铁路无砟轨道吸声板降噪效果分析

铁路无砟轨道区段的噪声辐射比有砟轨道区段严重,常采用轨道表面铺设吸声板来降低轮轨噪声对周边环境的影响。为了控制铁路无砟轨道区段的轮轨噪声辐射,根据微穿孔板吸声理论建立多孔吸声板吸声系数计算模型,并将计算得到的吸声系数输入到轮轨噪声预测系统中,得出轨旁噪声的频谱和等效声级,分析多孔吸声板的空隙率、厚度和孔径对降低轮轨噪声的影响规律。研究结果表明:多孔吸声板的空隙率越大,对轮轨噪声的吸声效果越好,但太大的空隙率会降低对中高频轮轨噪声的吸收,建议空隙率应该控制在0.4%～0.6%之间为宜;多孔吸声板厚度越大,对轮轨噪声的吸声效果越好,但板厚过大会影响到其他行车安全问题,板厚应控制在既能高效降低噪声、又能保证行车安全的限值之内;多孔吸声板的孔径越大,对轮轨噪声吸声效果越差。     

无砟轨道用水泥基吸声板降噪效果评价

介绍了无砟轨道用水泥基吸声板工程,并进行了现场测试。在距轨道中心线7．5m处,铺设吸声板后可以降低噪声2．8dB（A）,在距轨道中心线30m处,铺设吸声板后可以降噪1．2dB（A）。吸声板在800—4000Hz各频带可降低0．7—6．4dB。结果表明：在铁路边界以内区域降噪效果显著,但在铁路边界以外作用有限。吸声板主要对800Hz以上的中高频噪声有一定的降噪效果。     

高速列车作用下双块式无砟轨道与路基垂向耦合振动分析

针对双块式无砟轨道和路基的结构特点,建立车辆-轨道-路基垂向耦合动力学频域分析模型,模型充分考虑机车车辆、双块式无砟轨道和路基的相互耦合作用。车体、转向架和轮对被视为多刚体系统,一系和二系悬挂用弹簧阻尼元件模拟;双块式无砟轨道和路基系统视为多层叠合梁模型,彼此用弹簧阻尼元件联结。推导双块式无砟轨道和路基系统振动响应的解析表达式,计算得出轨道和路基耦合系统的动柔度特性,结合虚拟激励法提出该模型在轨道随机不平顺激励时动力学响应的求解方法,分析高速列车荷载作用下双块式无砟轨道和路基的随机振动响应及其振动传递特性。研究结果表明:在10～5 000Hz频率范围内,钢轨的动柔度幅值远大于道床与路基的动柔度幅值,而道床动柔度幅值在30Hz以上频段大于路基的动柔度幅值;钢轨振动的能量分布频段较道床和路基要宽,道床和路基振动主要集中于163.9Hz左右频段;对于无砟轨道和路基耦合系统的振动功率,钢轨最大,道床次之,路基最小;道床和路基振动功率在100Hz以上中高频段,衰减比较快,而在100Hz以下低频段,其衰减不明显;在300Hz以上高频段,钢轨-路基间振动衰减较大,其主要原因是受钢轨-道床间振动衰减波动的影响。     

无砟轨道聚合微粒吸声板研究

分析聚合微粒吸声材料特性,采用阻抗管试验研究吸声板厚度、材料颗粒大小、空腔设置对吸声系数的影响规律,确定聚合微粒材料的关键参数,首次采用聚合微粒材料研发一种无砟轨道降噪吸声板并确定其几何尺寸、表面设计及强度设计。提出采用拱形空腔提高吸声板的承载力且拓展其吸声频段;通过配置纤维钢筋增强吸声板的安全冗余;通过材料与结构的综合设计使吸声板兼具微孔吸声、共振吸声和干涉消声功能,增强了吸声效果。混响室试验表明,吸声板降噪系数为1.0;实车试验结果表明,测试速度为60~170 km/h时距轨道中心线25 m处吸声板降噪4.0~4.4 dB(A),降噪效果显著。     

