市域铁路钢弹簧浮置板轨道振动特性研究

国内外对市域铁路时速160 km、17 t轴重条件下特殊减振措施尚未开展系统研究,工程实践经验更是匮乏.为研究钢弹簧浮置板轨道结构对市域铁路的适应性,通过建立车辆-轨道耦合动力学分析模型和三维有限元模型进行仿真计算,分析得到不同轨道结构参数下的车辆、轨道动力学响应情况.研究结果表明:道床板长度和厚度对钢弹簧浮置板轨道结...     

城市轨道交通钢弹簧浮置板轨道动力特性分析

为了实时有效地对钢弹簧浮置板轨道动力性能进行研究,利用ANSYS软件建立了钢弹簧浮置板轨道系统的双层梁动力学模型,通过瞬态分析模拟列车移动荷载通过钢弹簧浮置板轨道时的动力响应。对比分析了列车荷载作用下,轨道系统参数对钢弹簧浮置板动力响应及其隔振效果的影响。该研究可对钢弹簧浮置板轨道结构的设计与施工提供理论参考。     

钢弹簧浮置板轨道结构静力学分析

建立钢弹簧浮置板轨道结构有限元模型,对其进行静力学分析。首先分析了剪力铰对钢轨和浮置板垂向位移的影响;其次分析了弹簧支座间距对浮置板应力和弯矩分布的影响;最后计算了不同扣件刚度和支座刚度组合时浮置板轨道结构的变形和受力,为今后优化钢弹簧浮置板轨道结构的设计提供了理论依据。     

浮置板轨道系统动力响应分析

为了分析浮置板轨道的动态特性,根据结构动力学原理建立浮置短板-隧道、浮置长板-隧道和普通轨道-隧道的有限元模型。利用落轴冲击仿真分析和施加实测轮轨力进行动力响应分析两种方法,对浮置短板、浮置长板和普通轨道进行仿真分析,对比分析了其动力响应性能。落轴冲击分析结果和施加实测轮轨力谐响应分析的结论一致。这表明:浮置板轨道隔振性能主要由其固有频率决定,只要浮置短板和浮置长板的固有频率相同,隔振性能基本相同。可以通过增加浮置板质量和降低浮置板支承刚度的方法降低浮置板轨道系统的固有频率,以达到较好的隔振性能。     

钢弹簧浮置板轨道施工

研究目的：钢弹簧浮置板轨道可解决城轨列车运行产生的振动和噪声问题，而浮置板轨道的施工是影响其减振降噪功效的主要因素，因此特作探讨。 研究方法：按照理论联系实际、设计指导施工、施工优化设计的研究方案，结合工程实例，按施工的先后顺序，详细阐述钢弹簧浮置板轨道的施工工艺，并对重点环节加以强调，明确施工过程中应注意的问题。 研究结论：本施工方案先进成熟，与传统施工方法相比，对浇注道床底板混凝土环节要求更高，使隔振器基础更加坚固；采用专门设计的支撑架架设钢轨，可更方便地调整钢轨状态，从而保证施工精度；安装扣件时用木板代替橡胶垫板防止沙浆灌人垫板孔，避免了返工窝工，保证了施工进度；顶升分3～4步完成，可消除隔振器弹簧的塑性变形，保证了轨道的施工精度和隔振器的减振性能。     

准高速地铁车-轨-浮置板耦合系统动力特性分析

以满足设计时速160 km的准高速地铁为研究对象,基于刚柔耦合动力学理论,建立地铁车辆多刚体模型和轨道-浮置板柔性体模型,并通过轮轨力算法将其耦合为车-轨-浮置板动力系统。从时域和频域对该系统进行动力响应分析,2个角度对比研究车辆运行速度和轨道结构参数对其振动响应的影响。研究结果表明：地铁车辆悬挂系统和浮置板轨道减振系统可有效抑制轮轨冲击力和振动的传播;时速160 km准高速地铁相较于时速80 km地铁,轮轨振动加速度及轮轨力增加1.5倍左右,车体振动加速度和传递到基底的力虽有小幅增加但变化不明显;减小轨道系统扣件刚度可有效降低地铁运行速度对轮轨垂向力、轮轨高频振动等产生的不利影响;隔振器刚度对传递到基底的作用力影响较为明显,其刚度越大传递到基底的动作用力越大,对车体和钢轨振动响应的影响相对较小。     

