钢弹簧浮置板轨道低频特征试验研究

利用北京交通大学轨道减振与振动控制试验室开展钢弹簧浮置板轨道低频特征测试,研究钢弹簧浮置板轨道弹簧刚度和支承间距等参数变化对低频振动的影响,并比较钢弹簧浮置板轨道和普通轨道的低频减振效果。试验结果表明:①弹簧总刚度越大(支承间距不变且弹簧刚度越大,或弹簧刚度不变且支承间距越小),浮置板轨道基频越大,轨道板到基底竖向加速度级传递损失越小,轨道板到隧道内的竖向传递函数值越大;②钢弹簧浮置板轨道基频越小,在其工作频段,减振效果越好;但在基频附近,振动放大现象越明显。相对于普通轨道,钢弹簧浮置板轨道明显降低了10Hz以上频段的振动响应,最大减振量为25dB;同时基频处的振动放大量为25dB;③对于轨道板到隧道内的竖向传递函数,普通轨道的值比钢弹簧浮置板轨道的值大,前者在0.012～0.028之间,后者在0～0.01范围内。     

富水地区短板钢弹簧浮置板轨道减振效果研究

采用短板钢弹簧浮置板轨道结构是富水地区减振的重要措施。通过建立车辆—轨道—下部基础耦合动力学模型,比较了列车动载作用下富水地区与普通地区的土体振动响应,分析了富水地区短板钢弹簧浮置板的结构动力特性。结果表明,富水软土地区车致振动在土体传递后,在中低频范围内仍然较大,设置钢弹簧浮置板后减振效果明显,减振效果约为12. 35 d B。     

交通荷载作用下钢弹簧浮置板隔振道路设计参数研究

为降低城区道路汽车荷载对建筑结构的振动影响,设计一种新型钢弹簧浮置板隔振道路,对浮置板的动力学设计参数进行研究。在浮置板缩尺模型有限元试验验证的基础上,选取浮置板长度、厚度、弹簧刚度、弹簧支承间距4个参数及不同水平值,进行正交试验,建立81个样本的三维有限元模型。采用模态分析法,研究各参数对浮置板固有频率和振型的影响;实测交通荷载激励,分析激励作用下浮置板结构在时域和频域的响应,并通过Z振级和插入损失探讨浮置板结构各参数的减振效果。结果表明:各样本基频主要分布在4～10Hz之间,基频直接影响钢弹簧浮置板的隔振性能;随着浮置板长度的减小、厚度的增大、弹簧刚度的减小、支承间距的增大,浮置板结构的隔振效果明显提高;交通荷载激励下,浮置板结构振动放大频段位于基频附近及14～18Hz范围;VLz振级在0～18Hz范围内随频率增大而增大,之后随频率增大而降低,但未超过72dB;对于0～40Hz范围内的振动响应,样本最大减振量为40.6dB,基频处放大量最大为17.4dB。     

钢弹簧浮置板轨道结构顶升前后减振效果分析

对钢弹簧浮置板轨道结构在顶升前后的减振效果进行了实测分析,首次对处于施工阶段的钢弹簧浮置板地段通过轨道平板车时的隧道壁及地面振动进行了时域及频域分析,阐述了地铁对地面的振动影响水平及浮置板的减振效果,提出了地铁线路施工过程中扰民问题的新解决方案。     

160 km/h市域快线钢弹簧浮置板轨道研究

针对市域快线实际运营条件,优化了钢弹簧浮置板轨道方案,并建立了钢弹簧浮置板轨道有限元模型,分析了振动性能和减振效果,计算结果表明,优化后钢弹簧浮置板方案减振效果达18 d B以上,钢轨动态下沉量满足相关规范的要求,市域快线特殊减振地段采用钢弹簧浮置板是可行的。     

地铁浮置板金属隔振器的性能的试验研究

钢弹簧浮置板轨道结构SSFST [Steal Spring Floating Slab Track]是现阶段应用比较广泛的一种减振同时又大大减弱噪音的设备,与橡胶浮置板和整体道床的减振效果相比钢弹簧浮置板轨道的减振效果更好。目前,这种轨道形式在国外已经大量采用,在全国范围内正在进行大力推广。因此,有必要对浮置板轨道结构的主要构件钢弹簧隔振器的性能进行全面的了解,对钢弹簧减振进行研究。     

轨道类型对地铁隧道及环境振动的影响

以宁波地铁隧道为研究对象,采用现场实测与2.5维有限元相结合的方法研究了整体式轨道和钢弹簧浮置板轨道在轨道振动和周边环境动力响应上的差异。结果表明：相较于整体式轨道,钢弹簧浮置板轨道能显著吸收10 Hz以上的轨道振动;当隧道埋深小于20 m时,列车速度越高,隧道埋深越浅,钢弹簧浮置板轨道对隧道及周边环境的减振效果越好;但采用单相弹性介质模拟隧道周围地层会明显低估隧道内的振动强度,并高估钢弹簧浮置板轨道的减振效果。隧道周围的超静孔压与列车速度和轨道类型有关,与隧道埋深无关;采用钢弹簧浮置板轨道不仅可以减振,还能有效减小隧道周围土体中的超静孔压,有利于控制隧道沉降。     