城市轨道交通支承块式无砟轨道轮轨噪声研究

在已建立的轮轨噪声预测模型STTN的基础上,对城市轨道交通列车在支承块式无砟轨道上运行时的轮轨噪声进行了预测分析,并对城市轨道交通列车在支承块式无砟轨道上运行时产生的轮轨噪声与在有砟轨道上运行时的轮轨噪声进行了比较。列车以70km／h的速度运行时,轮轨噪声主要分布在中心频率约为500—2000Hz的范围内,其中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,而支承块则辐射中、低频噪声。对总噪声贡献最大的是钢轨,而支承块及车轮的贡献几乎可以忽略。轮轨噪声随运行速度的增大而显著增大,其中车轮噪声受运行速度的影响最为显著,钢轨次之,支承块最小;在轨道旁,支承块式无砟轨道轮轨噪声比有砟轨道的大2．8—4．5dB（A）,因此必须采取切实有效措施,将支承块式无砟轨道的轮轨噪声降到有砟轨道的水平甚至更低。     

CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构优化设计研究

针对CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构特点,提出技术合理,经济性好的优化设计方案。对传统和优化后的CRTSⅠ型双块式无砟轨道在各种荷载作用下的结构受力进行计算对比分析,为优化设计方案提供理论指导。研究结论:(1)优化后的CRTSⅠ型双块式无砟轨道可应用于高速铁路、城际铁路项目;(2)通过轨道结构受力计算可知,在列车荷载作用下,路基地段优化后道床板弯矩比传统CRTSⅠ型双块无砟轨道减少,底座弯矩比传统CRTSⅠ型双块无砟轨道增加;桥梁地段优化后道床板弯矩比传统CRTSⅠ型双块无砟轨道增大,增大幅度不大。单元式结构道床板在整体温度荷载作用下受到的轴力可大幅度减小。     

轨道交通陶粒混凝土吸声板降噪效果的测试分析

创造低噪声的乘车环境,建立减振降噪环境友好型的地铁站区环境已成为轨道交通建设的发展趋势。测试分析一种陶粒混凝土制作的新型吸音结构HCM型吸声板的降噪效果。试验在北京交通大学轨道减振与振动控制实验室中进行,将吸声板铺设在轨道的钢轨之间,在道床和隧道壁上布置测点,模拟干燥、潮湿、下雨以及潮湿后干燥的工况进行试验测试。分析结果表明:不同测点和工况下,减噪效果都能达到4~5 d BA;频域分析表明,吸声板具有较宽的降噪频段。对于隧道壁测点,吸声板对250 Hz以上频段噪声的降噪效果较优;对于道床测点,吸声板对500 Hz以上频段噪声的降噪效果较好。     

客运专线板式轨道轮轨噪声分析

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砟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不同,其中钢轨贡献最大,轨道板最小;无砟轨道的轨道旁噪声级与有砟轨道的相比高出约6.2 dB,铁路边界处近地面噪声级高出约3.5 dB,可见板式轨道噪声明显高于有砟轨道.     

基于WJ-12型扣件的双块式无砟轨道结构优化设计

既有双块式无砟轨道结构在以货为主的客货共线铁路上存在扣件、轨枕安全储备不足、道床开裂严重等问题，尚未推广应用。针对上述问题，对采用WJ-12型扣件、配套无挡肩双块式轨枕的无砟轨道进行结构优化，并将隧道地段基础不均匀沉降作为偶然荷载纳入作用效应组合，基于数值模拟和极限状态法对道床板配筋进行重新设计。结果表明：为便于养护维修、增强轨道绝缘性能，满足钢筋保护层厚度，隧道地段轨道结构高度建议调整为545 mm;为减少施工流程，提高无砟轨道施工及运营质量，建议双块式轨枕取消穿筋孔设置；与高速铁路双块式无砟轨道通用参考图对比，建议客货共线双块式无砟轨道距隧道洞口小于200 m范围加强横向配筋，大于200 m范围加强纵向配筋。     

