不同类型装配式钢弹簧浮置板减振效果分析

为研究不同钢弹簧数量和钢弹簧刚度参数下装配式钢弹簧浮置板轨道的减振效果,且便于运输吊装,提出了三种类型装配式钢弹簧浮置板轨道。通过建立车辆-轨道-隧道耦合动力学模型对比分析了钢弹簧浮置板轨道的动力性能和减振效果,并在深圳地铁某号线路选取对应类型装配式钢弹簧浮置板结构断面和整体道床断面进行现场测试与仿真结果进行对比验证。研究结果表明:钢弹簧浮置板轨道与整体道床相比,钢轨和浮置板的垂向位移增加了57.23%~95.00%,垂向加速度减小了19.93%~60.13%;钢弹簧浮置板在16~200 Hz内的减振效果明显,最大减振效果可达16.61 dB;钢弹簧浮置板轨道均出现了道床的固有频率向低频偏移和浮置板的隧道壁振动加速度级超过整体道床的现象;三种类型装配式钢弹簧浮置板轨道的减振效果为:类型A>类型B>类型C,其中类型A的减振效果最好;仿真数据与现场实测数据误差率为1.43%~14.25%,减振效果误差在0~1 dB内。

车辆载荷下钢弹簧浮置板轨道振动特性分析

建立车辆-钢弹簧浮置板轨道垂向耦合振动有限元模型,分析车载作用下的浮置板轨道和车辆垂向振动特性。结果表明,钢轨和车体垂向振动在浮置板1阶弯曲频率(10 Hz)、P2共振频率、部分阶次的轮对弯曲频率及车轮辐板模态频率处存在明显峰值,其中车体振动在车体浮沉频率(1 Hz左右)处也存在明显峰值。扣件刚度和阻尼的影响主要在轮对1阶弯曲频率以内的车辆-轨道系统耦合振动行为,扣件阻尼在高频处对轨道垂向振动也有较大影响。钢弹簧刚度和阻尼主要影响浮置板1阶弯曲频率附近的车辆和轨道响应,对车辆运行平稳性影响显著。车辆悬挂参数及车体和构架质量对轨道振动基本无影响,簧下质量通过P2共振以及系统约束下的轮对1阶弯曲和辐板对称伞形模态影响轨道振动。增大一系悬挂刚度和阻尼以及二系悬挂阻尼会增大中高频的车体垂向振动加速度,二系悬挂刚度主要影响车体浮沉频率附近的车体垂向振动。车体、构架和簧下质量对车体浮沉运动、浮置板1阶弯曲和P2共振处的车体振动加速度峰值有影响。

钢弹簧浮置板轨道减振性能现场对比测试

为研究随机列车荷载作用下钢弹簧浮置板轨道(steel spring floating slab track,简称SSFST)上线运营后的减振效果,选取某地铁线路同一区间、同一曲线段内的普通无砟轨道及钢弹簧浮置板轨道典型测试断面,在同一天内开展了现场对比测试。研究结果表明:钢弹簧浮置板轨道减振效果的线上评估结果与列车、轨道的实际运营状态直接相关;在不同列车的随机激励作用下,Z振级相对插入损失(ΔVL_(Z,max))相差超过10 dB,且部分测试样本无法满足特殊减振的设计需求;为获得保守的评价结果,应选择轮、轨平顺状态良好的运营区段开展对比测试;通过合理的养护维修,使运营列车及轨道保持良好的运行状态,是减振轨道区段满足振动控制需求的关键。

随机轮轨动态激励对钢弹簧浮置板轨道减振性能影响分析

为分析随机轮轨不平顺对钢弹簧浮置板轨道减振性能影响,该文采用随机模拟的方法,研究了不同轨道不平顺状态下随机车轮不圆顺在浮置板轨道插入损失评估结果方面的随机特性,以及轨道不平顺发展对插入损失评价结果的影响。研究结果表明:不同轨道不平顺状态下,随机车轮不圆顺作用下隧道壁最大Z振级的插入损失离散超过10 dB,且随着轨道不平顺的发展,插入损失的样本均值和标准差均明显减小;分频插入损失统计结果显示,轨道不平顺的发展对频率低于6.3 Hz的插入损失影响更加显著,对于20 Hz以上频段的统计均值的影响并不明显。

