浅谈快速铁路轨道类型的选择

轨道的不平顺性影响快速铁路的运营，因此有必要研究轨道类型，确保轨道的平顺，本文介绍了轨道结构各组成部分的类型，分析了结构特点，阐述了轨道类型选择的原则。     

桥头引线与轨道刚度——美国联邦铁路局研究结果RR07-12

随着时间的推移，桥梁两端外的轨道（桥头引线）常常发生下陷（如图1所示）。桥梁两端外轨道下陷，亦称冲击，是经常造成列车走行不平稳的地方，与其他位置的轨道相比，更需要经常进行轨道找平作业。人们普遍认为，轨道下陷是由于车轮通过桥梁上轨道与桥梁两端外轨道之间刚度急剧变化处所产生的动态车轮作用力所致。图2显示的是铺碴桥面桥梁上的轨道与该桥梁两端外轨道间轨道刚度（或称轨道模量）差。 通过减少轨道刚度差，或使刚度过渡更为渐进，以此来消除桥头引线轨道下陷，为此虽然经过了多次尝试，但都收效甚微。由此引发了对轨道刚度差理论的研究，以期发现以往努力未成功的原因。 为评估轨道刚度差造成桥头引线下沉，及其影响列车走行质量的程度，采用五种了不同的方法。其中包括技术上最复杂的方法和最基本的方法。五种方法的结果得到的结论相同：桥梁端头轨道刚度的变化对桥梁引线处的轨道下沉或列车走行质量未造成实质上的影响。     

轨检车测取的轨道谱精度分析

从理论解析，模型仿真分析及实测对比三方面，研究分析了轨检车移动负荷轮在不同速度时通过平顺轨道和不平衡轨道区段的动态轨迹变化。分析表明，在移动负荷轮作用下，轨道不平顺引起的轨道附加变形在不同速度时的量值很小，可忽略不计，基于负荷车轮进行轨道不不顺动态检测可如实反应实际轨道不平顺特征和幅值大小，用轨检车测取的轨道平顺样本进行轨道谱分析不会影响轨道谱精度，澄清了轨检车的检测数据可能包含较大响应成分的疑虑     

车辆—轨道系统横向耦合动力学的研究

本文基于车辆－轨道系统耦合动力学的基本思想，对横向耦合动力学进行了分析研究，从车辆，轨道、轮轨接触整体系统的角度，建立了车辆－轨道系统横向耦合模型，并编制了相应的计算机仿真实施软件包，用以分析高速、重载运输条件下车辆和轨道的横向相互作用，为车辆和轨道的轨道的最佳设计，最佳管理提供科学依据。     

高速铁路板式轨道动力特性研究

板式轨道是现代高速铁路轨道的结构形式之一。本文动用车辆－轨道耦合动力学理论，通过建立高速车辆与板式轨道相互作用的动力学模型，采用计算机仿真手段，研究了高速铁路板式轨道动力特性，并探讨了板式轨道ＣＡ砂桨垫层弹性与阻尼对系统轮轨动力性能的影响规律。     

一种确定轨道过渡段长度的新方法

运用车辆－轨道耦合动力学理论，以有碴轨道和无碴轨道的过渡段为例，进行了车辆－轨道过渡段垂向动态相互作用的仿真研究。指出了在确定轨道过渡段长度时，所采用的动力学性能评价指标，提出了确定轨道过渡段长度的方法。     

高速铁路板式轨道轮轨噪声特点

在已建立的轮轨噪声预测模型STTIN的基础上，对高速列车在板式轨道上运行时的轮轨噪声进行了预测分析，并对高速列车在板式轨道上运行时产生的轮轨噪声与在有碴轨道上运行时的轮轨噪声进行了比较。发现钢轨辐射的主要是中、高频噪声，车轮辐射的主要是高频噪声，而轨道板则辐射中、低频噪声；钢轨、车轮和轨道板对总噪声的贡献各异，其中钢轨贡献最大，轨道板最小；无碴轨道钢轨近旁噪声与有碴轨道相比高出约6．2dBA，铁路边界处近地面噪声高出约3．5dBA，可见，板式轨道噪声明显高于有碴轨道。     

轨道结构动力分析的傅里叶变换法

将傅里叶变换法应用于轨道结构动力分析，首先对轨道结构振动方程进行傅里叶变换，求解傅里叶变换域中的振动位移，再通过快速离散傅里叶逆变换得到轨道结构的振动响应。该方法适用于任何复杂的轨道结构动力学问题。文中针对轨道结构连续弹性单层梁模型和双层梁模型，用傅里叶变换法求得了单轮通过时的轨道临界速度，分析不同的轨下橡胶垫板和弹性扣件、荷载速度及激振频率对轨道结构振动的影响。研究表明，轨道结构有多个临界速度，特别需要关注的是最小的轨道临界速度，这一速度容易被中、高速列车超过，从而引起轨道结构的强烈振动。另外，用连续弹性单层梁模型得到的最小轨道临界速度与理论计算结果一致；对双层梁模型，则很难用解析的方法求得轨道临界速度。     

应用既有无碴轨道结构面临的课题

总体来说，经过40年的运用和发展，高速铁路无碴轨道结构逐步形成两大技术体系，即日本的柔性充填层板式无碴轨道结构和德国整体式无碴轨道结构。这两大技术体系基本发展成熟，标志着其结构型式的统一，其中，日本板式无碴轨道结构统一为A型轨道板或框架轨道板、柔性CAM充填层和凸形挡台联结结构。德国虽然无碴轨道结构形式众多（多达99种），     

