弹簧浮置板轨道结构新技术

在北京市轨道交通大兴线及亦庄线特殊减振地段减振要求的基础上,总结该线路中钢弹簧浮置板结构设计、产品设计、施工工艺中采用的新技术,包括基底超高技术、分体式隔振器技术、上置式剪力铰技术以及相应的技术所解决的工程问题。探讨了钢弹簧浮置板设计中的一些问题,包括短轨枕的使用条件、轨道高度对于浮置板断面的影响等。传统的钢弹簧浮置板工艺与新的技术相结合,满足并很好的适用于该线路的特殊减振要求,可为其他线路的设计提供参考。     

几种典型的地铁减振浮置轨道的对比分析

针对目前国内地铁工程所用到的钢弹簧浮置板、减振垫浮置板、橡胶隔振器浮置板、浮置式梯形轨枕等不同浮置轨道技术,在按重量级别、隔振元件、浮置板浇注方式及浮置板是否设预应力等不同方式进行分类的基础上对比分析各自不同的技术特点,可为不同工程条件下的正确选型提供参考。提出理论及实际减振效果的差异性、减振与降噪效果的区别、典型不利工程条件的适应性以及综合造价的核算等浮置轨道选型及设计应用的要点和建议,并探讨未来运营线浮置轨道的高效检查维修技术,以及设计速度≥140 km/h线路浮置轨道系统设计及安全可靠性保障技术等后续发展方向。     

钢弹簧浮置板浸水时的减振效果实测分析

对某地铁状态正常的钢弹簧浮置板段、一侧隔振器浸水段、两侧隔振器浸水段和普通整体道床段的过车响应进行现场实测。结果分析表明,钢弹簧浮置板作为特殊减振轨道结构,具有良好的减振效果。状态正常的浮置板相对于普通整体道床减振效果可达16.8 d B(隧道壁Z计权振级插入损失),随着浸水量的增加,减振效果逐渐减弱,分别为9.8d B(一侧浸水)、0.6 d B(两侧浸水)。浸水对16~200 Hz频段的减振效果影响明显,对16 Hz以内频段的减振效果基本没有影响。     

杭州地铁1号线浮置板轨道减振效果对比分析

由于浮置板轨道减振效果较好,在地铁建设中使用比例大幅度增加。结合杭州地铁1号线钢弹簧浮置板和橡胶浮置板的测试结果,对比分析两种浮置板的自振特性、隧道内和地面减振效果。分析结果表明：受不同的轨道结构形式、不同的列车类型、运行速度、隧道结构等诸多因素影响,钢弹簧浮置板和橡胶浮置板轨道有不同的振动频率特性;钢弹簧浮置板竖向自振频率为7.90 Hz,橡胶浮置板竖向自振频率为14.87 Hz,钢弹簧浮置板和橡胶浮置板的高频减振效果高于低频的减振效果;橡胶浮置板对于高于25 Hz的振动有8～16 dB的减振效果;弹簧浮置板对于高于12.5 Hz的振动有8～22 dB的减振效果,钢弹簧浮置板轨道对于控制列车运行产生的环境振动更有效。     

跨人防门的钢弹簧浮置板整体道床施工技术

北京地铁10号线轨道工程特殊减振地段整体道床采用钢弹簧浮置板整体道床,达到很好的减振降噪效果,在设计与施工过程中,都取得较好的经济效益和社会效益。但是,在人防门处设置钢弹簧浮置板还是比较少见的。在北京地铁10号线一期轨道工程施工过程中,01合同段的巴沟站—苏州街站区间有一处这种钢弹簧浮置板整体道床跨越人防门的设置方式。经过设计、施工等多方的共同探讨,通过调整浮置板断面和隔振器位置方案,成功地解决了这一难题,减振效果达到了预期目的。     

地铁钢弹簧浮置板阻尼参数试验及其对行车的影响研究

钢弹簧隔振器阻尼比是影响钢弹簧浮置板轨道结构减振降噪作用效果的重要参数之一,钢弹簧隔振器阻尼比在设计、制造及日常维养中如何精确测量是行业关注的焦点.结合锤击试验及刚柔耦合数值分析,研究浮置板轨道振动传递特性及阻尼参数对地铁行车的影响.结果表明:(1)锤击力在2～4档是其合适范围,计算自由衰减振动的钢弹簧阻尼比时合适的波...     

