梯形轨枕轨道振动特性研究

为了探明梯形轨枕轨道在地铁车辆作用下的振动特性,利用车辆-轨道合动力学理论建立了地铁车辆和梯形轨枕轨道系统振动模型,假设车辆模型为多刚体系统,钢轨模型为无限长两端绞支离散支撑的Euler梁,用有限长两端自由的Euler梁模拟离散弹性支撑的梯形轨枕,利用显式积分法求解车辆-轨道非线性动力学方程,计算分析了梯形轨枕轨道在地铁车辆作用下的振动特性,讨论了轨道系统的振动与列车运行速度之间的相关性。研究结果表明:梯形轨道具有良好的减振性能,可以减小基础的动反力;随着地铁车辆速度的增加,钢轨和轨枕的垂向振动有所增大,而横向振动变化不明显。轮轨力随着车速的升高而增加。     

有砟梯式轨枕轨道减振性能的理论分析与试验研究

为实验室铺设有砟、无砟两种梯式轨枕轨道,用自由落锤激励装置对两种梯轨减振性能进行对比研究。建立有砟梯轨、有砟普通轨道的数值模型,利用试验测试结果对模型进行验证。通过在模型中施加货运列车荷载对比两种有砟轨道减振性能。结果表明,有砟梯轨减振性能不及浮置式梯轨,在低频段有一定减振能力,20 Hz以下振动经道砟平均衰减25 dB,对控制重载货运列车环境振动具备潜在优势;梯式轨枕对分散列车冲击振动、降低时域内峰值有明显优势。     

控制城市轨道高架桥梁结构噪声的试验研究

城市轨道高架桥梁产生的噪声对周围环境的影响十分明显,日益受到人们的关注。过车时轨道高架桥梁振动辐射产生的结构噪声具有频率低,辐射面积大,传播距离远的特性,治理难度很大。本文对广州地铁4号线高架桥振动噪声进行了测试与分析,研制了调谐质量阻尼器对轨道高架桥梁的结构噪声进行控制。测试结果表明, 桥梁安装TMD后桥下1.5米测点在80Hz控制频带降低9.3-12.4dBA,10次过车降噪效果平均值为2.1dBA。     

梯式轨枕轨道模态试验分析

梯式轨枕轨道已成为控制地铁列车振动的有效措施之一,但枕下减振垫板的铺设形式如何影响梯式轨枕轨道的动力性能尚没有展开系统研究。该文通过多输入多输出模态测试方法,分析了枕下减振垫板的三种铺设方式对梯式轨枕轨道动力特性的影响。分析得出：现有的枕下减振垫板铺设方式,具有最小的一阶自振频率33Hz。单侧铺设10块枕下减振垫板的梯式轨枕轨道,具有最大的一阶阻尼比4.2%。三种枕下减振垫板铺设方式,梯式轨枕轨道前6阶阻尼比都具有先减小后增大的规律,一阶振型都沿轨道中心线对称。单侧铺设5块和7块枕下减振垫板的梯式轨枕轨道,二阶振型都沿轨道中心线反对称,和单侧铺设10块枕下减振垫板的梯式轨枕轨道正相反。分析结果为梯式轨枕轨道的工程应用提供了参考。     

城市轨道交通橡胶浮置板减振轨道声振特性研究

随着我国城市化建设的快速发展,普及城市轨道交通成为解决交通拥堵问题的重要手段.但是城市轨道交通运行中所产生的振动噪声问题已成为限制其发展的关键因素,因此我国城市轨道交通中采用了大量的减振轨道以缓解振动对环境造成的的影响.目前的研究成果表明,减振轨道在发挥减振作用的同时,由于振动能量的累积,其自身产生的振动反而增大,在振...     

应用复合减振器的梯形轨枕提高轨道的减振效果

为了分析使用金属橡胶-碟簧复合减振器的梯形轨枕轨道对地表及建筑物的减振效果以及地表振动传播规律,将地铁对沿线的振动影响问题简化成平面应变问题,利用ABAQUS有限元软件建立建筑物—地铁隧道—土层二维有限元模型。把仿真计算得到的道床加速度作为模型激励,研究使用复合减振器与普通线性减振垫的梯形轨枕轨道,对环境的振动影响差异,对复合减振器的减振效果做出评价。研究使用复合减振器的梯形轨枕轨道引起的地表振动传播规律。结果表明,相对于线性减振垫,金属橡胶—碟簧复合减振器可以提升减振效果,具有替换减振垫的可行性;得出地铁列车作用下的地表振动特性,并与文献结论做比较,证明模型的合理性。     