干线轨道不平顺速度管理标准建议值的研究

轨道不平顺会恶化列车运行条件，大的轨道不平顺还可能引起列车脱轨。为保障行车安全，当查出这些不平顺后，应立即整修，并在病害消除前限制列车运行速度。根据轨道不平顺对车辆的动力影响，通过人工设置轨道不平顺动力试验、计算机仿真分析、考查我国轨道实际状况和参考国外类似标准，研究提出了“干线轨道不平顺速度管理标准建议值”，对我国轨道安全管理具有重要意义。     

秦沈客运专线轨道谱评判方法的研究

基于2004年1月至2005年4月轨道不平顺检测数据，利用Welch改进周期图算法，分析了秦沈客运专线轨道不平顺的功率谱密度，得出平均意义上的最大值、建议值和最小值。参考国内外成熟的轨道谱线表达形式，结合试算结果，得到表达秦沈客运专线轨道谱的拟合曲线公式，并应用非线性最小二乘拟合优化算法，获得拟合轨道谱表达式的参数。据此，提出秦沈客运专线轨道不平顺功率谱质量的评判方法。该方法将轨道谱图划分成A、B、C、D4个区域，依次定义为优秀、良好、合格和不合格轨道谱线区域。这样，对于一条给定的轨道谱线，就可依此方法来评定其质量，如落入A区的部分谱线为优秀轨道谱，落入B区的部分谱线为良好轨道谱等。     

广珠城际轨道交通框架板式无砟轨道结构分析

研究目的：框架板式无砟轨道是一种新型轨道结构，广珠城际轨道交通采用框架板式无砟轨道，但目前国内尚未建立系统的设计方法。通过本文研究，建立框架板式无砟轨道计算模型和结构计算方法，掌握框架板式无砟轨道受力和变形的基本规律，为框架板式无砟轨道设计提供理论依据。 研究结论：框架板式无砟轨道具有良好的技术经济性，采用框架型板式轨道对于降低轨道板翘曲的影响是有利的。本文建立的无砟轨道计算模型和结构分析方法能够考虑列车荷载、温度荷载、路基不均匀沉降和桥梁挠曲等因素，可以系统地进行框架板式无砟轨道结构分析，进而掌握框架板式无砟轨道受力和变形的基本规律。通过设计参数（CA砂浆弹性模量、扣件刚度、基础不均匀沉降）对框架板式无砟轨道受力和变形的影响分析，可见轨道板和底座的受力和变形随着CA砂浆弹性模量的增加而减少，随着扣件刚度的增大而增大，随着不均匀沉降量的增大而增大。     

单元板式无砟轨道路桥过渡段搭板结构方案研究

根据单元板式无砟轨道路桥过渡段特点，提出4种搭板结构过渡方案，建立有限元模型，分析搭板脱空长度对轨道受力的影响，优化了单元板式轨道路桥过渡段的结构设计。设置搭板过渡方案可提高线路的平顺性、减少轨道板类型和优化轨道板受力。但不同的搭板布置对轨道结构受力影响较大，分析认为将搭板置入桥台一定距离，搭板两端和上方轨道板板缝对齐...     

介绍国外新型轨下基础──板式轨道

介绍了国外铁道技术先进国家轨道发展情况，论述了有碴轨道与无碴轨道的利弊，指出板式轨道作为一种新型的轨下基础，在重载及高速铁路线的建设中将发挥其显著的技术经济效益，是轨道发展的方向之一。     

城市轨道交通有碴轨道结构合理道床厚度的探讨

有轨道是城市轨道交通地面线最常采用的轨道结构，现行的地铁设计规范对道床厚度的选择仅根据轨道强度要求和国铁的经验确定，本文应用轨道结构强度计算理论及车辆－轨道耦合振动动力学仿真计算模型，分析了不同道床厚度对相关轨道结构部件的影响，得出了合理道床厚度的建议值。     

高速铁路车辆轨道相互作用研究

提出了列车通过时轨道竖向振动分析的数值模型，该方法推动了DARTS(铁路轨道结构动力分析)耦合模型的发展。运用该方法，计算了当一列Thalys高速列车通过有碴轨道和板式轨道时，车体加速度、轨道变形量和轮轨接触应力，得出了高述列车作用下有关轨道结构的性能参数。     

高速铁路轨道刚度与胶垫应用

从轮轨相互作用的观点，用模型讨论了轨道刚度与轮轨相互作用的关系，认为提高运行速度的主要问题是轨道刚度太大，为使混凝土轨枕的有碴轨道保持与木枕有碴轨道同等的刚度，采用适当弹性的胶垫是轨道适当当前提速要求的有效对策。     

无碴轨道用微孔橡胶垫板的研制

为提高板式轨道的弹性，通常采用在轨道板下填充CA砂浆作为弹性垫板，但在一些特殊地段，如人口稠密区或一些路一桥、桥一隧等过渡段，还要在CA砂浆与轨道板之间再加铺一层橡胶垫板，以进一步增加板式轨道的弹性。项目组通过配方研究和发泡工艺的创新，研制出了无碴轨道用微孔橡胶垫板，并已应用在遂渝线无碴轨道试验段上。     

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。     

基于粒子群算法的轨道车辆设备布局优化

轨道车辆车上设备布局是轨道车辆设计中一个重要的环节，开展轨道车辆设备布局优化设计对保证轨道车辆的安全运行具有重要作用。考虑轨道车辆设备外轮廓约束、设备干涉约束等，建立了以设备总重心相对于轨道车辆自身中心的距离最小化的轨道车辆布局优化数学模型。根据轨道车辆设备布局优化的特点设计了基于粒子群算法的轨道车辆设备布局数学模型。采用线性递减权值策略，通过改进惩罚因子，有效地引导粒子群算法向全局最优解方向收敛。以轨道工程车辆的设备布局问题为实例，采用本文算法进行了车上设备布局优化设计的实例分析，表明本文方法可有效解决轨道车辆设备布局优化问题。