基于TMD的钢弹簧浮置板轨道结构改进研究

为提升钢弹簧浮置板轨道低频域制振性能,应用有限元方法建立地铁车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型,对带凸台的常规钢弹簧浮置板轨道进行结构改进设计。参考某地铁实际线路,基于TMD定点理论以及多自由度系统等价质量识别法,通过对无凸台钢弹簧浮置板轨道进行模态分析和谐响应分析,确定钢弹簧浮置板凸台下减振元件的最优刚度、最优阻尼;然后基于车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型,研究列车动荷载作用下钢弹簧浮置板轨道改进前后低频域制振效果。结果表明:改进后的钢弹簧浮置板轨道能够有效地抑制轨道板固有频率附近频段的低频振动;合理的TMD参数匹配能够有效地控制列车动荷载下钢弹簧浮置板基频范围内的低频振动及对应频段钢弹簧支反力向周围基础的传递。     

深圳地铁一期轨道减振道床维修养护初探

减振道床是一种新型的轨道结构，本文通过对深圳地铁一期工程的连续-现浇-金属弹簧隔振器式浮置板道床、橡胶支承式浮置板道床、弹性短轨枕式整体道床结构、工作原理及运营后可能产生的病害分析与探讨，初步总结出深圳地铁减振道床的维修养护方法，以供深圳地铁一运营后的轨道维修工作借鉴。     

盾构中钢弹簧浮置板道床的设计

北京地铁13号线在国内首先采用钢弹簧浮置板减振系统,钢弹簧浮置板道床技术已成为城市轨道交通中特殊高端减振的最佳选择。随着这项技术的逐步推广,越来越多项目竣工投入使用,取得了理想的减振效果,人们对这项技术的了解和认识也在逐步加深。上海地铁4号线是国内首次在盾构中采用钢弹簧浮置板的工程,目前在很多城市的地铁特殊盾构减振地段中都用上了这项技术,北京地铁5号线铺设的钢弹簧浮置板减振系统均位于盾构地段。由于5号线采用接触轨供电方式,道床设计和以往的不同,在这里就盾构中钢弹簧浮置板道床的设计进行抛砖引玉的讨论。     

地铁钢弹簧浮置板道床施工技术

钢弹簧浮置板是一种特殊的轨道结构形式，由于其优良的减振性能，被广泛应用于地铁中。根据现场实际施工，介绍北京地铁4号线钢弹簧浮置板道床施工情况，包括施工方法、工艺、生产组织及质量控制措施等。     

钢弹簧浮置板的现有不足分析及优化建议

总结西安地铁2号线特殊减振地段钢弹簧浮置板在2年多的运营过程中所表现出来的典型问题,如钢轨与道心凸台之间距离太小、轨下净空不足、扣件套管偏斜、隔振器盖板脱落触轨、道床排水不畅以及由于工程施工中的测量和安装误差造成的缺陷,在此基础上提出取消凸台、增加薄型短轨枕、优化排水设计及隔振器结构设计等建议,并提出铜弹簧浮置板隔振套筒、阻尼材料等方面尚待解决的问题.     

