3.1 车辆限界计算

3.1.1 本条对车辆限界计算工况、类别及计算方法作出了规定：

    1 车辆限界计算线路条件为平直线，不含曲线几何偏移、曲线轨距加宽及曲线磨耗。车辆限界不区分严格意义上的直线地段和曲线地段，仅是定义的广义控制线。这与国际上同类型标准是一致的。车辆限界只以运行区段速度的不同，分为区间车辆限界和车站计算站台长度范围内附加车辆限界。区间车辆限界计算速度按各速度等级对应不小于10％瞬时超速确定，即90km/h(速度等级80km/h)、110km/h(速度等级100km/h)、132km/h(速度等级120km/h)，其中80km/h速度等级按信号控制所需的瞬时超速上限值90km/h。而车站计算站台长度范围内附加车辆限界计算速度按8辆编组停站进出站端最高70km/h速度确定。至于车辆限界是否需要按隧道内外区分，取决于二者的相差度。本标准经计算，二者相差基本不大，故将二者兼容统一，不再区分隧道内外。本次修订的车辆限界适用于风压小于等于400N/㎡，适用于隧道内外。上一版的车辆限界计算只针对单一的最高速度80km/h，且无瞬时超速的考虑，滞后于地铁系统的技术发展。另外计算站台长度范围内的特殊区域无对应的车辆限界，而是采用区间车辆限界设计计算站台长度范围内的限界，造成站台和屏蔽门与车辆轮廓的间隙偏大，影响乘客乘降安全。上一版的车辆限界是按隧道内外区分的，因二者相差较大。

    2 本款设定区间车辆限界计算工况：空重车一系或二系悬挂故障下附加最高速度等级的10％瞬时超速，并叠加最大允许运行的侧风风压400N/㎡；车辆线路停放叠加地区实际线路的强侧风。制定或校核区间车辆限界时取各工况的最大包络。为考虑车辆线路停放的安全，以不超出相应区间车辆限界为控制条件。上一版的车辆限界只针对车辆正常工况，不含一系或二系悬挂故障，无车辆线路强风停放的限界规定。

    3 本款设定车站计算站台长度范围内附加车辆限界计算工况：一系或二系悬挂故障、风压210N/㎡侧风、停站进出站端最高速度70km/h。对于塞拉门车辆还需考虑停站开门工况。一般高架或地面车站存在建筑物，对侧风有抵挡削弱作用，因而适当降低侧风作用强度。若车站完全开阔无任何遮挡物，则侧风强度等同于区间。本标准考虑的是最不利的正向侧风，车站端部为局部正侧风或斜侧风。上一版无车站计算站台长度范围内附加车辆限界的特殊工况约定，确定的站台和屏蔽门限界也只适用于正常工况条件。实际运营中，车辆悬挂故障产生是不可预知的，因而只按正常工况考虑车站计算站台长度范围内的站台和屏蔽门限界是偏离客观的。

    4 本款描述车辆限界计算考虑的通用计算要素范围，明确不含曲线因素(曲线几何偏移、曲线轨距加宽及曲线磨牦等)。车辆静止时无需考虑振动，AW0时无需考虑空重车挠度变化及载荷不对称。此外，考虑限界校核能对车辆加长部位(如头车司机室)有效控制限界，增设曲线加宽校验环节，但限界制定过程不涉及。上一版无此规定。

    5 本款描述计算参数的概率性质，分随机因素和非随机因素。对非随机因素按线性相加合成；对高斯概率分布的随机因素采取按时空相对独立项分组以均方根值合成；将两大类相加形成车辆总偏移量。上一版对随机因素采取混合在同组内均方根值合成，如车辆制造误差，该项是在制造过程中产生的，车辆制造完工后，已客观形成对车辆轮廓扩大的影响，与车辆运行状态的随机因素无任何的关联，已独立存在，故不合适与其他随机因素进行同组均方根值合成，本版已在计算公式中做了全面的修订。

    6 车辆悬挂一般都设置安全限位止挡，以限制车辆异常过大位移，因此动态偏移量是有限的。计算时当止挡动态接触，按非线性刚度处理，注意止挡刚度远大于悬挂元件刚度，否则易引起偏移量计算值偏大失真。上一版处理此问题未准确体现车辆悬挂止挡对偏移量的限制作用，故而造成隧道内外的车辆限界差别较大。

    7 本款描述按车辆结构组成，车辆限界计算涵盖车辆完整三大部分：车体、转向架(构架、簧下部分、踏面、轮缘)、受电弓(受流器)。而车站计算站台长度范围内附加车辆限界计算只与站台、屏蔽门有关，其他部位不需计算，按区间对待处理。上一版无车站计算站台长度范围内附加车辆限界计算部位的规定。

    8 本标准制定过程中用于限界制定的计算车辆轮廓线和计算参数的选取充分考虑了兼容性和前瞻性。因上一版标准制定时，参考的车型较少，存在一定的局限性，难以满足现在应用的兼容性。本版对此进行修订的情况如下：