城市地铁矿山法区间钢弹簧浮置板道床施工技术

由于传统减振降噪技术的局限性,对振动敏感建筑物下方通过的地铁采用了钢弹簧浮置板轨道.钢弹簧浮置板道床作为城市轨道交通的一种特殊减振措施,其减振效果明显优于中、高等减振措施,而在城市轨道交通上软下硬地段常采用矿山施工方法,钢弹簧浮置板道床的施工工艺比盾构区间更加复杂,对质量控制要求较高.在此基础上,对城市地铁矿山法区间钢弹簧浮置板道床施工技术进行了探讨.     

青岛地铁3号线钢弹簧浮置板应用

根据青岛地铁一期工程(3号线)环境影响评价报告,需要对沿线文物保护单位、居民住宅、学校和医院等振动敏感点采取减振措施,在其中一些敏感点设置钢弹簧浮置板道床.结合地铁隧道结构断面,设计钢弹簧浮置板,并通过有限元软件创建钢弹簧浮置板有限元模型,对浮置板有限元模型进行模态分析和隔振效果研究,并进行了现场测试.结果表明:相对于普通道床,中量级钢弹簧浮置板道床插入损失达到15dB以上,重量级钢弹簧浮置板道床可达18dB以上,二者均具有明显隔振效果.     

铁路钢桁架桥浮置板轨道动力特性分析

为探讨应用于钢桁架桥上的浮置板轨道的减振作用,文中以128m跨度颖河双线特大桥为研究背景,应用ABAQUS大型有限元模拟软件,建立高速列车-浮置板轨道-钢桁架桥耦合动力学模型。在验证模型正确性的基础上,对整体模型进行瞬态动力学分析,分析钢弹簧浮置板轨道对于钢桁架桥的减振效果,较普通板式轨道,浮置板轨道系统上部位移响应有明显增高,但车体仍能在安全稳定情况下运行,桥梁跨中加速度峰值由1.2m/s2降低到0.31m/s2。说明浮置板轨道的应用有利于降低桥梁振动响应,对于延长桥梁使用寿命有积极意义。     

钢弹簧隔振器参数变化对结构谐响应影响的研究

近些年来,道路交通拥挤现象越来越严重,为缓解交通运行压力,地铁、高架桥等轨道交通在全国各地得到大力发展。轨道交通系统大多建造在城市密集区,距离建筑物非常近,甚至就建在建筑物正下方或者穿越建筑物运行。随着居民对所居住的环境要求的提高,另外精密仪器或设备可能因振动而无法正常工作,解决轨道交通所引起的振动问题迫在眉睫。钢弹簧浮置板轨道结构SSFST[Steal Spring Floating Slab Track]是现阶段应用比较广泛的一种减振同时又大大减弱噪音的设备,与橡胶浮置板和整体道床的减振效果相比,钢弹簧浮置板轨道的减振效果更好。目前,这种轨道形式在国外已经大量采用,在全国范围内正在进行大力推广。为研究钢弹簧隔振器对框架结构减振效果的影响,文章建立一个包括12层9跨框架结构及包括钢弹簧隔振器、浮置板、及扣件在内的分析模型。其中的框架结构采用Beam188单元,板采用Shell63单元,钢弹簧隔振器采用Combin14单元,浮置板连接件采用Combin40。     

浮置板对地铁列车的振动和噪声影响研究

根据上海地铁2号线西延伸相关的设计要求,针对浮置板轨道结构的特点,介绍了浮置板轨道结构的基本原理及施工要点,施工完成后进行了减振效果现场测试,得出了钢弹簧浮置板轨道结构对车体振动加速度及车内噪声并无明显影响的结论。     

模态分析在城市轨道交通浮置板上的应用

钢弹簧浮置板是城市轨道交通建设中采用的一种典型的道床下减振的轨道结构。浮置板轨道的减振性能与其固有频率息息相关。同时,作为浮置板关键弹性元件的隔振器在长期服役过程中不可避免受到损伤。通过有限元软件建立钢弹簧浮置板轨道模型应用模态分析方法,研究不同伤损情况下的钢弹簧隔振器对浮置板轨道的影响,可为浮置板的建设与设计提供一定程度的参考与借鉴。     

钢弹簧浮置板轨道过渡段动力性能影响分析

钢弹簧浮置板轨道具有良好的减振性能,但其过渡段的设置成为设计中的难点。针对影响钢弹簧浮置板轨道过渡段动力性能的参数进行研究,考虑的参数主要有弹簧加密方式、弹簧刚度、相邻轨道形式、列车速度。基于正交实验的理论,建立三维有限元动力模型,采用移动轮对荷载进行动力仿真计算,获得不同参数组合下的钢轨和浮置板的动态位移和加速度,分析过渡段动力性能主要影响因素。参数分析结果可为钢弹簧浮置板轨道过渡段的设计提供参考依据。     