浮置板轨道结构对地铁车辆轨道耦合系统动力性能影响分析

以北京地铁6号线车辆为样本,研究了浮置板轨道对于车辆轨道耦合动力学模型的影响.建模时将浮置板轨道考虑成柔性体,用有限元实体单元建模,并利用模态叠加法进行求解.仿真后得出如下结论:与轨道不平顺引起的冲击相比,采用浮置板轨道后所产生的枕跨冲击、过渡冲击、轨道板冲击并不明显.车辆在浮置板轨道上行驶时,其竖向悬挂系统能够较好地...     

盾构钢弹簧浮置板轨道结构高度不足的影响分析

受盾构结构空间狭小限制及施工误差影响,盾构中浮置板轨道结构高度不足问题在施工过程中普遍出现。为了研究此问题对浮置板受力和隔振效果的影响,本文针对目前此问题的常用处理措施,利用有限元软件建模分析这些措施对浮置板受力和隔振效果的影响。最终得出降低道床板厚度、减小隔振器纵向间距会增大浮置板1阶固有频率、降低浮置板的低频隔振效率,尤其道床板厚度的降低对浮置板隔振效果影响较大;隔振器纵横向间距减小会减小道床板内的拉、压应力,隔振器刚度增大会增大道床板内的应力。除此之外,目前的常用处理措施也会影响道床基底排水、浮置板施工及后期养护维修。     

时速160 km轨道交通线路钢弹簧浮置板轨道动力学特性研究

部分新建城市轨道交通线路设计时速已达160km,特殊减振地段采用钢弹簧浮置板轨道.为深入研究浮置板轨道的动力学特性,建立列车-轨道-隧道-土体一体化振动分析模型,分析各种行车速度及隔振器刚度条件下车辆通过钢弹簧浮置板轨道时轨道结构的动力响应及减振特性,并计算车辆行驶的安全性、舒适度等相关指标.计算结果表明:(1)列车运...     

钢弹簧浮置板轨道参数研究

针对钢弹簧浮置板轨道参数变化对其动力特性的影响,选取道床板长度、道床板厚度、弹簧刚度、支承间距、扣件刚度5个参数及其不同水平值,进行正交试验,并建立相应的三维有限元模型。采用模态分析方法对钢弹簧浮置板轨道进行动力特性研究,获得了轨道的固有频率和振型,分析其传导比特性。分析结果表明:影响钢弹簧浮置板轨道低阶固有频率的主要参数是支承间距、道床板厚度和弹簧刚度,而影响高阶固有频率的主要参数是道床板长度;无论参数如何改变,钢弹簧浮置板轨道主要以道床板的振动为主;传导比最大峰值出现在基频附近,且随着道床板长度的增加而增大。     

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.     

曲线地段钢弹簧浮置板轨道振动 特性试验研究

为探究曲线地段钢弹簧浮置板轨道结构振动特性,分别在钢弹簧浮置板轨道和普通道床的曲线地段进行现场测试,采用短时傅里叶变换对测试数据进行时-频处理,分析轨道结构振动时频特性。相比普通道床,在钢弹簧浮置板轨道中,钢轨和道床板振动幅值增大,振动频率向高频移动;道床板时频分布的峰值频率与车辆类型和激励原因有关;浮置板轨道中,隧道壁垂向加速度级减小23 dB,横向加速度级则增大6 dB,主要表现在8～50 Hz;隧道壁振动受到轨道板横向振动激励和浮置板轨道振动传递特性两者的影响,通过这个角度解释了曲线地段地段浮置板轨道中隧道壁横向振动放大的原因。     

钢弹簧浮置板动力吸振器设计

基于动力吸振器定点扩展理论,将单自由度动力吸振器设计理论与多模态控制理论相结合,应用于浮置板轨道动力吸振器设计中,并根据有限元模型中车辆荷载作用下浮置板轨道道床100 Hz内的振动频谱特性,确定动力吸振器的制振频段,结合相应频段内浮置板振动模态,设计动力吸振器参数和安装位置。通过对安装动力吸振器前后车辆荷载作用下浮置板轨道道床振动响应进行对比,发现采用该方法设计出的动力吸振器能够有效降低道床板目标频段的振动,同时钢轨在该频段附近的振动也得到相应的抑制。     