浅析浅城市轨道交通高架车站的空调选型

通过对城市轨道交通高架车站几种空调选型的分析，得出VRV多联空调系统是针对高架站最适合的空调方式。     

高架轨道桥梁新型橡胶减振支座的减振效果分析

为减小列车在高架轨道桥梁上运行引起的环境振动,开发了一种新型橡胶减振支座。此新型支座采用高阻尼厚层橡胶块倾斜布置的设计方案,在实现竖向减振的同时还可以提供较大的横向水平刚度;为研究这种新型支座的减振效果,建立了上部质量块-橡胶减振支座-桥墩体系有限元模型,采用竖向扫频激振的方式对其减振效果进行数值模拟;设计了一系列工况对影响新型支座减振效果的因素进行分析。研究表明:激振力幅值对新型支座的振动插入损失无影响,但增大桥墩高度会导致新型支座的振动插入损失减小;当激振力幅值取140 kN、桥墩高度取6 m时,新型支座的振动插入损失为17.53 dB;在满足承载力的情况下,增大橡胶块的倾角、增大橡胶块中橡胶层总厚度、减少橡胶层数的划分,可以降低新型支座的压缩刚度,进而提高新型支座的减振效果。     

弹性轨枕轨道振动特性研究

弹性轨枕轨道是目前城市轨道交通运用较为广泛的轨道类型,钢轨是弹性轨枕轨道主要的振动和声辐射结构,通过研究钢轨的振动特性能够为控制振动和辐射噪声提供相关数据指导。在频域角度研究弹性长轨枕和弹性短轨枕轨道钢轨的垂向振动特性,分析不同轨枕结构及结构参数对钢轨垂向振动的影响,包括轨枕支撑刚度,轨枕质量以及轨枕尺寸对钢轨垂向振动的影响。结果表明：弹性轨枕轨道轨枕结构及结构参数的改变只会影响钢轨的0-400Hz范围内的垂向振动特性。     

高架轨道交通引起的环境振动影响分析与预测

对高架轨道交通系统引起的环境振动影响进行理论分析和数值计算,建立了车-桥和墩-土两个子系统模型,通过车-桥子系统模型得到作用在墩-土子系统上的动荷载,然后利用墩-土子系统模型计算出在该荷载作用下周围环境的动力响应;进一步通过参数分析研究了各种因素对环境振动的影响规律。结果表明:高架轨道交通引起的环境振动随振源距离的增大而逐渐减小,并且受到桥梁跨度、桥梁质量、桥墩基础埋深、车辆轴重、列车速度、土的性质及支座刚度的影响。根据计算结果运用回归的方法提出了高架轨道交通引起环境振动的预测公式,并通过与北京地铁5 号线的实测结果和其他预测公式的比较进行了验证,表明所提出的预测公式具有较高的准确度和适应性。     

城市轨道交通钢桥疲劳损伤等效系数研究

为研究城市轨道交通钢桥疲劳损伤等效系数,根据Eurocode中S-N曲线和损伤等效系数法,对中国城市轨道交通钢桥疲劳损伤等效系数进行求解分析。提出6种适用于中国城市轨道交通钢桥的列车编组,选取ZC、ZK和LM71这3种荷载图式作为疲劳荷载模型。根据中国城市轨道交通的实际交通量,提出1种采用双斜率S-N曲线的简化算法,与采用单斜率S-N曲线求解方法进行对比分析。求解分析各项疲劳损伤等效系数,并针对中国城市轨道交通钢桥列车编组的特点提出考虑列车最大容许速度影响的损伤等效系数λ_v。结果表明：以ZC图式作为疲劳荷载模型,考虑列车最大容许速度的影响,依据双斜率S-N曲线简化算法求得的损伤等效系数较能合理地对中国轨道交通钢桥进行疲劳验算。     

横向地震作用下震致钢轨几何不平顺研究

铁路运输作为抗震救灾的重要生命线,在抗震救灾期和灾后重建期承担了极其重要的运输任务,研究震致钢轨不平顺是保证震后行车安全的基础.该文以高速铁路CRTS Ⅱ型轨道-桥梁系统为对象,建立了有限元模型并开展了试验验证,从PEER强震数据库中筛选出40条和设计反应谱匹配程度最高的地震波并对有限元模型开展了非线性时程分析,研究了...     

预应力高强轻骨料混凝土连续刚构桥的试验研究

强度等级在CL40以上的高强轻质混凝土(HSLWC)应用于大跨度桥梁结构,具有减轻自重,有效降低结构内力,增大跨度,减少桥墩数量等优点。以云南安宁至楚雄高速公路14号达连坝段公路桥为原型,按照1/4比例设计了一个3跨预应力高强轻骨料混凝土连续刚构桥,其桥面结构采用CL50混凝土,进行了多种荷载工况的试验研究。结果表明,预应力高强轻骨料混凝土连续刚构桥具有较好的受力性能,1倍和1.5倍等效车队荷载通过时,各项指标均满足规范要求;2倍等效车队荷载通过时,部分指标不满足使用要求,但桥梁表现出了较好的延性;在严重超载情况下,桥梁虽破坏严重,但仍可保持较好的承载力水平且不会发生跨塌。     