钢弹簧浮置板轨道垂向动态特性及对轮轨力的影响研究

钢弹簧浮置板(steel spring floating slab, SSFS)作为一种高等减振轨道广泛铺设于我国地铁线路中,在服役过程中,该轨道在部分线路中出现了钢轨波磨问题,而轮轨动态行为对波磨形成具有较大的影响。为研究该轨道垂向动态特性及其对轮轨瞬态力的影响,建立SSFS轨道的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,分析在有、无车辆加载下轨道垂向位移导纳特性,模拟钢轨宽频不平顺激扰下轮轨垂向瞬态接触力的响应。结果表明:(1)无车辆加载作用下,SSFS轨道在100 Hz以下(22 Hz、43 Hz、68 Hz等)振动模态表现为钢轨和浮置板共同垂向弯曲,在100~1 400 Hz中高频段表现为钢轨相对浮置板弯曲;(2)车辆加载后,轨道导纳出现59 Hz的P2共振,及64 Hz和72 Hz的轨道整体弯曲振动峰值;(3)柔性轮轨耦合后轨道导纳受到轮对作用影响在364 Hz、489 Hz、623 Hz处出现新峰值,其中,364 Hz、489 Hz为车轮振动模态引起,623 Hz为双轮对干涉引起的钢轨弯曲模态;(4)车辆瞬态通过含60~220 mm波长钢轨不平顺的轨道时,轮轨瞬态垂向接触力在约70 Hz响应最显著,这是由轨道的整体弯曲振动模态被激发引起,该振动是SSFS轨道出现160~200 mm波长波磨的原因。

钢弹簧失能下车辆-浮置板轨道耦合系统动力特性研究

在列车荷载作用下浮置板轨道会发生钢弹簧失能,为研究此问题对车辆-浮置板轨道系统动力特性的影响,基于车辆-轨道动力学理论,建立车辆-浮置板轨道耦合动力学模型,研究不同钢弹簧失能数量、位置、组合形式对车辆-浮置板轨道系统动力响应的影响。结果表明:当钢弹簧失能数量相同时,同一块浮置板的振动响应板中位置大于板端位置;钢弹簧失能1个时,板中位置钢轨、浮置板位移最大值分别比板端位置大0.49 mm和0.22 mm,加速度有效值分别比板端位置大13.34%和21.42%;单侧连续失能钢弹簧数量≥2个时,列车荷载作用下钢轨和浮置板垂向位移最大值均分别超出《浮置板轨道技术规范》规定的限值4 mm和3 mm;车体在频域上的振动响应主要集中在10 Hz内,钢弹簧失能会导致车体振动响应在频域上增大;单侧钢弹簧失能2个比双侧失能2个的钢轨位移最大值、加速度有效值分别增大17.75%、2.22%,比正常状态下钢轨位移、加速度分别增大37.08%,10.84%。钢弹簧失能增加了系统的振动响应,影响减振效果,应注意及时检修。

施工偏差对钢弹簧浮置板结构尺寸及减振性能影响

[目的]施工偏差会对施工项目造成不同程度的影响,因此有必要研究施工偏差对钢弹簧浮置板结构尺寸及减振性能的影响。[方法]针对具体现场施工时,地铁隧道内曲线段现浇钢弹簧浮置板产生的施工偏差问题,利用数学几何方法建立了多工序映射理论模型,考虑不同偏差组合工况,分析获得基底和浮置板厚度的偏差范围。在此范围内,基于ABAQUS软件建立动力学模型,分析施工偏差对减振性能的影响。[结果及结论]当隧道中心线偏移时,基底厚度的变化范围为75.72~281.75 mm,浮置板厚度的变化范围为278.28~325.00 mm。在基底厚度偏差范围内,钢轨振动响应峰值集中在低频段12.50 Hz以内;当基底厚度为65 mm时,其对减振性能的影响最大,减振性能降低了23.90%。在浮置板厚度偏差范围内,钢轨振动响应峰值集中在低频段3.15 Hz以内。当浮置板厚度减小为45 mm时,其对减振性能的影响最大,减振性能降低了24.24%。

