青岛地铁轨道减振措施应用研究及展望

为抑制振动及噪声对沿线敏感点的影响,地铁工程中采用多种型式的轨道减振措施,但轨道减振措施在青岛等城市硬岩地质条件下的减振效果尚无定论。分析3种典型轨道减振措施在岩石地质条件下的减振效果,压缩型减振扣件、减振垫浮置板和钢弹簧浮置板的减振效果分别为8.1 dB、12 dB和17 dB左右。研究浮置板减振组合道床、阻尼减振道床以及多等级减振通用预制道床等新型减振轨道结构减振效果,相应的减振效果分别为18.2 dB、6～8 dB和8.5～13.9 dB。研究结果希望为青岛及其他城市后续地铁工程建设提供参考借鉴。     

城市轨道交通工程聚氨酯浮置板减振道床技术应用研究

重庆轨道交通会展支线轨道工程中首次引进奥地利聚氨酯浮置板减振技术,针对聚氨酯浮置板整体道床施工,总结其施工技术工艺流程。通过对施工工艺的不断优化和改进,结合聚氨酯浮置板整体道床轨道设计技术要求,采用"先附属后主体"的施工方式,完成了此种新型减振材料的浮置板整体道床轨道。通过对铺设道床的减振效果进行试验和评价,道床质量及减振效果良好,同时对于聚氨酯浮置板整体道床工艺进行了完善,为国内城市轨道交通工程采用聚氨酯浮置板减振技术起到指导性作用。     

减振垫浮置板轨道减振效果评价方法研究

为指导制定我国浮置板轨道减振垫设计规范,探究德国浮置板轨道减振垫规范(DIN 45673-7:2010)以及我国浮置板轨道减振垫暂行技术条件(TJ/GW 121-2014)的科学性。以聚氨酯与橡胶减振垫为研究对象,依据上述规范开展室内测试,建立车辆-轨道刚柔耦合模型与轨道-隧道-土层耦合有限元模型,开展减振垫单一预压、单一频率减振效果评价方法的影响研究,探讨规范中减振垫浮置板轨道减振效果评价的合理性。研究结果表明：预压荷载大小(即列车轴重)与有载条件下浮置板轨道固有频率(即考虑轮轴参振的浮置板轨道系统固有频率)是控制减振垫浮置板轨道减振效果的关键因素;针对刚度近似线性且频变效应较小的橡胶减振垫,采用单一预压、单一频率刚度的评价方法对其减振效果评价影响较小。橡胶垫分别采用第2和第3预压参数时,隧道基底处Z振级插入损失分别为14.0 dB和13.0 dB,约有1 dB差异;对于刚度非线性明显的聚氨酯减振垫而言,不同预压评价方法的差异较大。聚氨酯减振垫分别采用第2,第3预压参数时,隧道基底处Z振级插入损失分别为10.1 dB和14.6 dB,可达4.5 dB或更大。建议针对不同运营情况,进一...     

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。     

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。     

聚氨酯减振浮置板轨道结构减振参数研究

为了更好地进行聚氨酯减振浮置板轨道结构的选型设计,建立车辆-轨道系统动力分析模型,研究轨道板厚度、扣件刚度、减振垫刚度对聚氨酯减振浮置板轨道结构动力响应的影响。结果表明：轨道板厚度增大会导致钢轨加速度相应增大,而钢轨位移、轨道板加速度、基底加速度显著减小;扣件刚度减小会导致钢轨垂向位移增大,而钢轨、轨道板、基底加速度不同程度减小;减振垫刚度增大会导致钢轨垂向位移、垂向加速度减小,而轨道板、基底垂向加速度平稳增大。结合工程实际,建议轨道板厚度取260～300 mm,扣件刚度取20～40 kN/mm,减振垫刚度取0.02～0.03 MPa/mm。     

特殊减振地段装配式浮置板轨道动力特性分析

研究目的:为满足速度120 km/h城市轨道交通快线特殊地段的减振需求,且便于施工、养护维修,提出一种装配式浮置板轨道新结构,基于有限元法和车辆-轨道系统耦合动力学,对该结构进行模态分析、动力指标评价以及减振效果评估,并对比分析不同板长下的影响。研究结论:(1)浮置板板长取3.55 m、4.75 m和5.95 m,其结构基频为12～14 Hz,增加板长会降低固有频率,但对各阶模态振型影响不大;(2)4.75 m和5.95 m浮置板轨道的车辆运行安全性、平稳性及轨道结构稳定性均满足要求,为使各项动力响应指标均满足要求,3.55 m浮置板轨道的钢弹簧支承刚度应大于8.5 MN/m;(3)3.55 m、4.75 m及5.95 m板长对应的分频振级均方根差值分别为14.32 dB、15.49 dB和16.48 dB,浮置板越长,在低频1～5 Hz减振效果越差,但在较高频20～125 Hz减振效果好,更符合城市轨道交通的减振需求,具体结构设计时应结合环评评价结果,根据施工条件和实际减振需求合理选择轨道板类型;(4)针对城市轨道交通特殊减振地段,本研究结论可为装配式浮置板轨道的选型和应用提供理论指...     

