承租物業的第一位優先購買權 ○

3其他內部發售對象在承租商戶之后購買 ○

4公開發售時，投資人按現場公示的選鋪原則確定購買順序。○

3、銷售價格：具體商鋪銷售價格將在銷售現場予以公示。

4、本次發售由湖北天明律師事務所周華律師、宋小川律師提供全程

法律指導，并可為投資者簽約提供律師見證和代辦公證服務。與本次公開發售有關的政府批文、權利證書以及相關合同等資料，投資人可到開發商處或湖北天明律師事務所查詢（律師聯系電話：027-85355630）。

第四篇：鐵路罐車丈量及計算

鐵路罐車丈量及計算 2009-07-20 22:22

（一）計量操縱前預備工作

1.計量操縱前，應對所用計量用具認真檢查，計量用具要核準檢定證書器號，確認完好無誤后方可使用；

2.受檢容器上，丈量油高或丈量空距用的計量口或其它口都應有適當的參照標記，并指明在檢尺期間量油尺應保持的位置，參照標記應選擇在尺鉈不受任何阻礙就能接觸到檢尺板或容器底板的位置處；當容器設有多個計量口時，每個計量口都應有一個編號或清楚的標記，在計算容器容積表的計量口丈量油高或丈量空距；容器的計量口必須直接通到容器內液體中，常壓容器假如使用計量管，必須有改善丈量正確度的槽孔；

3.所有計量用具符合以下要求：

1）量油尺應符合GB l3236-91《石油量油尺和鋼圍尺技術條件》的要求；

2）檢水尺應符合GB／T 13894-92《石油和液體石油產品液位丈量法》的要求； 3）溫度計應符合GB／T 8927-88《石油和液體石油產品溫度丈量法》的要求； 4）密度計應符合SH／T 0316-1998《石油密度計技術條件》的要求；

5）丁字尺（ZYC-800）專用汽車罐車空距尺，刻度全長800mm，最小分度值1mm，采用銅棒或透明管吸進式兩種類型；

4.示油膏要求在15～20℃的120#溶劑汽油中，變色時間不超過10s，停留10s與停留20s的示值變化不超過0.5mm；示水膏浸進15～20℃水中變化時間不超過5s，停留5s與停留20s的示值變化不超過0.5mm，停留20s無脫落現象； 5.計量前穩油時間

1）當浮頂油罐浮頂有移動時，應等到罐內油品和浮頂穩定下來之后，再進行丈量；

2）浮頂在未起浮狀態和沒有完全起浮或是低于漂浮的正常液面時，不應進行丈量；

3）當容器內油品輸轉之后，在液面波動停止之前或油品表面有泡沫時，必須等到液面平穩或泡沫消失后方可丈量；

4）液面穩定時間，通常輕質油不少于15min；重質油不少于30min；

5）只有在進油終止，液面已趨向穩定或泡沫消失時量油，才能得到正確的結果。向容器內進油結束后，油面趨向穩定或泡沫大體消失的時間為： 立式油罐：輕質油不少于30min；重質油不少于3h；

罐車、臥式油罐、油輪（油駁）：輕質油不少于15min；重質油不少于30min。

（二）丈量順序與丈量部位

1.油品的丈量順序應從保持油和水面平穩，縮短計量時間考慮確定。輕質油品：丈量油水總高、水高、油溫、采樣測密度；重質油品：丈量水高、油水總高、油溫、采樣測密度； 2.丈量部位

1）立式油罐、臥式油罐、油輪（油駁）在計量口下尺槽或標記線處；

2）鐵路罐車在人孔蓋絞鏈的對面處，若此部位因罐內結構有妨礙時，則在人孔的中心處作為檢尺位置；

3）汽車罐車在帽口加封處或固定的檢尺標記處。

（三）實際油高的丈量

1.丈量時，左手握住尺柄，右手拇指和食指輕輕固定下尺位置，在指定投尺口投尺；

2.下尺時，尺鉈不應前后擺動，并在其重力下引尺帶下伸。尺鉈接觸油面時應緩慢，以免引起油面大的波動。估計尺鉈將近罐底時，應放慢速度。當尺鉈輕輕地觸及罐底之前，應有一個液面擾動的平息時間，用左手拇指壓緊尺架的尺帶，慢慢降低手腕高度，手感尺鉈觸及罐底或基準點后，迅速提尺讀數；