CRTSII型无砟轨道温度翘曲变形及其对车线动力响应的影响

以孝感北站附近综合工区内的轨道板为研究对象,对露天环境下的轨道板进行两天的温度测量。采用节点温度荷载的加载方式对轨道板温度场进行模拟,分析轨道板整体温度升降和温度梯度共同作用下轨道板的温度变形。轨道板的翘曲引起钢轨的垂向变形,将其作为附加轨道不平顺分析车线系统的动力性能,并以此为基础计算高速列车通过轨道板翘曲区段时的行车安全性问题。研究表明,CRTSII型板式无砟轨道结构轨道板温度翘曲变形分析主要考虑两个因素:温度梯度值大小;轨道板面温度与初温。温度梯度值越大,翘曲变形的最大竖向位移越大;相同温度梯度时,轨道板面温度越接近初温,翘曲变形的最大竖向位移越小。在温度荷载影响路段,各项动力指标较正常路段都有所增大,钢轨和轨道板的垂向振动加速度的增大尤为显著,行车安全性指标劣化。     

300km/h高速铁路PC槽型梁动力试验研究

介绍北方交通大学与比利时鲁汶大学、布鲁塞尔自由大学、比利时铁路公司合作,在巴黎至布鲁塞尔之间高速铁路线上的Antoing大桥进行的二次高速铁路桥梁动力试验。试验桥梁由跨度50m的多跨预应力混凝土简支槽型梁构成,试验中列车速度达265-310km/h。通过现场试验和实验结果分析,得到了桥梁的频率、振型、阻尼等自振特性,以及桥梁在高速列车作用下的动挠度、梁和桥墩的横向和竖向加速度、橡胶支座的相对位移、梁体的动应变等动力响应特性。试验经验和测试结果对于充实高速铁路桥梁动力分析理论、改进数值分析模型、验证计算结果、提高高速铁路桥梁的动力设计水平、保证行车安全,具有重要的意义。     

考虑轨道弹性时机车轮对的纵向振动研究

在电机轴悬式机车-轨道垂向耦合动力学模型的基础上,考虑了机车的纵向运动自由度,通过对比牵引工况下考虑和不考虑轨道弹性时的轮轨作用力及轮对振动加速度,得到了轨道弹性变形对轮对轮轨切向力及其纵向振动的影响规律。研究结果表明,当轮轨界面无不平顺激扰时,考虑或忽略轨道结构的弹性对轮对牵引力的发挥及纵向振动影响不大;在不平顺激扰下,轨道结构参与轮轨间的耦合振动,由于轨道垂向的弹性及阻尼作用,轮轨垂向力特别是高频力得到缓冲及衰减,致使50Hz以上高频段的轮轨切向力及轮对纵向振动变的缓和,利于轮周牵引力的稳定发挥。总体上,分析模型中若不考虑轨道弹性会造成预测的轮轨切向力及轮对振动加速度偏大。     

铁路曲线钢轨横向凹坑对初始波磨形成的影响

建立了车辆/轨道横向垂向耦合动力学、轮轨滚动接触力学和钢轨材料摩擦磨损模型为一体的钢轨波磨计算模型,发展了相应的数值方法。利用该方法分析了曲线钢轨顶面内侧具有横向凹坑对初始波磨形成的影响。计算了客车车辆通过钢轨轨头横向凹坑时,同一个转向架的4个车轮反复作用下钢轨初始波磨形成和发展情况。数值结果表明,当车辆通过具有横向凹坑的曲线钢轨时,轮对和钢轨之间发生瞬态冲击振动,引起钢轨接触面产生不均匀磨损而形成初始波磨,随着车辆通过次数增加,不均匀波磨深度加大并向前扩展,形成大约30mm和750mm的波长;当车轮通过横向凹坑瞬间,车轮和钢轨之间发生激烈的振动,使4车轮下的钢轨接触表面产生严重的凹坑磨损,当车辆再次通过时,轮轨间的振动继续加剧,凹坑磨损深度迅速加大;前轮对通过凹坑而受激振动对后轮对动力学行为影响较大,导致后轮对作用下钢轨接触面不均匀磨损严重,但后轮对受激振动对前轮对动力学行为的影响较小;前轮对左轮受外轨激振作用而导致前轮对右轮下钢轨接触面凹坑磨损最严重。     

城市轨道交通槽型梁结构噪声计算与分析

该文用模态叠加法对城市轨道交通槽型梁进行车-轨-桥耦合动力计算,借助SYSNOISE求出模态声传递向量MATVs,进而用MATVs和梁的模态坐标响应计算桥梁的结构噪声。噪声计算值与实测值在频率分布和幅值上有较高的一致性,证明振动与噪声数值模型的可靠性。槽型梁结构噪声的线性声压级峰值频率为40Hz~80Hz,数值计算表明：动力分析只需考虑轮轨竖向接触即可满足结构噪声计算要求;考虑200Hz以下的声源激励和100Hz以下的结构模态作为边界条件可达到较好的噪声计算精度;调节轨下胶垫的刚度能有效减小结构振动,降低结构噪声2dB~3dB;声压级和车速有强线性关系。