高速铁路吸声板结构参数对声学性能影响研究

研究目的:随着众多高速铁路线路投入运营,沿线噪声污染所引发的环境问题越来越多。对于运营线路,在轨道上设置吸声板可不改变桥梁、路基线路结构且具有一定的降噪效果,这是治理此类噪声污染问题的一个有效思路。在吸声材料的声学性能一定的基础上,通过改变轨道吸声板的结构参数可对其降噪效果产生影响。为此,本文应用SYSNOISE软件建立列车-轨道-吸声板结构的二维边界元模型,研究影响轨道吸声板降噪效果的结构参数。根据高速铁路列车通过时的声源特性选取源强,主要针对轨道吸声板的设置范围、尺寸以及吸声板的表面结构情况等因素,分析其对轮轨区噪声的降噪效果。研究结论:(1)在仅考虑轮轨区噪声的情况下,铺设吸声板对轮轨区噪声的降噪效果约为1～3 dB;(2)增大吸声板安装于轨道板上的厚度以及对吸声板的表面结构进行处理,均可以改善吸声板的降噪效果;(3)铺设表面开槽吸声板所产生的降噪效果较好;(4)在钢轨外侧设置吸声板可以提高吸声板的整体吸声降噪效果;(5)本文计算结果可供轨道降噪措施设计参考。     

遂渝线无碴道岔前后轨道刚度过渡段动力学设计

研究目的:本研究主要是为了弄清楚遂渝线无碴轨道综合试验段区间轨道刚度和岔区轨道刚度特性,为提高列车过岔的舒适性及延长轨道结构的使用寿命,本文提出了区间轨道与岔区轨道间轨道过渡段的设置及其设计。研究方法:本研究应用车辆-轨道耦合动力学模型与理论,分析了遂渝线区间及道岔区无碴轨道刚度的特性。研究结果:区间轨道与道岔区轨道间存在着较大刚度差,遂渝线无碴轨道综合试验段无碴道岔区的轨道刚度约是区间线路的2~3倍,应设置轨道刚度过渡段。研究结论:道岔前后轨道刚度差可采用分级过渡的方法,每一级刚度取18孔轨枕间距左右,将钢轨挠度变化率控制在0.3 mm/m以下,由此确定的过渡段结构动力学性能良好。     

冲击荷载下CRTSⅡ型板式无砟轨道结构振动与噪声的关联性研究

为揭示冲击荷载作用下无砟轨道结构振动和噪声的内在关联性,采用1∶1足尺模型对CRTSⅡ型板式无砟轨道结构进行多组冲击振动试验。通过在板式无砟轨道不同方向、不同位置的锤击,获得钢轨轨顶、轨腰、轨底各个位置的加速度及声强声压数据,采用快速傅里叶变换(FFT)获得了振动和噪声的频谱图,并进行频域特性对比分析,研究振动和噪声的内在关联性。结果表明:侧向冲击荷载下,轨顶轨腰处声强主要与侧向振动有关,频谱图峰值对应良好;垂向冲击荷载下,0~1 500 Hz区段的声强主要受垂向振动影响。     

CRTSⅡ型无砟轨道底座板侧向挡块施工技术

结合天津城际轨道交通工程杨村特大桥无砟轨道施工实践,详细介绍了CRTSⅡ型无砟轨道底座板侧向挡块施工技术。     

长(沙)昆(明)客运专线轨道结构设计综述

系统总结长昆客运专线无砟轨道结构设计技术,主要包括CRTSⅠ型双块式无砟轨道、CRTSⅡ型板式无砟轨道、过渡段轨道设计、钢轨伸缩调节器设置等,结合长昆客运专线项目的特点,对其轨道系统设计中的难点和重点进行介绍。无砟轨道结构形式应根据线下工程类型合理确定,集中成段铺设。山区铁路宜采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道,为减少温度调节器的设置,大跨度连续梁地段可采用CRTSⅡ型板式无砟轨道,特殊大跨度桥梁地段宜设置钢轨伸缩调节器,无砟轨道路基与桥梁过渡地段应设置过渡措施。     