考虑剪力铰与钢弹簧变刚度下浮置板轨道减振特性研究

针对浮置板轨道中浮置板端部位移偏大的问题,研究剪力铰设置与钢弹簧变刚度两种方式对浮置轨道位移的改善效果。将剪力铰简化为剪切弹簧阻尼单元,根据浮置板挠度分布及钢弹簧间距调整浮置板下钢弹簧刚度,基于振型叠加法和龙格-库塔法数值计算研究不同剪力铰刚度与钢弹簧刚度下浮置板轨道的减振特性。研究表明,设置剪力铰可以有效减少浮置板端部的位移差,但主要对端部3 m左右范围内的浮置板位移改善较为有效,剪力铰刚度并非越大越好,刚度取值应使浮置板和钢轨的位移波动幅度尽可能小。在钢弹簧总刚度不变的前提下,根据浮置板挠度分布调节钢弹簧刚度对浮置板位移和端部位移差的改善效果不大,但可以有效减少钢轨位移及其波动幅度,且长型浮置板轨道下的减振效果更好。适当扩大钢弹簧间距从而增大弹簧刚度可以改善浮置板轨道的位移响应,但间距过大时浮置板位移会出现剧烈波动。研究可为浮置板轨道的减振设计提供一定参考。

城轨交通下不同扣件参数对钢弹簧浮置板振动响应影响研究

钢弹簧浮置板轨道具有较好的结构稳定性,能够承受地铁列车的运行冲击和乘客的集中载荷,确保地铁站台的安全性和稳定性。文章以常见的地铁B型车及钢弹簧浮置板轨道为例,基于有限元仿真模型与多体动力学仿真模型,根据扣件不同参数工况下,对浮置板的振动响应进行了仿真分析。结果表明:扣件刚度对轨道系统的振动影响非常大,扣件刚度过小会影响轮轨系统的稳定性和安全性。通过增加扣件的阻尼,可以减少振动的幅值和能量,从而降低浮置板轨道的加速度响应,提高系统的稳定性和舒适性。

地铁隧道钢弹簧浮置板轨道减振性能测试与分析

地铁轨道振动对周边环境产生负面影响,为减缓轨道振动影响,某城市地铁建设工程隧道段采用了一种钢弹簧浮置板轨道以削弱其振动影响。为评价其减振效果,在铺设了浮置板轨道段和普通轨道段的隧道测试地铁线车辆在四种工况下引起的隧道壁振动加速度和轨道位移值,论文对浮板轨道及普通轨道在减振特性及减振效果上的差异进行了比较分析。通过实验结果分析得出采用评价模式对城市新建地铁隧道选择轨道形式及减振效果评价具有参考意义。

地铁曲线地段钢弹簧浮置板轨道钢轨波磨成因及控制方法

随着地铁列车行驶速度与行车密度不断提高,越来越多的线路出现了钢轨波磨现象,引起了严重的环境振动噪声问题。为研究曲线地段钢弹簧浮置板轨道钢轨波磨的成因,对某地铁线路钢轨波磨情况以及轨道动力响应进行了现场测试,建立曲线地段轮对-钢弹簧浮置板轨道系统有限元模型,探究轮轨间摩擦系数、扣件刚度以及隔振器垂向刚度对钢轨波磨的抑制作用。结果表明,钢弹簧浮置板曲线地段波磨波长为30~50 mm,列车通过该波磨区间时会引起416~694 Hz的振动;轮轨系统位于曲线地段时的不稳定振动主要发生在内轮与内轨之间,导致内轨产生更为严重的钢轨波磨,412.56 Hz的不稳定振动是引起钢弹簧浮置板地段产生钢轨波磨的重要原因;随着曲线半径减小,钢轨波磨产生的可能性增大,特别是列车通过半径小于600 m的曲线时,轮轨间摩擦自激振动十分容易发生;降低轮轨间摩擦系数、增大扣件刚度与隔振器垂向刚度均可有效降低轮轨系统发生自激振动的趋势,从而抑制钢轨波磨的产生与发展;考虑轨道结构减振的需求以及负阻尼比的增长幅度,应优先选择增大扣件刚度的措施来抑制钢轨波磨的产生与发展。

