城市轨道交通钢轨波磨诱发的轮轨噪声特性研究

城市轨道交通中钢轨的波磨问题不仅会影响钢轨的使用寿命,还会诱发轰鸣噪声,影响乘车环境。为探究钢轨波磨诱发轮轨轰鸣噪声的特性,开展现场波磨测试,获取真实的波磨状态下轨道不平顺数据。基于列车-轨道耦合动力学,对比常采用的美国6级轨道高低不平顺谱,分析了在实测的波磨短波不平顺激励条件下的轮轨相互作用力。将轮轨相互作用作为激励条件,分别输入考虑了详细约束条件的轮轨有限元模型中,结合边界元方法预测并分析了波磨条件下的轮轨噪声辐射特性。结果表明,钢轨波磨会显著增加轮轨振动频率在200 Hz以上的相互作用,使得轮轨振动加剧,从而导致轰鸣噪声产生。     

城市轨道交通钢轨异常波磨的特点及治理对策

通过大量的现场调查、测试、试验以及理论分析,揭示北京地铁新线异常波磨的产生机理,发现钢轨异常波磨的主要成因,有针对性地提出已运营线钢轨异常波磨的整治原则,提出防止地铁钢轨异常波磨的综合减振技术原则。通过对课题研究成果的总结,从城市轨道交通建设管理的角度,提出防止钢轨异常波磨发生和发展的原则及建议,为保障运营安全、最大限度地降低养护维修成本提供有力的技术支持。     

钢轨波磨测量及评价标准的制定

钢轨波磨的产生机理复杂、治理困难,是引起列车运行时产生啸叫、轮轨在固有频率范围内产生接触共振的主要原因,带来轨道及车辆部件过快伤损,环境振动与噪声超标等问题。而针对钢轨波磨的准确测量及评价,是研究钢轨波磨问题的基础,也是制定合理的钢轨波磨维修养护策略的重要前提。通过对国际上有关钢轨波磨的测量及评价标准进行论述,对标准中的各种规定及指标进行比较分析,为制定适用于我国城市轨道交通的钢轨波磨及评价指标提供参考。     

城市轨道交通小半径曲线钢轨磨耗分析

对上海轨道交通1号线、8号线的典型小半径曲线钢轨磨耗进行了跟踪测量,统计分析了小半径曲线钢轨的侧磨和垂磨特征及相应的磨耗发展率.认为小半径曲线钢轨受侧磨、垂磨和不均匀磨耗的共同影响,大编组、重型车的线路中,平均侧磨发展率约为0.019 mm/d,平均垂磨发展率约为0.005 mm/d;小编组、轻型车的线路中,平均侧磨发...     

城市轨道交通钢轨异常波磨专题研究序言

我国各大城市的轨道交通建设已处在一个快速发展期,建设速度和规模在国内外都属史无前例。城市轨道交通建设和运营逐步网络化,城市轨道交通的建设在解决特大、大城市交通问题的同时,也非常重视沿线的环境振动控制问题,以保护沿线诸如学校、医院、居民楼、古建筑等敏感地段,目前在建地铁多采取采用大量不同类型减振轨道结构的技术措施。但是,在北京地铁部分线     

城市轨道交通曲线钢轨调边可行性分析

小半径曲线段钢轨侧磨是城市轨道交通不可避免的问题,曲线钢轨调边使用是延长钢轨使用寿命的有效方式,从曲线钢轨调边的安全性、耐久性、焊接方式、调边方式以及施工组织等几个方面,对城市轨道交通实施钢轨调边的可行性进行分析,以期该项技术能够广泛应用于城市轨道交通曲线钢轨侧磨的治理。     

城市轨道交通钢轨波磨成因的探讨

在对北京地铁部分线路钢轨波纹磨耗问题进行系统调研及定性分析的基础上,通过建立车轨动力仿真模型,对扣件刚度、阻尼及车速与钢轨波纹磨耗的关系进行动力仿真分析,并提出相关建议,为既有线整治及新线预防提供参考.     

