地铁小半径曲线段上列车车内振动测试与特性

摘 要：在地铁线路中,小半径曲线段的列车振动加速度一般大于同种轨道结构的直线段。为了研究小半径曲线段车内振动的频谱特性,选择了半径为350m的地下隧道区间进行测试,该区间分布着钢弹簧浮置板整体道床、科隆蛋扣件和DT-III型扣件三种轨道结构。分析了双面胶带、螺钉等多种传感器安装方式对测量结果的影响,采用DASP V11软件测量一天中三个不同时段车厢地板垂向和横向振动加速度,并进行Z振级和X振级分析。结果表明：半径为350m的曲线隧道内,钢弹簧浮置板整体道床、科隆蛋扣件和DT-III型扣件三个区段车厢地板振动对应的垂向振级峰值频率分别为8Hz和63Hz,3.15Hz、8Hz和63Hz,50Hz和100Hz;横向振级峰值频率为63Hz,63Hz,50Hz和100Hz;钢弹簧浮置板整体道床段和科隆蛋扣件段车厢地板振动加速度大于普通型扣件段。通过本次测试,为小半径曲线段振动噪声问题提供一些减振降噪措施选择方面的参考,同时为研究小半径曲线段车厢地板振动特性问题提供支持。     

地铁小半径曲线段新型护轨的钢轨振动及磨耗研究

为了进一步系统地研究新型护轨在小半径曲线段的减振、防磨效果,考虑新型护轨结构特点及其与车轮、钢轨之间相互作用,建立曲线段轮轨接触模型,并分析其受力特性。以某地铁小半径曲线安装护轨段为研究基础,对安装新型护轨和没有安装护轨的近似线路进行不同速度的在线测试、锤击试验及波磨测试,通过对比试验得到:安装有护轨的线路,钢轨的垂向振动加速度级降低了2.2 d B、横向振动减小了3.1 d B。当列车速度从40 km/h提高到55 km/h,有/无护轨的钢轨振动加速度级都逐渐增大,但有护轨的横向振动可降低3.4 d B;有护轨线路的在波长约50mm的波磨明显减低。新型护轨减振效果通过轨道不连续支撑特征频率理论得到进一步验证。理论分析和测试结果表明,安装新型防脱护轨在抑制钢轨振动和减缓钢轨波磨增长等方面起到很好的效果。     

双护盾TBM小半径曲线地铁隧道施工技术

青岛地铁2号线利津路站~台东站区间隧道处于两段小半径曲线内,曲线半径分别为350m和320m,隧道曲线半径几乎达到了TBM施工的极限转弯半径。为满足TBM施工中的曲线转弯半径需求和管片拼装质量,分析TBM隧道施工过程中,小半径曲线导致TBM卡盾、线路不符合设计要求和管片错台破损的施工风险,从设备选型及改造、施工工艺措施方面予以优化:(1)通过调整垫片垫高滚刀实现小半径曲线隧道扩挖;(2)选择合适的管片型号适应转弯半径;(3)合理的施工参数及工艺措施对掘进姿态控制的必要性。隧道施工结果表明,经过设备改造和施工工艺优化,达到了小半径曲线隧道TBM施工的质量控制目标。     

小半径曲线段钢轨打磨对轮轨动力特性影响分析

针对铁路小半径曲线钢轨病害实施个性化钢轨廓形打磨,定期观测打磨后线路状态,通过钢轨廓形采集及轨面状态分析,结合车辆-轨道动力学模型对钢轨打磨效果进行评价,探讨钢轨廓形保持水平及合理养护周期。研究结果表明：个性化钢轨廓形打磨后,轮轨接触关系得到显著改善,算例中车体横向加速度、垂向加速度、轮轨横向力分别降低9.58%、8.09%、15.81%;轮轨磨耗指数降低22.99%,有效降低钢轨磨耗速率,延长使用寿命。在打磨12个月后,各项动力学指标表现仍优于打磨前,验证个性化钢轨廓形打磨是可行的。随着打磨后通过总重的增加,12个月左右钢轨表面开始出现病害并快速发展,廓形产生较为明显的磨耗,建议将此时线路通过总重所经历的时间作为钢轨廓形的打磨周期。     

小半径曲线段钢轨打磨方案比选及动力特性研究

小半径曲线段钢轨廓形质量对轮轨接触关系及钢轨使用寿命有着关键影响。为探究个性化打磨对小半径曲线段磨耗廓形的轮轨接触改善及延长钢轨使用寿命效果,选取沪昆普速铁路小半径曲线段两组磨耗钢轨进行打磨方案研究;基于现场实测数据及病害分析,与消除表面病害为目的的修复性打磨方案作比较,对钢轨进行个性化打磨廓形设计;跟踪观测钢轨表面状态,结合GQI(grinding quality index)及轮轨接触分析,建立车辆-轨道动力学模型计算打磨方案对轮轨动力特性的影响,综合评价打磨效果;结果表明：修复性打磨仅对钢轨表面病害进行处理,并未实际改善轮轨关系,廓形保持能力不佳,后续动力学指标评价也无明显改善;相比之下,个性化打磨廓形保持能力更佳,GQI指数明显提升,轮轨关系改善显著,提高了车辆曲线通过能力;动力学方面,个性化打磨方案的轮轨横、纵向蠕滑率和磨耗指数分别降低60.45%,33.95%和24.13%,有效缓解了轮轨间的磨耗,延长了钢轨使用寿命与打磨周期;车体横向、垂向加速度和脱轨系数分别降低19.69%,30.74%和26.11%,列车运行平稳性得到良好改善,提高了列车运行安全性。由此可见,个性化打...     