不同轨道结构减振效果测试分析

在地铁运营期间,通过对采用浮置板、弹性支承块及弹性扣件轨道的轨道结构和隧道壁的振动测试,在时域和频域内,分析了不同地铁轨道结构的减振效果,为今后地铁轨道结构设计选型提供试验依据。     

轨道减振效果系统评价方法研究

在综合分析轨道减振效果评价现状和存在问题的基础上,针对在轨道结构中的钢轨扣件、轨枕或道床等处额外提高轨道弹性的减振措施进行轨道减振效果系统评价方法研究。在相同或可比的条件下,利用轨道减振与非减振段轨旁测点铅垂向振动加速度得出1/3倍频程各中心频率分频振级的均方根差值作为轨道减振效果值,同时将1/3倍频程中心频率分频振级的最大和最小差值作为轨道减振效果评价的辅助指标。运用该方法对减振扣件、弹性短轨枕和浮置板轨道等3种减振措施的评价结果表明:在4～200Hz频率范围内减振扣件的减振效果值为5.2dB,有效的减振频率从50Hz开始;浮置板轨道的减振效果值为13.5dB,满足10dB以上的减振设计要求;而弹性短轨枕的减振效果值仅为3.8dB,因轨枕空吊原因没能达到设计的减振目标。该方法不仅可以比较不同轨道结构、线路条件、运营条件以及相同轨道结构不同路段的轨道减振效果,而且可以分析轨道的减振特性。     

两侧半铺减振垫浮置板轨道设计及振动特性研究

为了改善减振垫浮置板轨道的减振效果，基于定性理论分析，通过优化设计，提出了新型的两侧半铺减振垫浮置板轨道，并制作足尺模型，采用落锤激振方法对其振动特性进行了测试及分析。结果表明：适当减小减振垫铺设面积可以提高浮置板轨道的减振性能，降低隔振频率，优化后其固有频率从31.9 Hz降至26.6 Hz；采用不同落锤进行激振试验得到的振动响应均与现场实测结果有一定差异，其中自动落锤的响应频带与实测结果相对接近，可以在一定程度上模拟实际工况下轨道结构的振动；在实际工况中振动响应最大的100 Hz频率处，相比于非减振轨道，两侧半铺减振垫浮置板轨道在底座板处的振动插入损失约为8 dB，减振效果显著。     

深圳地铁11号线橡胶弹簧浮置板轨道动力仿真及测试

深圳地铁11号线是国内首次采用橡胶弹簧浮置板轨道的地铁线路。为确保该种浮置板结构的安全性、检验其减振效果,有必要针对其动力学特性进行全面的仿真和测试。首先,通过模态分析、谐响应分析考察其固有频率、振动传递特性;然后建立车辆-轨道耦合动力学模型,对其减振效果、动态位移进行仿真模拟;最后通过实车测试,全面检测其减振效果、动态位移,以及轮轨力、脱轨系数、轮重减载率等各项动力学指标。相关理论分析及实测结果表明:橡胶弹簧浮置板固有频率为10. 5 Hz,可明显削弱频率在18 Hz以上的振动,其减振效果达13～15 d B,满足设计要求;轮轨垂向力、轮轨横向力均略小于同等条件下的普通整体道床;脱轨系数、轮重减载率均满足规范要求。以上理论研究和实践表明:橡胶弹簧浮置板结构安全、减振效果好,各项动力学指标优良,是一种较为理想的轨道减振设施。     

聚氨酯减振垫与橡胶减振垫浮置板轨道振动控制效果分析

为了研究两种不同材料减振垫浮置板轨道的减振效果,以深圳某新建地铁线路隧道段为研究对象,测试了60 km/h的速度下聚氨酯减振垫轨道、橡胶减振垫轨道和普通道床轨道的振动响应,通过引入铅锤Z振级进行综合评价,分别在时域和频域内对两种减振垫轨道、普通道床轨道的振动特性进行对比分析,结果表明:(1)两种减振垫浮置板轨道结构均在10 Hz左右发生共振;(2)两种材料减振垫轨道在40 Hz范围内都没有减振效果;(3)聚氨酯减振垫相比橡胶减振垫减振效果更好,且减振频域更宽。     