3.對于丈量粘性油品，應保持尺鉈與容器底板接觸3～5s，以使得量油尺四周的油品表面達到正確的水平位置再提尺讀數，避免讀數偏低；

4.讀數時，應先讀小數，后讀大數，尺帶不應平放或倒放，以免液面上升； 5.油高應丈量兩次，兩次丈量值相差大于1mm時，應重新丈量，直到兩次連續丈量值相差不大于1mm為止。記錄丈量值，取第一次丈量值做為油高；

6.對于丈量揮發性油品，若讀數困難時，可以在量油尺的液面讀數四周涂上示油膏，但一定不能使用粉筆或其他多孔性材料。

（四）空間高度的丈量

1.丈量時，應在指定計量口參照點處降落尺鉈，下尺方法同實際油高的丈量； 2.當尺鉈在剛剛進進液體中，使尺鉈在這個位置保持到液面停止擾動，待液面平穩后繼續緩慢地降落，直到量油尺上的一個整數米或分米刻度正確地與參照點處在一條水平線上； 3.提出量油尺，記錄被油浸濕的量油尺長度與參照點處在一條水平線上的量油尺刻度值。這兩個量值之差就是空高值；

4.以同樣的方法丈量，直到兩次連續丈量的讀數相差不大于2mm為止。假如第二次丈量值與第一次丈量值相差不大于lmm時，取第一次丈量值作為油高；假如第二次丈量值與第一次丈量值相差大于lmm時，取兩個丈量值的均勻值作為油高； 5.空高值轉換成相當的油高值，即從容器底檢尺點到參照點的高度減往量油尺在參照點處的讀數加上量油尺的浸油高度；

6.汽車罐車容積表按檢定規程要求是以空距計算其容積，使用時可用丁字尺直接測出空高值，在對應的容積表中直接查出實在際容積；

7.汽車罐車丈量前，先在丁字尺的適當部位涂上示油膏，將丁字尺伸進計量口，輕輕地將橫尺的兩端放在指定的丈量部位上，橫尺與帽口接觸，立即提尺讀數。使用罐車專用丁字尺，應正確地把握尺上的小閥門開關。汽車罐車高度應測兩次，兩次讀數不超過2mm。取其大數，超過應重測。

（五）水高的丈量

1.外貿交接和用外浮頂油罐作國內交接，每次均應量水。其它罐國內交接，收油前后均應量水。發油和盤點計量三至四天應丈量一次水高；

2.丈量前，將加在量油尺尺帶上的檢水尺刻線上均勻涂抹一層很薄的示水膏； 3.投尺時，將檢水尺和量油尺尺帶靠近參照點，緊貼計量口壁降落到容器中，直到檢水尺輕輕地接觸罐底或基準點。量油尺的尺帶必須拉緊，以保證檢水尺垂直； 4.檢水尺在這個位置上要維持足夠長的時間，以便于水改變示水膏的顏色。一般情況下，輕質油品3～5S；重質油品10～30S。提出檢水尺，觀察水高示值，并做好記錄。讀數時，檢水尺不應平放或顛倒；

5.一般情況下，水高只要求丈量一次。假如第一次浸液檢水尺不能得到清楚的水層讀數時，必須除往已起過作用的示水膏，擦干檢水尺，待水面穩定后做第二次丈量；

6.假如要丈量的水高超過300mm時，應使用量油尺尺鉈代替檢水尺，將示水膏涂沫到量油尺尺帶上，丈量方法同檢水尺。

（六）油溫的丈量

1.丈量油品高度后，應立即進行溫度丈量。溫度丈量應距罐壁至少300mm，以避免受到外部冷熱影響； 2.測溫位置

1）油高3m以下，在油高中部測一點；

2）油高3～5m，在油品上液面下lm、油品下液面上1m處共測兩點。取算術均勻值作為油品的溫度；

3）油高5m以上，在油品上液面下lm，油品中部和油品下液面上lm處，共測三點。取算術均勻值作為油品的溫度。假如其中有一點溫度與均勻溫度相差大于l℃，則必須在上部和中部丈量點之間加測一點及中部和下部丈量點之間加測一點，最后以這五點的算術均勻值作為油品的溫度；