列车通过小半径反向曲线桥梁的动力相互作用分析

以新建的某铁路货运专线上的反向曲线上的小半径曲线桥梁为例,考虑列车曲线通过的特点及轮轨非线性相互作用,建立空间的列车和曲线桥梁的振动方程,运用模态叠加法求解振动方程。通过车桥耦合振动专用分析程序VBC2.0的数值分析,得出列车通过该反向曲线上小半径曲线梁桥的一些振动规律,并给出我国货运列车通过该桥梁的合理行车速度及其他建议。     

小半径曲线梁桥受力特性及设计对策

本文通过对曲线梁桥的内力和病害的分析,讨论了曲线梁桥的设计与直线梁桥的设计的区别,重点探讨小半径曲线梁桥的设计要点以及避免病害产生的设计对策。     

小半径曲线地段钢轨波磨对于地面振动影响的测试分析#br#

针对地铁小半径曲线地段钢轨波磨对于地面环境振动的影响，选取某地铁普通整体道床小半径曲线钢轨有波磨与无波磨地段车辆通过时的隧道内及地面振动状况进行测试，同时测量有波磨地段与无波磨地段钢轨波磨实际状况。从频域角度对数据分析整理，研究结果表明：钢轨波磨对于隧道内及地面振动存在显著增大作用；列车通过引起的振动在钢轨-轨道板-隧道壁-地面的传播过程中逐渐降低，并且高频振动的下降速度大于低频振动；短波波磨对于钢轨振动的影响较为剧烈，而长波波磨对地面环境振动影响较大。     

小半径曲线地段钢轨波磨对于地面振动影响的测试分析#br#

针对地铁小半径曲线地段钢轨波磨对于地面环境振动的影响,选取某地铁普通整体道床小半径曲线钢轨有波磨与无波磨地段车辆通过时的隧道内及地面振动状况进行测试,同时测量有波磨地段与无波磨地段钢轨波磨实际状况。从频域角度对数据分析整理,研究结果表明：钢轨波磨对于隧道内及地面振动存在显著增大作用;列车通过引起的振动在钢轨-轨道板-隧道壁-地面的传播过程中逐渐降低,并且高频振动的下降速度大于低频振动;短波波磨对于钢轨振动的影响较为剧烈,而长波波磨对地面环境振动影响较大。     

地铁车内噪声特性

对地铁车辆在静止及运行情况下进行车内噪声测试。测点布置在车体中央、风挡及转向架上方距地板面不同高度处。在静止情况下,空调送风口处噪声值为77.8 dB(A)。车辆运行分为隧道内和高架上两种情况,隧道内运行时,车内相应点处的噪声值比高架上高1.0-5.9 dB(A)。车辆在运行过程中对车内噪声影响较大的是轮轨噪声,车辆附属设备影响较小。车辆的密封性对车内噪声的分布有较大的影响,应提高车门、风挡的密封性。     

动车组小半径曲线动力学性能研究

本文对研究列车在通过小半径曲线的动力学安全性能,选取福州南动车所联络线(灯泡线),采用安装测力轮对的方式对轮轨间作用力进行测试。试验结果表明列车导向轮的脱轨系数和轮轴横向力均大于从动轮,外轨的车轮横向力大于内轨,但是所有限值均在标准范围内。在曲线外侧涂抹钢轨润滑,减少摩擦系数,降低车轮爬轨脱轨风险。建议开展综合型试验研究,以改善列车的曲线通过性能,保证列车小半径曲线安全通过。     

高速列车车体结构振动和车内声学特性分析

为了研究高速载客列车车体结构振动及车内声学特性,建立高速列车有限元模型,对全车体进行模态分析和轨道谱响应分析,并基于声与结构耦合对车体内腔进行声学模态分析。车体前200阶固有模态频率跨度为0.62～100.27 Hz,前6阶0.62～1.51 Hz为车身整体相对于转向架的低频振动,其余各阶为车身结构的弹性振动。当施加我国200 km/h等级提速线路通用轨道谱激励时,体振动在0～2.00 Hz的低频有较大响应。车体内腔前200阶声学模态频率跨度为0～126.66 Hz,在20～100 Hz之间模态比较密集。     

