钢轨表面短波不平顺对地铁振动源强影响

基于对北京地铁实测的131个不同磨耗状态下钢轨表面短波不平顺数据进行功率谱密度估计,采用统计学中四分位数方法选取分位为1%,25%,50%,75%和99%的5个磨耗状态样本,采用幂函数对选取样本的功率谱密度进行分段拟合,得到普通整体道床钢轨短波不平顺谱5个分级(Q1,Q2,Q3,Q4和Q5级)的数学表达式;采用多体动力学软件Simpack和有限元软件Abaqus建立车辆-轨道刚柔耦合模型,通过输入不同等级钢轨表面短波不平顺谱,分析不同磨耗状态下钢轨和隧道壁的振动响应。结果表明:钢轨在20 Hz以上振动响应受其磨耗状态的影响显著;隧道壁在4 Hz以上振动响应才受到钢轨磨耗状态的影响;地铁列车环境振动源强随着钢轨磨耗发展而提高,Q2,Q3和Q4级的钢轨磨耗对应隧道壁的最大Z振级极端差值可达到10 dB,因此,对环境振动进行预测时应考虑钢轨表面磨耗发展的影响。