4）輸油管線插孔以45度角迎流插到至少為管線內徑三分之一處； 3.丈量數目

1）立、臥式油罐、鐵路罐車、汽車罐車應逐罐逐車測溫；

2）油輪（油駁）內裝單一油品時，要丈量半數以上艙的溫度。假如內裝不止一種油品時，要按每單一品種測溫。如單一品種1～2艙，每個艙都要測溫；3～6 艙，最少測2艙溫度；7或7艙以上，應最少測半數以上艙。假如各艙溫度與所測艙均勻溫度相差在1℃以上時，應對每個艙作溫度丈量； 4.特殊情況的測溫要求

1）對加熱的油罐車，要使油品完全成液體后再切斷蒸汽，在溫度平衡2h后進行溫度丈量。如提前測溫，必須測上、中、下三點溫度（油高四分之三、二分之一及四分之一處三點的溫度），取其均勻值；

2）對有蒸汽加熱管的油罐，要在蒸汽切斷1h后，才能進行溫度丈量。如需提前測溫或在不能切斷蒸汽的情況下測溫，應按油高均勻分布丈量五點以上溫度，取其均勻值；

3）對剛停止加熱的立式園筒形罐，如需馬上測溫而頂上又有兩個罐口，一個在中心，一個靠壁，必須在兩個罐口丈量上、中、下三點溫度，取其均勻值。如在一個罐口測溫，必須按油高均勻分布丈量五點以上溫度，取其均勻值； 5.測溫的方法

1）將裝有溫度計的保溫盒放進容器油層指定測溫位置，上下拉動幾次，達到規定浸沒時間后提出讀數；

2）讀取溫度示值時視線應與溫度計棒體垂直并與水銀柱頂端相切，保溫盒不得傾斜，以防油品溢出；

3）讀數時應先讀小數，后讀大數，讀至0.1℃；

4）為減少丈量時間，儲油容器應放置固定溫度計和保溫盒； 6.溫度計的浸沒時間

1）石腦油、汽油、煤油、柴油以及40℃運動粘度小于和即是20mm2／s的油品不應少于5min；

2）潤滑油以及40℃運動粘度大于20mm2／s而100℃運動粘度低于36mm2／s的油品不應少于15min；

3）重質潤滑油、汽缸油、齒輪油及100℃運動粘度即是和大于36mm2／s的油品不應少于30min。

（七）油品的取樣

1.油品溫度丈量后，開始取樣； 2.取樣部位

1）立式油罐在油品頂液面下其深度的六分之一、二分之一、六分之五三個部位各取一份點樣組合試樣；

2）臥式油罐按附表三指明的液面上采取點樣。如需組合樣時，按表三組合樣比例核算；

3）油罐車在其罐內油品深度二分之一處取樣； 4）油輪（油駁）取樣同固定式油罐；

表三 臥式油罐的取樣 液體密度

（直徑的百分數）取樣液面

（罐底上方直徑的百分數）組合樣

3.取樣數目

1）立式油罐應逐罐取樣；

2）臥式油罐、油罐車、油輪（油駁）油艙艷服同品種油品的容器數為2～8個取2個樣；9～15個取3個樣；16～25個取5個樣；26～50個取8個樣；51～90個取13個樣。對于艷服有同品種油品整列鐵路罐車取樣時，首車必須取樣； 4.取樣方法

1）將清潔的采樣器用純棉繩拴好口蓋和取樣器，蓋好口蓋后在指定投進口（一般為量油口）放進油層；

2）當取樣器到達指定取樣部位后，拉動口蓋繩索，打開口蓋，待液面氣泡停止時提出取樣器，將油樣倒進潔凈的油樣瓶中；

3）取樣順序應按上、中、下部位進行，以避免擾動下部液面；

4）管線取樣分為流量比例樣和時間比例樣兩種，推薦使用流量比例樣。取樣應在適宜的管線取樣器中進行，取樣前，要用被取樣的產品沖洗樣品管線和裝有閥的連件。流量取樣按表四規定執行，時間取樣按表五規定執行。表四 流量取樣