浮置式轨道结构的自振频率有限元分析

浮置式轨道结构作为一种减振降噪的轨道结构,广泛应用于城市轨道交通线路中。目前,这类轨道结构有钢弹簧浮置板、隔离式减振垫和梯形轨枕等几种轨道型式,其中钢弹簧浮置板轨道又包括传统的现浇钢弹簧浮置板轨道与新型的预制钢弹簧浮置板轨道。文章通过对这4种浮置式轨道的自振频率有限元分析,研究了不同设计参数对它们各自自振动频率的影响,以期为今后浮置式轨道结构其他动力特性分析提供参考。     

北京地铁5号线钢弹簧浮置板轨道减振效果测试与分析

钢弹簧浮置板轨道是我国城市轨道交通采用的主要减振措施之一。在北京地铁5号线灯市口站—东四站区间,测试运营地铁在浮置板轨道地段和普通整体道床地段的地面垂向振动加速度,并进行时域和1/3倍频程频谱分析。分析结果表明:钢弹簧浮置板轨道对隧道正上方减振效果最好,在两侧,随着距离的增大减振效果逐步变小。钢弹簧浮置板轨道对10 Hz以内的振动成分没有作用,地面振动的能量主要分布在10～20 Hz,钢弹簧浮置板轨道对此频域范围内的减振效果最好。     

地铁—建筑物合建结构中钢弹簧浮置板轨道基频优选影响因素

结合2个合建工程实例,通过结构的模态分析和钢弹簧支反力的特征分析,研究地铁—建筑物合建结构中钢弹簧浮置板轨道基频优选的影响因素。结果表明:对于不同的地铁—建筑物合建结构,当其竖向自由振动频率在20~80 Hz范围内时,累积的参振质量比例均较高,达50%以上,而在与钢弹簧浮置板轨道基频相近的4~10 Hz竖向自由振动频率范围内,参振质量比例的分布情况却差异较大,这与合建结构的型式和刚度等因素有关;在其他参数不变的情况下,随着钢弹簧浮置板厚度的增加,钢弹簧浮置板的固有频率在向低频移动的同时,虽提高了轨道结构对中高频振动的减振效率,但在钢弹簧浮置板固有频率附近被放大的能量也将随之增加,进而会加大合建结构的低频受迫振动响应。因此对于地铁-建筑物合建结构工程,在选取钢弹簧浮置板轨道基频时,需要综合考虑合建结构型式、结构刚度以及钢弹簧支反力的时域与频域特性。     

钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道减振性能分析

为满足160 km/h地铁设计对轨道减振性能的要求,提出了钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道结构设计方案,并研究了钢轨支承形式及轨下连续支承参数对轨道结构减振性能的影响。结果表明:钢轨支承形式(离散支承、连续支承)对钢轨和轮对振动加速度影响较小;随着轨下连续支承刚度和阻尼的降低,轮轨力和轮对加速度主频向低频移动,同时轮对及浮置板在63 Hz以上的振动减轻,但会加剧钢轨在250 Hz以上的振动;实际设计中对减振性能要求较高的地段可选用钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道,并适当降低轨下连续支承刚度和阻尼来提升轨道结构的减振性能。研究成果可为160 km/h市域地铁快线中钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道的选用和轨下连续支承参数的设计提供参考。     

钢弹簧浮置板道床排水过渡段设计

钢弹簧浮置板轨道是城市轨道交通减振等级最高的减振型轨道结构,其特殊的结构形式,致使浮置板道床的排水设计成为浮置板轨道设计的难点,如何将浮置板道床地段的水排入下游普通整体道床尤为重要。结合上海轨道交通11号线的设计实例,对钢弹簧浮置板轨道道床排水过渡段长度的确定、水沟类型和道床形式的选择以及横截沟的设置进行探讨。     

减振轨道对高架桥梁低频振动特性的影响

基于有限元方法与车辆—轨道耦合动力学理论,针对城市高架轨道交通引起的低频振动现象,着重分析了常用高架简支箱梁在铺设非减振型轨道、钢弹簧浮置板轨道和被动式动力减振浮置板轨道3种情况下的低频振动特性。结果表明:在0~30 Hz,非减振型轨道板因与梁体共同运动,其振动水平较钢弹簧浮置板略低,但非减振型轨道板无法有效衰减传递到桥梁结构的振动;在15~30 Hz,钢弹簧浮置板通过增大轨道板自身振动的方式降低板下结构的振动,墩顶的振动加速度级衰减量约10~20 d B,但会放大轨道在1阶固有频率(5 Hz左右)处的振动水平;插入控制1阶模态振动的被动式动力吸振器,可使浮置板及桥墩各测点在1阶固有频率处的振动大幅衰减,桥墩的振动加速度级衰减量约为10 d B,有效弥补了钢弹簧浮置板结构的不足。     