软土区地铁不同类型轨道振动测试分析

软土区地铁隧道结构在列车荷载作用下,工后沉降问题已引起广泛关注,而考虑不均匀沉降下的轨道动力特性实测研究却未见报道。以浙江省某地铁隧道为研究对象,对该隧道两个轨道断面进行了隧道沉降变形观测和钢轨竖向振动测试。基于监测结果,分析了两断面沉降变形和振动实测结果的差异,并对软土区地铁轨道型式进行优选分析。研究结果表明:理论模型计算与振动实测结果量值相当,但理论计算模型未考虑不均匀沉降及轨道弯曲效应,较实测值小;钢弹簧浮置板轨道钢轨振级比普通整体式轨道小10 d B;钢弹簧浮置板轨道固有频率较普通整体式轨道低,列车经过时,较早达到振动峰值,列车经过后,较晚恢复平息;整体式轨道振动对周围土体的扰动大于钢弹簧浮置板轨道,因前者沉降值大于后者,沉降值变大又会进一步加大振动影响。为确保良好的运营条件,建议软土区不均匀沉降工况下采用钢弹簧浮置板等减振轨道型式。     

钢弹簧浮置板轨道结构模态及动力性能参数分析

钢弹簧浮置板轨道与普通整体式道床相比,具有较好的减振降噪的功能.通过钢弹簧浮置板轨道结构模态分析不同结构参数对道床板固有频率的影响,发现浮置板固有频率随着隔振器刚度的增大而增大,随着隔振器间距的增大而减小,并且模态阶数越高,固有频率间的差距越小;但是道床板的固有频率随板长的增大而减小.在以上参数的基础上,对轨道结构的动力响应进行分析,得到了钢轨和道床板的垂向位移、垂向加速度、横向加速度以及隧道壁垂向加速度随结构参数的变化趋势,可为钢弹簧浮置板设计、参数选定和结构优化提供参考.     

不同形式地下轨道动力特性及减振性能研究

将地下轨道振动模型分为两个子模型:列车荷载及轨道模型。基于ANSYS分别建立了整体道床、弹性短轨枕、橡胶支承浮置板轨道及钢弹簧浮置板轨道二维有限元模型。通过模态分析、谐响应分析及瞬态分析对不同轨道进行了计算,得出了一些有益的结论供地下轨道形式的选取作为参考。     

钢弹簧浮置板轨道结构的静力分析

建立了钢弹簧浮置板轨道的有限元模型,首先研究分析钢弹簧浮置板的受力情况,并确定了其最不利的荷载位置,其次分析了钢弹簧支座刚度和轨道扣件刚度两参数对浮置板的受力影响,从而优化钢弹簧浮置板轨道的设计。     

市域快轨钢弹簧浮置板减振道床设计研究

近些年来,传统地铁工程之外的市域快速轨道交通工程逐渐发展,日益增多。市域快速轨道交通工程与传统地铁工程最大不同点在于其设计速度较高,比传统地铁100 km/h的设计速度要高出40 km/h～60 km/h,且运行车辆大多采用国铁CRH系列,供电为交流电方式。结合市域快轨的实际工况,对钢弹簧浮置板的设计参数及结构选型进行了对比分析和方案比选,论述了市域快轨钢弹簧浮置板减振道床的设计要点和存在问题,提出了市域快轨工程钢弹簧浮置板减振道床的合理方案,可为今后市域快轨钢弹簧浮置板减振道床设计提供参考。     

基于振幅放大机制的浮置板轨道低频轻质减振

为探讨在浮置板轨道低频振动控制中实现轻质减振和有效减振兼容的可行性,基于振幅放大机制,设计一种杠杆式动力吸振器(LT-DVA)。采用能量泛函变分法建立了配置有LT-DVA的钢弹簧浮置板轨道动力分析模型,以轨道结构的力传递率、位移导纳为评价指标,通过与普通动力吸振器(DVA)进行对比验证LT-DVA的有效性。在此基础上,利用多频控制的思路,在浮置板上引入多个杠杆式动力吸振器(LT-MDVA),以实现宽频控制、高衰减的效果。进一步考虑列车荷载的作用,分析验证动态轮轨力作用下LT-MDVA的低频隔振性能以及对轨道结构动力响应的影响。结果表明：由于振幅放大机制(振幅放大系数为α)的有益效果,LT-DVA的有效惯性质量、刚度、阻尼是同参数DVA的α²倍,即工作能力是DVA的α²倍;在LT-DVA的基础上,LT-MDVA能够有效拓宽振动衰减频段且提升振动衰减能力;相较于普通钢弹簧浮置板轨道,在动态轮轨力作用下,质量比仅为0.02的LT-MDVA不仅能够有效减小传递至下部基础的力(最大衰减约7.5dB),还能有效减小轨道结构的响应(钢轨和浮置板振动最大衰减...