輸 油 數 量，m3 取 樣 規 定 不超過1000 超過1000-10000 超過10000 在輸油開始1）和結束時2）各1次 在輸油開始時1次，以后每隔1000m31次 在輸油開始時1次，以后每隔2000m31次 1）輸油開始時，指罐內油品流到取樣口時； 2）輸油結束時，指停止輸油前10min。

表五 時間取樣

輸 油 時 間，h 取 樣 規 定 不超過1 超過1-2 超過2-24 超過24 在輸油開始1）和結束時2）各1次

在輸油開始時1次，中間和結束時各1次 在輸油開始時1次，以后每隔1h1次 在輸油開始時1次，以后每隔2h1次 1）輸油開始時，指罐內油品流到取樣口時； 2）輸油結束時，指停止輸油前10min。

5.試樣確定

1）對上、中、下三部取樣后，按等比例摻合獲代表樣；

2）罐內油品混合不均勻時，應在多于三個液面上采取一系列點樣，按總點樣數目比例摻合成代表樣；

3）管線取樣亦按上述方法確定代表樣；

4）如摻合方法會損害樣品的完整性，就單獨分析每個樣品，并計算每個樣品所代表油品的比例。

（八）密度的測定 1.用具選擇

1）石油密度計應符合SH／T 0316-1998技術條件。為石油計量密度測定時，應使用最小分度值為0.5kg／m3（0.0005g／m3）的SY-05型密度計，必要時使用最小分度值為0.2kg／m3（0.0002g／cm3）的SY-02型密度計； 2）石油溫度計應使用最小分度值為0.2℃的全浸水銀溫度計；

3）量筒應用清楚透明玻璃或塑料制成。其內徑應至少比所用石油密度計的外徑大25mm。量筒高度應能使石油密度計漂浮在試樣中其底部間隔筒底至少25mm； 2.丈量步驟

1）將混合后的代表樣小心地沿著量筒壁倒進量筒中，防止濺潑和避免天生氣泡，發生氣泡時應用清潔的濾紙除往；

2）將溫度計插進試樣中，小心地攪拌試樣，溫度計保持全浸，同時將選好的清潔、干燥的石油密度計輕輕放在試樣中；

3）當石油密度計靜止并離開量筒壁自由漂浮時，讀取試樣的彎月面下緣與密度計刻度相切的點即為密度數值。讀數時，視線要與試樣彎月面下緣成一水平面，讀至 0.0001g／cm3，同時讀取溫度計數值，讀至0.1℃。以同樣的方法連續測定兩次，若第二次溫度與第一次溫度之差超過0.5℃則重新讀取溫度計和密度計數值，直至溫度變化穩定在0.5℃以內；兩次視密度值相差不大于0.0005g／cm3； 4）測定密度時，測定溫度要盡量接近油罐中儲存油的實際溫度，應在實際溫度的±3℃范圍內測定。

（九）丈量結果的器差修正

1.丈量和測定后的結果需經器差修正后，方可作為計算的依據。實際值＝丈量值＋修正值；

2.量具的器差修正可近似地按鄰近點的修正值修正，當視值正好在兩個鄰近點中部時，取上、下兩點的均勻值；

3.密度值修約到最近的0.0001g／cm3；

4.油溫修約時，對容積大于250m3的容器、油輪油駁修約到最近的0.1℃，容積小于250m3可不修正溫度計器差；

5.油高修約時，容積大于250m3的容器和油輪油艙修約到最近的lmm，其中油輪油艙中的油高應先按縱傾、橫傾修正表修正，再修正油高誤差到最近的lmm，小于250m3的容器可不作油高修正。

（十）數據處理 1.凈油體積確定 1）立式油罐

a.根據油水總高，查立式油罐容積表求出油水總體積； b.根據水高，查立式油罐容積表或底量表求出水體積； c.凈油體積＝油水總體積－水體積；

d.儲油容積1000m3以上的油罐按修約到分米的油水總高，自靜壓力容量修正表上查出容積增大值。其凈油體積＝油水總體積＋容積增大值×標準密度－水體積；

e.浮頂罐容積換算同立式罐。

2）臥式油罐用比例插值法求出油水總體積和水體積，凈油體積換算同立式罐； 3）鐵路罐車根據車體表號查容積表，根據查出的基數和對應系數直接計算出油水總體積和水體積，凈油體積計算方法同臥式罐。對于超過裝載范圍的需用比例插值法計算油水總體積；