不同时速下地铁多种轨道结构现场测试与分析

近年来地铁振动污染问题日益突出,地铁中亦采用多种减振轨道结构型式用于减振。为详细评价各种减振轨道结构的减振效果,以地铁动力测试为依托,在频域内分析4种轨道结构各测试断面在不同时速下的振动特征。结果表明:对于长枕埋入式整体道床轨道而言,行车速度的增加对钢轨、道床、隧道竖向加速度低频范围内的影响较大,而在中高频影响较小。对于GJ-Ⅲ型中等减振扣件轨道,随着行车速度的增加,GJ-Ⅲ型中等减振扣件轨道减振效果下降较明显。同时随着行车速度的提高,橡胶隔振垫浮置板轨道仅对浮置板和隧道减振效果较稳定,而钢弹簧浮置板轨道对钢轨、浮置板及隧道减振效果都很稳定。     

地铁常用减振轨道钢轨横向振动特性测试分析

研究目的:地铁常用减振型轨道结构由于采用不同的轨道横向限位方式,改变了钢轨的横向振动特性。为研究不同减振措施对钢轨横向振动特性的影响,本文对国内某城市地铁2号线常用减振型轨道结构进行钢轨横向加速度导纳和横向振动沿纵向的衰减率的测试分析。研究结论:(1)在频率100 Hz以下,减振垫浮置板道床的非刚性横向支承使得钢轨横向加速度导纳幅值大于普通DZⅢ-1型扣件整体道床,而钢弹簧浮置板轨道钢轨横向加速度导纳幅值在50 Hz以下大于DZⅢ-1型扣件整体道床;(2) GJ-Ⅲ型减振扣件的采用使得钢轨有着相对较低的横向弯曲共振频率,钢弹簧浮置板道床和减振垫浮置板道床的水平限位方式减弱了浮置板与基底的横向耦合,改变了200 Hz以下钢轨横向振动沿纵向的衰减率;(3) GJ-Ⅲ型减振扣件使得钢轨横向衰减率在中心频率2 500 Hz以下均小于DZⅢ-1轨道,并维持在较小的范围内,不利于减小钢轨横向振动产生的声辐射;(4)本研究成果对目前常用减振型轨道结构中钢轨横向振动特性的研究具有参考价值。     

富水砂卵石地区不同类型轨道振动源强及衰减特性试验研究

地铁运营所产的振动噪声问题一直是其发展过程中亟待解决的难题,不同减振措施、不同地质条件下轨道结构产生的振动波传播及衰减规律也存在较大差异,为探究以富水砂卵石为主的地铁不同减振轨道结构源强及振动随距离衰减的特性,文章对成都地铁GJ-Ⅲ减振扣件、钢弹簧浮置板、一般轨道结构和浮轨式扣件4种轨道结构形式隧道壁振动源强和地面振动响应进行现场同步测试,并从频域、时频域及地面Z振级等方面对获得的数据进行分析。结果表明：GJ-Ⅲ减振扣件、浮轨式扣件和钢弹簧浮置板3种减振轨道形式均可有效降低隧道壁源强和地面振动,三者减振效果钢弹簧浮置板大于浮轨式扣件大于GJ-Ⅲ减振扣件;环境振动的主频在经过土体介质后一般不会发生改变,轨道结构形式是决定环境振动频域分布的主要因素,地面环境振动随传播距离的衰减主要体现在各组断面的主频上而加强区测点的频域加强频带为50～80 Hz;4 Hz以下的低频振动和50 Hz以上的高频振动经过土层介质后均有较为明显的衰减。