钢弹簧浮置板轨道振动特性与钢轨波磨关系研究

地铁线路钢轨上出现波磨现象会引发轮轨噪声等问题,曲线线路上更容易产生钢轨波磨。为研究某地铁曲线半径为300 m钢弹簧浮置板轨道线路上钢轨波磨的成因,对现场钢轨波磨进行调查测试,得到钢轨表面的不平顺测试结果并分析钢轨波磨特性;参考该钢弹簧浮置板轨道结构建立有限元模型,基于轨道结构振动理论分析波磨的形成机理。利用该模型分析轨道结构的振动特性与波磨通过频率的内在联系,通过模态分析,得出该轨道结构与波磨通过频率相对应的固有频率和振型,通过对该轨道结构进行简谐激励和白噪声激励,得到钢轨和轨道板在不同频率下的响应,分析轨道振动频率与钢轨波磨之间的联系,得出钢轨可能产生波磨的原因。研究结果表明：该区段车辆行驶速度大约为40 km/h,此波磨的主波长为160～200 mm,其通过频率为55～69 Hz;次波长为100 mm和40 mm,其通过频率为111 Hz和278 Hz;通过对模型施加不同的激励,在62,111,280～310 Hz处会产生共振,这些共振频率分别与钢轨波磨通过频率相对应。当车辆通过该波磨区段时,该轨道结构容易发生垂向弯曲振动,车辆簧下质量与轨道结构在62 Hz处产生的P2共振是160～200 mm波长波磨形成的重要原因,钢轨同轨道板一起作垂向弯曲振动引发了100 mm波长波磨,钢轨相对轨道板的垂向弯曲振动是40 mm波长波磨形成的原因。