鐵路罐車油容積計算公式：Vt＝Vj＋Kb 其中：Vt--油品容積；

Vj--基礎容積，即油高對應的容積； K--油高對應的容積系數； b--罐車表號的后2位數。

4）汽車罐車容積表是按空高編制的容積表，在容積表中相應空高對應的容積即為油水總體積；

5）油輪（油駁）是按空高編制的容積表，查表時應用空高，實際高度＝總高－空高；

2.油品重量計算

石油產品重量計算可選擇下列公式： m＝V20×（p20－1.1）(1)V20＝Vt×VCF20 m＝Vt×Dt(2)

式中m--油品在空氣中的質量

V20--標準溫度下油品的體積（m3）p20--標準密度（kg／m3）VCF20--體積修正系數

Vt--任意計量溫度下油品體積（m3）

Dt--任意計量溫度下油品計重密度（kg／m3）1.1--空氣浮力修正值單位為kg／m3（1）式為按GB／T 1885-1998計算公式，用于計量精度要求較高及處理計量交接糾紛時使用。

（2）式為石油產品計量速算表計算公式，用于一般日常工作。

第五篇：列車碰撞安全性分析

列車碰撞安全性研究發展與應用

吳雪峰

（中南大學 交通運輸工程學院，長沙，410075）

摘要：論文詳細地介紹了國內外列車碰撞研究的必要性和基本理論，較系統的闡述了國內外列車碰撞研究的發展狀況，最后概述了碰撞研究中的一些設計方法以及在實際中吸能元件的簡單應用。

關鍵詞：碰撞研究；基本理論；發展狀況；設計方法；應用

The Development and Application of Train Crash Safety Research

WU Xue Feng（School of Traffic and Transportation Engineering, Central South University, Changsha 410075）

Abstract:The paper describes the need of domestic and international train collisions research and the basic theory in detail.And systematicly elaborate the development of the train collision studies at home and abroad.Finally,The article overview some of the design on collisions and the simple application of energy absorption components in practice.Keywords:

1、引言

在交通運輸業中對車輛的運行安全一直是公眾關注的焦點,尤其對行駛中的客運車輛發生意外碰撞、斷軸或傾覆脫軌等重大事故一旦發生,如果不能在瞬間將巨大的動能耗散,必將車毀人亡,造成嚴重的人身傷亡和重大的財產損失。同汽車碰撞事故相比，雖然列車發生碰撞的概率要小于汽車發生碰撞的概率，然而一旦發生意外事故，同樣會帶來嚴重后果。例如：2001年8月3日，美國芝加哥市發生高架鐵路2輛輕軌列車追尾事故，141人受傷。2005年1月17日，曼谷2列地鐵列車在市區國家文化中心車站相撞，列車上約有700名乘客，造成約200人受傷。2005 年3月10日，在阿根廷首都布宜諾斯艾利斯，由于1列火車司機違章，未按信號指示行車，造成2列城市列車追尾相撞，131名乘客受傷等[1-2]。

據文獻[3-5]介紹,英國在1972年—1981年10年間,鐵路運輸發生重大事故達83次,死亡人數共計68人;在1980年—1989年10年間,造成死亡人數增至165人,增幅達140%。我國多年來列車正面沖突、尾追重大意外事故也時有發生,90年代滬寧線旅客列車正面沖突造成80多名旅客罹難, 京廣線客車尾追重大事故造成數10人傷亡,08年4.28事件等。這一系列慘痛事件迫使人們去尋找所謂的第二安全措施(相對于行車信號而言),即車輛自身結構防碰撞性能的研究。因此,近十多年來防撞車輛的設計研究便應運而生, 許多國家在鐵路機車車輛、城市軌道車輛(地鐵、輕軌車輛)的結構設計中, 提高客室的耐撞性,在車體的特定部位設置碰撞能量吸收裝置和防爬裝置,以期達到發生意外碰撞時能吸收大部分碰撞動能和防爬車目的, 從而最大限度地減少人員的傷亡。英國鐵路(BR)與歐洲鐵路研究組織(ORE)在防撞車的研究中,進行了大量的基礎性試驗研究和現車的碰撞試驗,所獲得的成果可直接用于防撞車的結構設計。