钢弹簧浮置板道床在直线电机轨道的应用

直线电机系统因其独有的特点在城市轨道交通系统中有其优势,在这种新体系中如何解决特殊减振问题是一个新课题。针对这种新系统,研究和探讨用钢弹簧浮置板道床解决特殊减振问题,并指出在设计中应注意的问题。     

地铁小半径曲线地段钢弹簧浮置板轨道振动特性测试及分析

对不同行车速度、不同列车载重条件下地铁小半径曲线地段钢弹簧浮置板轨道振动特性进行现场测试,并与相似条件下铺设压缩型减振扣件整体道床轨道地段的测试结果进行对比,研究小半径曲线地段钢弹簧浮置板轨道的减振特性。结果表明:对于小半径曲线地段,钢弹簧浮置板轨道的减振效果在运行速度不大于40 km/h的低速列车通过工况下普遍优于运行速度大于40 km/h的列车通过工况,但小半径曲线地段的振动控制不应一味地降低车速,在某些车速范围内降低车速反而会加剧振动源强;相对于压缩型减振扣件整体道床轨道,钢弹簧浮置板轨道隧道壁最大Z振级的插入损失达9.5～15.4 dB,隧道壁分频振级插入损失的最大值达19.7～27.4 dB,具有更好的减振性能;相较于非高峰时段,高峰时段地铁满载的增重可使浮置板轨道垂向位移增大约10%。     

道岔区钢弹簧浮置板轨道结构静力分析

为研究道岔区钢弹簧浮置板轨道结构的受力特性,为道岔区钢弹簧浮置板的设计和使用提供依据,根据国外道岔区钢弹簧浮置板的设计,并结合某地铁线路道岔区的线路条件,建立了道岔区钢弹簧浮置板轨道的三维有限元模型,分析直向和侧向施加静荷载时道岔浮置板的纵横向弯矩包络图、应力以及基本轨和里轨垂向位移差的分布规律,并比较荷载作用在道岔浮置板直股和曲股以及正线浮置板时,钢弹簧浮置板弯矩包络图的区别。通过分析得出道岔区钢弹簧浮置板沿纵向和横向的受力虽不均匀,尤其是转辙部位和辙叉至道岔浮置板后端部位,但是道岔浮置板所受弯矩和应力以及基本轨和里轨的位移差都在允许范围内。     

浮置板轨道过渡段的动力学设计

针对广州地铁采用的浮置板轨道，建立车辆-轨道耦合动力学模型，并据此对浮置板轨道与单趾弹簧扣件无碴轨道间设置或不设置过渡段两种情况进行了动力学分析。计算结果表明，由于单趾弹簧扣件轨道和浮置板轨道轨下基础的刚度相差较大，两者之间应该设置过渡段，轨道过渡段可通过改变浮置板下橡胶支座的数量及支座刚度来实现。     

盾构中钢弹簧浮置板轨道结构高度探讨

针对盾构结构中钢弹簧浮置板式轨道,建立了在列车荷载作用下的有限元计算模型,计算了不同轨道结构高度中基础道床在列车荷载作用下的应力情况,并结合工程实际,得出了合理轨道结构高度建议值.     

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。     

共享式钢弹簧隔振器对浮置板轨道动力特性的影响

针对钢弹簧浮置板轨道结构板端刚度连续性较差的问题,建立车辆-轨道-隧道耦合动力学模型,对比分析了板端加密布置圆形隔振器与板端布置共享式隔振器两种钢弹簧浮置板轨道结构的动力特性。结果表明:板端布置共享式隔振器有利于减小轨道结构部件的板中、板端垂向位移差;相比于板端加密布置隔振器,采用共享式隔振器后浮置板垂向振动加速度可减小14.3%,基底垂向加速度可减小10.8%;采用共享式隔振器布置方案有利于降低浮置板的自振频率,减振效果达到17.87 dB;布置共享式隔振器能明显改善剪力铰受力,有利于延长剪力铰的服役寿命。