小半径曲线段钢轨短波波磨的影响因素分析

钢轨短波波磨主要出现在地铁小半径曲线路段上,波长范围一般为20mm～100mm,是铁路行业面临的一个比较普遍的问题。通过锤击法对某地铁曲线段线路的GJ-32扣件、先锋扣件与科隆蛋扣件进行了垂向、横向频率响应特性测试,同时利用CAT波磨测试仪测试了曲线段的波磨情况,对小半径曲线段钢轨短波波磨进行研究。通过现场调查和试验测试得出如下结论：（1）、先锋扣件轨道结构形式下钢轨的横向551Hz“pinned-pinned”共振频率是导致小半径曲线段波长为20mm左右的钢轨短波波磨的一个重要原因;（2）、小半径曲线路段上不同扣件结构形式下钢轨的垂向弯曲共振不是曲线段出现波磨的主要原因。     

小半径竖曲线上磁浮车辆空气弹簧动态响应分析

以某高速常导磁浮车辆新型悬浮架为研究对象。建立了包括非线性空气弹簧模型和主动电磁悬浮控制的磁浮车辆动力学模型,模拟计算了车辆低速通过小半径凸竖曲线时的动力学响应,并与采用空气弹簧线性等效模型的计算结果进行了对比。结果表明,基于空气弹簧等效模型和非线性模型得到的车体和电磁铁动态响应差别不大,但空气弹簧等效模型的伸缩量计算值显著小于非线性空气弹簧模型;磁浮车辆单侧8个空气弹簧的垂向伸缩变形、橡胶气囊内压变化和垂向力变化规律符合线性关系,基于空气弹簧非线性模型的仿真结果为高速磁浮车辆二系悬挂系统设计提供了依据。     

碳纤维车体地铁列车车内噪声分析

碳纤维材料在减重、强度、可设计性等多个方面具有巨大优势,在轨道交通领域有很大的应用前景。针对国内一种新型碳纤维车体地铁列车,基于试验方法,对比分析碳纤维车体和铝型材车体的车内噪声差异、关键部件的声振特性差异;通过建立车内噪声仿真分析模型,分析碳纤维车体隔声和振动对车内噪声的影响,进而探讨碳纤维车体在轻量化和声学性能优化上的相关问题。研究结果表明:碳纤维车体的车内噪声比铝型材车体的车内噪声高1.6 dB(A);碳纤维车体地板的隔声量比铝型材地板低3 dB,振动加速度级比铝型材地板高3 dB;碳纤维车厢的车内噪声主要受到地板隔声影响;在碳纤维地板上增加5 mm隔声垫可使得其隔声量与铝型材地板相近,此时碳纤维车厢仍可减重20%,但车内噪声则和铝型材车体相当。相关研究成果可以为地铁列车的轻量化设计提供参考。     

小半径曲线箱梁架设安全质量控制技术

高速铁路预应力混凝土简支箱梁,因其体积大、质量大,使得提、运、架梁施工难度较大、风险较高,尤其是在小半径曲线上架梁更为突出。文章根据宁安城际铁路青弋江特大桥箱梁架设施工实际,对小半径曲线箱梁架设安全质量控制技术、常见问题及解决方法进行了总结。     

高速列车车内噪声特性研究

高速列车车内噪声环境是决定乘客舒适度重要因素之一,车厢内部噪声试验研究结果表明车内噪声偏高,低频噪声突出,噪声大小和频谱特性随空间位置分布不均匀、列车运行速度是影响车内噪声的主要因素之一,车厢内部隔声玻璃门、空调系统噪声对车内噪声的影响较小.     

隧道内地铁列车车内噪声预测分析

为研究隧道内地铁列车车内噪声特性,建立了隧道-车体有限元-边界元声学分析模型.基于地铁B型车车轨耦合模型和现场试验获取车体二系悬挂力激励和轮轨噪声激励,将激励施加到车体计算分析车内噪声,以广州轨道交通7号线列车噪声试验数据对仿真分析结果进行验证,并研究了结构声和空气声对车内噪声的影响规律.分析结果表明:车内各标准点声压...     

互通区小半径曲线桥梁设计环节分析

随着公路网络不断复杂,互通区小半径曲线桥梁技术得到了广泛的普及。本文对互通区小半径曲线桥梁的设计环节进行分析。分析了其结构受力系统,对主梁环节的优化措施进行探讨。     

大跨度小半径曲线钢箱梁双向转体施工技术

本文重点研究如何解决大跨度小半径曲线钢箱梁在施工时自由端扰度大、墩柱处横向受力不平衡等问题。通过优化球铰系统中定位骨架结构形式,提升转体系统的安装精度;通过优化牵引球结构,减少了上、下球铰间的摩擦力,提高了球铰的使用性能,降低了转体的施工难度;对大跨度梁体优化成2个转体段+3个合拢段,避免了梁体跨度大导致的扰度大问题,并缩小了偏心矩,解决了场地受限问题,使研究顺利完成。