基于激光摄像技术的钢轨波磨检测方法研究

目前常用的钢轨波磨检测方法有弦测法和惯性基准法,弦测法传递函数不恒定,惯性基准法受车速影响大。针对钢轨波磨检测方法的缺点,提出了一种基于激光摄像技术的波磨检测方法,通过多传感器并行工作对钢轨轮廓进行高频率采样,通过FPGA(现场可编程门阵列)对传感器获得的光条图像进行ROI(Region Of Interest)提取,将图像的ROI传送至上位机提取轮廓数据,进而完成钢轨的波磨信息提取。论证了通过多传感器并行工作提高钢轨轮廓的采样频率的可行性,在Xilinx SP605开发板上实现了光条图像ROI的实时提取。试验表明,ROI提取能够有效减小通信的数据量。     

城市轨道交通钢轨电气参数研究

城市轨道交通直流牵引供电系统中,钢轨电阻对钢轨纵向电压降落和钢轨电位有着重要的影响,国内对钢轨电阻值的规定较为模糊.本文总结了国内外关于钢轨电阻的规定,建议以UIC60钢轨纵向电阻为基础,考虑波动范围,制定国内钢轨电阻限值指标.在钢轨本体电阻测量方法的基础上,提出了含鱼尾板、焊缝的钢轨纵向电阻测量方法.从实测数据分析,...     

城市轨道交通钢轨表面在线整修技术的应用分析

在调研城市轨道交通典型钢轨表面伤损的基础上,对比了在线钢轨整修技术的类型、优缺点和适应范围,并通过现场观测,分析了在线钢轨铣磨的效果。结果表明:在线铣磨可以很好地消除钢轨顶面、轨距角处的表面伤损,并恢复较高精度的标准轨头轮廓,公差为-0.1～+0.2 mm;在线铣磨提高了钢轨表面的整体纵向平顺度,各波长范围内不平顺幅值均方根降低50%以上,峰值超限数量降低40%～80%;焊接接头不平顺的恢复受铣磨量和不平顺原始幅值的影响。     

地铁小半径曲线钢轨波磨影响因素分析

针对地铁线路普遍存在的钢轨磨耗现象,从轮轨蠕滑力和磨耗功率的角度研究地铁小半径曲线钢轨波磨问题,并利用多体动力学软件SIMPACK建立车辆-轨道动力学耦合模型对地铁曲线地段上车辆运行速度和曲线半径对轮轨磨耗的影响进行动力仿真计算和分析。分析计算结果表明:车辆运营速度不宜过低,为降低轮轨磨耗、保证行车安全及运力需求,最高运营速度定为60～70 km/h为宜;曲线半径对钢轨磨耗功率影响较大,在符合城市规划等决定因素的要求下地铁线路曲线半径尽量大于500 m,可以实现良好的运行效果。     

地铁曲线段不规则磨耗引起的钢轨波磨监测

在小半径曲线的内轨侧出现钢轨短波波磨加剧的现象,是世界上许多铁路网都面临的一个问题。由于地铁线路小半径曲线大量存在,受其影响尤为突出。本文为一实例研究,属于一个研发预测曲线地段钢轨波磨的数值工具课题的一部分。在斯德哥尔摩地铁中一处半径为120m的曲线段上,通过重复测试轨道的粗糙度及列车通过时引起的噪声,监测波磨的发展状况。在一年的打磨过程中,发生了剧烈的短波波磨,最大峰-峰值约为0.15mm。测试数据谱分析显示,在4～14cm波长范围内,粗糙度幅值较大,峰值约在5和8cm处。波磨为单一的纵向形式（波峰与轨道方向垂直）,幅值在100m长的被测轨道段上呈现不规则变化。粗糙度增长速率随时间增加,直至钢轨打磨后的300天,此后仅有少量的附加粗糙度出现。由于平均车速约为30km/h,因此由波磨造成的滚动噪声主要处于200Hz以下的低频段。打磨后的139～300天,4～14cm波长范围内粗糙度级增加10.1dB,与之相应的60～200Hz频段内的滚动噪声级增加4.9dB。在干燥天气条件下,列车通过时引起人体不适的噪声主要是车轮啸鸣噪声而非滚动噪声。     