预制装配式聚氨酯道床结构研究

提出1种新型预制装配式聚氨酯固化道床结构,依据所提出的设计及施工方案,在国家铁道试验中心建立世界首条预制装配式聚氨酯固化道床试验段,并对预制装配式聚氨酯固化道床、现浇式聚氨酯固化道床结构、普通无砟道床3种轨道结构的静动力特性进行对比试验研究。结果表明:在没有大型养路机械稳定作业的条件下,预制装配式聚氨酯固化道床的纵、横向阻力分别为16.2和13.5kN,具有足够的静态稳定性;在总体轨下结构动位移中,扣件与道床所占的比例约为1∶1,轨下结构刚度匹配合理;预制聚氨酯固化道床结构具有突出的减振效果,分频最大减振效果为29.6dB,对应中心频率为50Hz。     

轨道交通桥梁结构噪声影响及治理措施研究

为探讨轨道交通桥梁结构噪声分布规律及评价采取轨道减振措施后的降噪效果,以某轨道交通高架线路为例,采用有限元与边界元相结合的方法分析有无隔振措施时桥梁振动及其引起的结构噪声,其中主要分析钢弹簧浮置板轨道、减振扣件轨道和橡胶减振垫轨道3种轨道减振措施。结果表明:单箱单室箱梁辐射声能量主要集中于31.5~125 Hz,噪声峰值出现在40~63 Hz;列车运行速度越大,桥梁结构噪声辐射总声压级越大;采取隔振措施后结构噪声可降低约5.6~16.6 dB(A),其中钢弹簧浮置板轨道降噪效果明显优于橡胶减振垫轨道和减振扣件轨道。     

京沪高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道长桥底座板施工技术

CRTSⅡ型板式轨道板在桥上支承构件是钢筋混凝土底座板,也是连续跨越大量简支梁和连续梁的结构构件。中小桥桥上底座板直接与设置在桥台两端路基中的常规端刺连接,其施工工艺简单可靠,而长桥底座板施工工艺复杂而繁锁。施工前要进行底座板施工单元的划分,临时端刺区、常规区、后浇带的设置,底座板纵连张拉,各浇筑段施工顺序的确定,钢筋搭接后浇带关键施工技术的验证。通过对京沪高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道长桥底座板施工工艺研究、施工工艺优化验证,为CRTSⅡ型无砟轨道总结出了一套成熟的长桥底座板施工工艺。     

弹性支承块轨道结构落轴冲击动力性能分析

将轮轨接触边界条件用罚函数法释放,采用点面接触单元导出轮轨接触有限元控制方程,建立轨道结构落轴冲击动力有限元方程。分析落轴冲击对轨道结构产生的动态响应,比较弹性支承块及短轨枕埋入式整体道床轨道结构的动力性能,并用现场实测数据进行验证。结果表明:弹性支承块轨道结构与普通短轨枕结构相比,其轨下及块下刚度易于调整,可进行双层弹性的合理匹配,从而有效吸收轮轨冲击,提高列车运行平稳性,具有减振降噪与延缓轮轨磨损等优越性能。建议其块下刚度稍大于轨下刚度,增幅值控制在20%以内。     

论时速大于200 km铁路精密工程测量技术

时速大于200km铁路必须具有高精度的几何线性参数,做到高平顺性。因此,必须建立一套与之相适应的精密工程测量体系。2004年,铁道部决定在遂渝线建设无碴轨道综合试验,组织开展无碴轨道铁路工程测量技术的研究,并建立遂渝线无碴轨道综合试验段精密测量控制网。研究提出了我国无碴轨道铁路工程控制测量采用勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网的测量体系,时速大于200km铁路轨道采用绝对定位与相对定位测量相结合的铺轨测量定位模式,无碴轨道铁路工程测量平面坐标系统采用边长投影变形值≤10mm/km的工程独立坐标系。确定了我国无碴轨道铁路工程平面控制测量分三级布网的布设原则和无碴轨道铁路工程测量高程控制网的精度等级。