    在用A2型主流车辆轮廓线如图1所示，A2型车限界计算车辆轮廓线修订见图2及表1，三种速度等级车辆取统一的计算车辆轮廓线。

    目前只有速度等级120km/h、DC1500V下受电的A1型车辆。考虑车体同平台设计制造的一致性，A1型车体主体部分计算轮廓线同A2型。转向架除安装受流器外，其他(包括抗侧滚扭杆等)基本同A2型车。确定A1型车计算车辆轮廓线见图3及表2，相同受电模式的其他100km/h及80km/h速度等级车辆取同一的计算车辆轮廓线。DC1500V上受电及DC750V上/下受电的A1型车暂不列入标准。

    B2型车限界计算车辆轮廓线修订部分有空调顶部、侧灯凸带、受电弓及转向架侧部，见图4及表3。空调顶部和受电弓与A2型车一致；转向架侧部局部内收，使得轮廓线不大于A2型车；基于车体半宽1400mm，站台屏蔽门距车辆轮廓横向间隙130mm，侧灯凸带需相应取消。若是半宽1445mm的鼓形车，站台屏蔽门外移45mm，取消的侧灯凸带局部位置相应限界等量外扩，便于微塞门布置上导轨。基于同平台设计制造，三种速度等级计算车辆轮廓线统一选取。

    B1型车辆接触轨受电分DC750V上/下受电及DC1500V下受电三种。基于同平台设计制造的一致性，除受流安装外，B1型车辆车体和转向架主体部分基本同于B2型车。确定B1型车计算车辆轮廓线见图5、图6、图7及表4、表5、表6。

    A2型车和B2型车受电弓滑板位置按处于中心销断面制定本限界。本标准选取计算车辆轮廓线时未预留车宽大于2.8m或3.0m的鼓形断面车。虽从结构空间上可以容纳超宽鼓形车，但这将引起车辆限界增宽，迫使屏蔽门车辆限界外移，造成标准宽车辆轮廓距屏蔽门间隙过大，带来安全隐患。故对鼓形凸出的局部限界同步进行等量扩宽修正，屏蔽门车辆限界也等量平行外移，维持安全间隙不变。

    车辆运行速度只影响计算参数，不体现在计算公式中。运行速度影响的主要参数有：一系弹簧横向弹性变形量、二系弹簧横向弹性变形量、车体横向振动加速度及一、二系垂向动挠度。用于限界制定的计算参数选择已兼顾在用车和既有线路的包容性，见表7。今后实际投入运营的车辆或线路须根据本标准计算方法进行限界校核，以确定是否超越标准车辆限界。
3.1.2 车辆限界计及的计算要素包括车辆、线路轨道及环境等方面。各项参数取值根据设计制造与施工及应用与维护检修限度等因素按最不利原则确定(表7)。

    转向架轮对处于轨道上“最不利运行位置”是指车辆运行时前转向架轮对贴靠钢轨一侧，后转向架轮对贴靠反方向的另一侧钢轨。

    车体相对于轨道线路“最不利位置”是指车辆运行时车体前转向架二系横向位移偏向一侧，后转向架二系横向位移偏向反方向的另一侧。

    当发生悬挂故障时，车辆将产生偏斜或竖向位移，引起车辆轮廓增大，势必侵占限界空间。对于悬挂故障工况，一、二系悬挂故障按独立工况对待，非组合处理，即非同时发生。

    一系悬挂故障：

    当一系采用橡胶簧，不存在瞬时非承载失效工况。当橡胶簧表面出现非正常迹象时需立即更换。当一系采用螺旋钢簧，存在断裂失效工况，失去承载能力，一系止挡接触。一系悬挂故障只考虑任意一个轴箱位置的弹簧断裂。

    二系悬挂故障：

    车体偏斜：

    1)当一点高度阀端悬挂(空簧或高度阀)故障，另一端(一点或二点高度阀)悬挂正常，将不产生车体偏斜。

    2)当二点高度阀端悬挂(空簧或高度阀)故障，另一端(一点或二点高度阀)悬挂正常。

    ①空簧瞬间爆裂(从未出现，不考虑)。

    ②任意1个空簧慢泄气，在气源系统能够连续补充下，不产生车体偏斜。

    ③任意1个空簧慢泄气，当气源系统不能够连续补充、空簧压差大于差压阀设定压差值(如1.5bar)时，正常侧空气进入泄气侧，最终正常侧压力不足1.5bar，泄气侧全部泄完，两侧空簧全部接触止挡。在此过程中，两侧空簧在没有接触止挡前，最大可能出现的压差为差压阀设定压差值，该过程压差将引起车体产生准静态过程偏斜。

    ④一点端高度阀故障，将不产生车体偏斜。

    ⑤二点端任一个高度阀故障将使空簧形成过程压差，将引起车体产生准静态过程偏斜。

    空簧过充或失气：

    二系悬挂故障除产生空簧过程压差引起车体准静态过程偏斜外，最终状态都使得空簧趋于平行过充或失气。

    二系悬挂的抗侧滚扭杆瞬时失效及横向减振器异常卡滞等工况不在本标准考虑的范畴内。车辆运行时发生超出车辆限界设定工况条件时，须限速运行。

    侧风载荷计算取值见表8。