山地地铁浮置板轨道支撑结构钢轨波磨机制研究

基于轮轨系统摩擦自激振动的观点，研究山地地铁线路长大坡道圆曲线段处出现的典型钢轨波磨现象。利用SIMPACK建立山地地铁车辆-轨道动力学模型，验证了列车通过长大坡道圆曲线段外侧轮轨间的蠕滑力处于饱和状态；建立相应区段上由导向轮对-钢轨-道床所组成的轮轨系统有限元模型，采用复特征值分析法从频域角度研究轮轨系统的稳定性；采用控制变量法研究浮置板结构中隔振器的垂向刚度和垂向阻尼、扣件的垂向刚度和垂向阻尼对轮轨系统摩擦自激振动的影响规律。结果表明：在长大坡道圆曲线段上，外侧轮轨间饱和蠕滑力引起的轮轨摩擦自激振动是导致该区段外轨处钢轨波磨产生的主要原因，诱导频率为459.63 Hz。参数化分析表明，轮轨系统摩擦自激振动随隔振器的垂向阻尼和垂向刚度的增大呈增大趋势，随扣件的垂向阻尼的增大呈降低趋势，而随扣件垂向刚度的增加呈先减小后增大的趋势；当扣件的垂向支撑刚度为40 MN/m时，钢轨波磨最不容易发生。