北京地下直径线橡胶浮置板道床动力仿真计算及适应性分析

针对北京地下直径线两处小半径大坡道地段环境振动敏感点,进行铺设橡胶浮置板道床的适应性分析,为国内干线铁路环境敏感点减振轨道选型及振动控制提供理论基础。利用有限元软件,建立列车-橡胶浮置板轨道-隧道基础三维动力分析模型,对其传递特性进行分析,对最不利工况进行动力计算及适应性分析。研究结论:(1)得出橡胶浮置板道床固有频率为16.75 Hz,并在27.3 Hz之后能明显起到隔振作用;(2)通过对动车组和SS9型机车通过直线段和曲线段的全过程进行动力仿真计算,橡胶浮置板道床的行车舒适性、安全性都满足规范要求。     

4种地铁减振轨道轮轨动态相互作用对比分析

为了研究地铁曲线段不同减振轨道的轮轨动态相互作用,通过现场实测数据对比分析了橡胶隔振垫道床轨道、钢弹簧浮置板道床轨道、梯形轨枕轨道、单趾弹条扣件轨道4种减振轨道结构的轮轨力、钢轨动态位移,以及对应断面处隧道壁的垂向振动加速度。分析结果表明:单趾弹条扣件轨道振动相对较大,钢弹簧浮置板道床振动相对较小;4种减振轨道对应的轮轨垂向力、横向力、脱轨系数均满足列车安全运营要求;钢弹簧浮置板道床轨道的钢轨动态位移平均值较大,但小于安全限值。     

高性能湿接装配式长型浮置板静动力性能研究

研究目的:综合现浇长板和预制短板两种浮置板轨道的优点,提出一种通过高性能混凝土湿接缝将预制短板连接成长板的浮置板设计方案.通过对该方案和对比方案的车轨耦合动力计算及对其不利状态下的静动力分析,从多方面验证该方案的可行性和优越性,并为其设计及应用提供依据. 研究结论:(1)长板正弯矩相比短板有所增大,湿接缝位置相对于其他...     

城市轨道交通轨道减振设计与研究

研究目的:探讨城市轨道交通轨道减振设计的有关问题。研究方法:对城市轨道交通轨道的振动起源、传播方式及控制措施进行分析研究;调查研究目前常用的几种轨道减振结构等相关资料。研究结果:总结了轨道减振的设计原则及设计方法;研究各种轨道减振结构型式、结构特征、减振效果及工程造价等;对轨道减振结构及减振效果进行了细化分类;对轨道减振新结构、新材料、新工艺提出了建议。研究结论:轨道减振是一项系统工程,为满足国家环保要求,除采取轨道减振措施外,还应进行综合治理。     

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。     

新型局域共振橡胶减振垫振动传递特性测试分析

为了研究一种应用于浮置板轨道结构的新型橡胶减振垫的振动传递特性,对比某基于局域共振新型减振垫与普通橡胶减振垫的减振性能,研究预压质量与激振加速度对振动传递特性的影响,对新型橡胶减振垫进行刚度试验与振动传递特性试验,测试其在30~200 Hz频率下的传递特性,试验过程中采用不同的预压质量与激振加速度,振动传递特性测试采用加速度激振的方法,以加速度传递率作为减振垫振动传递特性的评价指标。结果表明:新型减振垫加速度传递率更小,减振效果更好,最大可以减小10 dB左右;减振垫上方预压质量对振动传递特性有较大影响,预压质量越大,加速度传递率越大,减振效果越差;减振垫的刚度对其振动传递特性有一定的影响,激振的加速度幅值对加速度传递率影响较小。     

客运专线减振型CRTSⅠ型板式无砟轨道凸形挡台设计计算研究

针对减振型CRTSⅠ型板式无砟轨道的凸形挡台进行受力分析和计算,考虑了列车荷载的纵向力、横向力即温度力等对凸形挡台的受力影响,并分别推导出了这些荷载影响因素对凸形挡台受力的计算公式。最后对减振型板式轨道的凸形挡台进行受力计算和结构设计,给出了凸形挡台的结构配筋方式。     

120 km/h地铁多种减振轨道结构现场测试与分析

为分析隧道内各种减振措施在地铁列车行车速度为120 km/h时的减振效果,以地铁现场测试为依托,在时域和频域内分析3种轨道结构各测试断面在行车速度为120 km/h下的振动特性。结果表明:DZⅢ-1型扣件普通整体道床轨道在各频段内对振动的衰减均有一定效果,隧道壁在低频范围内减振效果较好。梯形轨枕轨道结构轨枕至隧道壁间的振动衰减非常明显,约为50 dB。钢弹簧浮置板对振动的衰减主要在钢轨与浮置板之间完成,为50~80 dB。梯形轨枕轨道和钢弹簧浮置板轨道隧道壁主要响应频段内相对于DZⅢ-1型扣件普通整体道床轨道减振效果分别为22 dB和38 dB。