車輛的安全性分為主動安全性和被動安全性。前者是指預防事故發生的安全措施；后者是指發生事故時對乘員進行保護的安全措施，如提高車輛結構的耐撞擊性和采用各種安全約束保護系統等。處于對乘客安全的關心與重視，近年來，對車輛被動安全性的評估已成為一個重要的研究課題。

2、國內外研究概況

碰撞安全問題作為現代車輛設計中以人為本思想的重要組成部分而成為近年來國際國內車輛設計研究的一個熱點。盡管軌道列車系統中采用了大量的主動安全性措施，但是仍然不能完全消除造成乘客嚴重傷害的列車碰撞事故。

為使事故造成的損失最小，人們逐步認識到，在設計車輛時充分考慮車輛耐碰撞性能的重要性。英國是較早進行耐沖擊車體研究的國家，20世紀90 年代，在英國鐵路管理委員會內成立了專門從事列車碰撞問題的研究機構。對鐵道車輛結構耐碰撞性和吸能元件，如GRP 圓管進行較深入的理論分析、計算機仿真和試驗研究。設計出如圖1所示帶司機室的防碰撞車輛的前端結構[1]。

當發生碰撞時在乘客區域發生變形前，通過壓縮車鉤緩沖器以及GRP 能量吸收管和前端底架的有序塑性變形吸收掉1 MJ 能量。法國國營鐵路從1998 年開始進行列車耐碰撞性能研究。利用大型有限元軟件對兩起發生在平交道口的列車碰撞事故進行了仿真再現分析，一起事故是內燃動車與1 輛油罐車相撞，另一起是1 列新型的耐撞擊的電動車與1 輛載重30t的大卡車相撞。仿真結果表明，歐洲標準EN12663中的第二部分關于鐵道車輛被動安全性評價中的15t重的方型障礙物不能很好地代表與鐵道車輛相碰撞的路面車輛。為此，法國在設計TGV雙層高速列車的動力車和尾部拖車時，對其結構的耐撞擊性能進行了大量的理論研究和試驗驗證。

因此，近年來，對于如何在更高碰撞速度的情況下，提高列車的被動安全性越來越被重視。車體結構不能發生永久變形的既有概念則應變為基于可控制能量吸收過程的設計理念。歐洲正在討論制定“碰撞安全性設計”的新標準，旨在定義適合于車體結構的能量吸收裝置，它涵蓋從有軌電車到高速列車所有類型的軌道客車。

總體而言，車輛的碰撞安全技術可分為主動防護技術和被動防護技術兩類。主動防護技術研究為防止碰撞所采取的各項防范措施。被動防護技術則通過車輛耐撞性能的設計，使車輛在事故發生的瞬間通過吸能裝置將巨大的撞擊動能耗散，從而達到最大可能的保護乘員生命安全的目的。就機車車輛本身而言,研制耐沖擊吸能車體對減輕客運列車碰撞事故造成的損失, 有重要的實用價值。為了抵御沖擊,按“為乘員提供安全空間和有效緩和撞擊”的思路,重新分配車體各部分剛度,設計出具有合適吸能結構的耐沖擊車體, 即列車的動車及客車車體結構均按前、中、后三種縱向剛度設置，前后兩部分為弱剛度結構, 中間部分為強剛度結構。這樣一旦發生列車碰撞事故, 車體兩端的弱剛度部分將產生塑性大變形吸收沖擊動能(簡稱吸能結構), 而車體中間的強剛度部分僅產生彈性變形(簡稱彈變結構)，最終達到保護乘客、司機與機器設備安全的目的。這種車體結構設計方法, 不僅在較大碰撞速度下能對乘員起到保護作用, 還將提高中國機車車輛的車體結構設計水平。