地铁曲线段不规则磨耗引起的钢轨波磨监测（英）

在小半径曲线的内轨侧出现钢轨短波波磨加剧的现象,是世界上许多铁路网都面对的一个问题。由于地铁线路小半径曲线大量存在,受其影响尤为突出。 本文为一实例研究,属于一个研发预测曲线地段钢轨波磨的数值工具的课题的一部分。在斯德哥尔摩地铁中一处半径为120 m的曲线段上,通过重复测试轨道的粗糙度及列车通过时引起的噪声来监测波磨的发展状况。在1年的打磨过程中,发生了剧烈的短波波磨,最大峰-峰值约为0.15 mm。测试数据谱分析显示,在4~14 cm波长范围内粗糙度幅值较大,峰值约为5和8 cm。波磨为单一的纵向形式（波峰与轨道方向垂直）,幅值在100 m长的被测轨道段上呈现不规则变化。粗糙度增长速率随时间增加,直至钢轨打磨后的300天,此后仅有少量的附加粗糙度出现。由于平均车速约为30 km/h,因此由波磨造成的滚动噪声主要处于200 Hz以下的低频段。打磨后的139~300天,4~14 cm波长范围内粗糙度级增加10.1 dB单位,与之相应的60~200 Hz频段内的滚动噪声级增加4.9 dB。在干燥天气条件下,列车通过时引起人体不适的噪声主要是车轮啸鸣噪声而非滚动噪声。     

基于小波包能量熵的钢轨波磨检测方法

针对目前轨道波浪型磨损检测效率慢、成功率低等问题,提出一种基于小波包能量熵的轨道波磨检测技术。首先建立轨道波磨简化模型及车辆集总化参数模型并搭建SIMPACK仿真动力学模型,其次创新性地将小波包和能量熵相结合应用在轨道波磨检测领域,再通过仿真模型得到不同波磨分组下的轴箱振动响应,然后对振动加速度信号进行4层小波包分解并计算各节点的小波包能量和小波包能量熵,最后通过对比分析仿真结果确定轨道波磨故障类型。     

国外城市轨道交通钢轨波浪形磨耗病害研究及治理

目前我国地铁线路与世界其他国家一样,面临着钢轨波浪形磨耗问题的严峻挑战.近几十年来,国外对城市轨道交通钢轨波浪形磨耗问题进行了大量调研、观测,及理论、试验研究,在治理钢轨波浪形磨耗的措施上也取得了一定的成效.对国外城市轨道交通钢轨的波浪形磨耗状况、成因、影响因素及治理措施等的研究进行了总结和分析,并提出了应对我国地铁钢...     

基于弦测法与密度聚类的三维结构光波磨检测

为解决钢轨波磨人工检测费时费力及惯性法检测精度较低的问题,综合利用三维结构光技术、弦测法和密度聚类算法进行波磨检测。首先获取钢轨点云,通过纵向平面遍历轨头点云得到钢轨的纵向截面簇,其次利用弦测法计算相应纵向截面的谷深和波长。最后利用钢轨发生波磨时产生的接触斑,对遍历计算的谷深和波长分别进行密度聚类,将相同或相似接触斑的波磨信息聚类成簇,对聚类后各簇的结果进行统计分析得到相应钢轨的波磨信息。本方法结合三维结构光数据量大、弦测法计算直接明确的优点,通过密度聚类将不同深度、大小的波磨接触斑进行区别,有效地将钢轨波磨不同谷深及波长成分进行分类计算。实验室样件试验及现场试验表明,本方法能够实现对钢轨波磨的精确检测。     

用于钢轨波磨检测的差动式霍尔传感器结构及特性分析

针对目前基于弦测法波磨检测设备中的传感器普遍存在价格高,寿命短等问题,提出采用差动霍尔传感器进行波磨检测的方案。通过双霍尔单磁铁差动设计解决了霍尔传感器非线性误差大的问题;利用一元线性回归的方法对差动霍尔元件进行对称标定,确定测量原点,并设计标定实验台对传感器静态特性进行标定,实验结果表明,双霍尔单磁铁差动结构有效改善了霍尔传感器的静态特性。差动式霍尔传感器具有优异的静态特性,可用于钢轨波磨的检测。