3、能量吸收裝置的元件

能量吸收裝置的基本原理是利用其元件材料的塑性變形能來耗散所遭受的沖擊動能,對一般材料可忽略其強化性能, 當作理想剛塑性體。在外載荷達到某一定值時,理想剛塑性體可在外載荷不變的情況下發生塑性流動,即無限制的塑性大變形,這時稱元件或結構處于極限狀態,所受的載荷稱為元件或結構的極限承載能力,或稱極限載荷, 與之相對應的速度場稱為塑性損傷機構,或塑性流動(可動)機構。元件或結構若有幾個塑性流動機構, 則對應地可求得幾個不同的極限載荷值, 在極限狀態下應選取其最小值作為該元件或結構的極限載荷值, 即極限載荷是唯一確定的。從能量吸收裝置的元件變形情況看, 不宜采用單獨拉伸或扭轉變形, 因為理想剛塑性材料載荷一旦達到材料的屈服極限,則變形要無限增大,直到斷裂,很難控制。另外實際材料存在拉伸頸縮變形失穩現象,行程一般較短, 難以滿足要求。為了滿足設計要求,性能穩定可靠,能量吸收裝置大多采用受彎曲變形或壓縮變形的元件。

4、研究及實際應用

列車通常由動車與拖車組成的多個車組用車鉤裝置予以連接而成，車組的動車與拖車之間采用剛度較大的鉸連接，因而整個車組實際上相當于一輛車。當列車與前面的障礙物相碰撞時，頭車組首先處于撞擊狀態，其他的車組經過車鉤緩沖裝置的相位差以后才進入撞擊狀態。由于相位差的存在，在計算碰撞動能時，可以把列車中各車組視為獨立的運動物體，其他車組的質量是不斷地補充到撞擊車輛的質量中去的。

圖2為一個典型的碰撞過程壓縮力與壓縮變形行程關系曲線，它反映了采用現代碰撞安全性系統原理設計的車輛在列車端部發生碰撞時的情況。對于在非專用線路上運行的列車或者與其它類型的列車混合運行的情況，車體結構的碰撞安全性設計可能還應考慮其它的碰撞假設條件，例如：與其它類型列車的碰撞，在平交道口與卡車或小汽車碰撞等。

地鐵車輛碰撞安全性設計通常采用車鉤中配置的能量吸收元件以及車輛端部配置的碰撞變形能量吸收區來實現，主要為底架結構中的變形元件，專門用來吸收超過車鉤系統能量吸收限度的碰撞能量，一旦發生事故，以降低乘客受到傷害的風險。為了保證碰撞過程中產生的塑性變形局限于預先設定的專門的碰撞變形能量吸收區內，客室區域車體結構的承載能力必須明顯高于車輛端部。具有恰當高度的防爬器要正好布置在碰撞變形能量吸收區的前方，防止嚴重車輛碰撞時發生爬升情況而擠壓到客室區域。碰撞變形能量吸收元件的設計通常采用筒形結構(正方形、長方形、六邊形、多單元組合斷面等)單元。在縱向沖擊力的作用下，這些吸能元件能夠發生逐步漸進式的塑性屈曲變形，其特性曲線呈現振蕩波形，但在碰撞沖擊變形的很長距離內沖擊力水平基本保持一致，如圖2所示。

吸能元件初始長度的70%～75% 可以作為能量吸收用途使用，它與吸能元件的斷面形狀有關。通常采用的觸發機構形式包括：局部弱化處理、錐形結構等，目的是把碰撞初始過程的沖擊力峰值降低到合理的水平，并明確定義結構屈服發生的起始位置。車輛端部的設計理念主要通過以下兩種方法來實現：①車輛端部碰撞變形能量吸收區與車體結構完全集成在一起。②由吸能元件構成的碰撞變形能量吸收區與防爬器板狀結構集成在一起組成一個模塊化部件，然后通過螺栓等機械聯結組裝到底架結構前端。

車輛端部碰撞安全性設計的主要挑戰之一來自必須同時滿足多個、并且經常是相互矛盾的要求，因為集成的碰撞變形能量吸收區不僅要承受碰撞沖擊時的載荷，還要傳遞靜態載荷。例如：作用在防爬器上的縱向及垂向載荷、作用在端墻結構上的局部載荷、車鉤載荷、架車引起的載荷等。靜強度設計通常導致非常剛性的車體端部結構，但是碰撞安全性設計要求具有一個可以變形的區域，并能夠恰當地控制能量吸收的過程及碰撞沖擊力的水平。碰撞變形能量吸收區本身的設計與評估已經非常復雜，但是為了兼顧靜強度及碰撞安全性兩個方面的要求，通常車輛端部的結構設計需要反復進行，而最終的設計結果通常是兼顧兩個方面的折衷方案。

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