叠层橡胶-可滑动钢弹簧振震双控装置隔震(振)效果研究

为解决传统水平隔震支座难以实现竖向减振的难题,研发叠层橡胶-可滑动钢弹簧振震双控装置,提出新型振震双控装置的设计原理及装配方法,结合振动台试验与有限元分析验证该装置的隔震性能,并通过数值仿真分析讨论其竖向减振效果。结果表明:由钢弹簧、摩擦滑移支座和叠层橡胶组成的新型振震双控装置,具有水平和竖向刚度低,抗倾覆能力强的优点;地震动作用下,水平向加速度峰值降低达80%;地铁竖向振动作用下,减振双控装置上部结构的加速度响应减小90%,分频最大振级减小19.93 dB。

基于流固耦合的浸水钢弹簧浮置板减振效果分析

为养护维修浸水情况下的浮置板轨道,基于流固耦合理论建立浸水条件下钢弹簧浮置板振动模型,分析浮置板和基础结构间存在积水情况时,车致振动影响下不同浸水深度浮置板轨道的减振效果。结果表明:钢弹簧浮置板的板底积水影响浮置板结构的减振性能;当积水深度小于板侧空间高度的1/2时,隧道壁在其峰值频率63 Hz的振动已经增大5 dB左右;当积水深度达到板侧空间高度全满时,隧道壁加速度级在63 Hz处增大13.4 dB,增加约30.7%;隧道壁在63 Hz和80 Hz的振动级插入损失也分别增大13.36 dB和13.67 dB;浮置板板侧空间有1/2及以上的高度浸水,峰值频率对应的浮置板、隧道壁的垂向振动级较正常情况分别大5d B、10dB以上时,建议及时排水。

市域快线新型钢弹簧浮置板轨道设计与施工

钢弹簧浮置板轨道是城市轨道交通中常用的振动控制措施之一,具有良好的减振性能。针对时速120km/h、大轴重的市域快线工况,本文提出了一种在单块预制浮置板中设置内置式隔振器与端部共享隔振器的组合布置方案,并采用数值模拟方法对该方案下车辆运行的安全性、平稳性以及轨道结构的稳定性和减振效果等动力学指标进行评估,结果表明,本文所提出方案能够满足设计要求。此外,本文简述了新型隔振器组合布置方案的施工步骤及设计施工要点,对类似轨道工程项目具有借鉴意义。

地铁车辆一系钢弹簧断裂研究

针对昆明地铁车辆转向架频发一系钢弹簧断裂问题,对一系钢弹簧断口进行宏观与微观检查,并测量一系钢弹簧硬度,同时开展轮对径跳值测量以及不圆度测试。为进一步发现一系钢弹簧各应力之间关系,在一系钢弹簧上安装振动传感器及应力片,于正线开展振动测试,根据测试数据进行强度校核,结果显示镟修前一系钢弹簧动应力无法满足疲劳强度要求,而镟修后动载荷系数改善明显,一系钢弹簧断裂次数显著下降。基于分析结果,提出严格控制镟修间隔,降低一系钢弹簧动应力水平,延长一系钢弹簧使用寿命。最后,总结地铁车辆偏置式一系钢弹簧断裂的主要原因与改善措施,并建议在设计选型阶段需提高一系钢弹簧疲劳强度与固有振动频率,以减少断裂情况发生。

地铁钢轨表面短波不平顺对钢弹簧浮置板道床减振效果的影响测试研究

随着地铁线路运营时间的延长,部分区段钢轨表面出现不均匀磨耗,形成波长迥异的钢轨不平顺。钢弹簧浮置板道床具有良好的减振效果,被应用于各地铁线路。为研究钢轨表面短波不平顺对钢弹簧浮置板道床减振效果的影响,分别在直线段与曲线段选取钢弹簧浮置板道床测试断面和普通整体道床测试断面进行钢轨表面短波不平顺测试及振动测试。结果表明:直线段钢轨表面状态良好及钢轨表面短波不平顺地段钢弹簧浮置板道床的减振效果分别为24.3 dB及24.4 dB,曲线段钢轨表面状态良好及钢轨表面短波不平顺地段钢弹簧浮置板道床的减振效果分别为20.5 dB及20.3 dB,钢轨表面短波不平顺对钢弹簧浮置板道床的减振效果影响较小。

时速120km地铁钢弹簧浮置板轨道曲线段减振效果测试分析

为掌握高速行车条件下钢弹簧浮置板轨道在曲线段的减振效果,开展时速120km地铁曲线段轨道振动现场测试,研究在不同曲线半径条件下普通轨道与钢弹簧浮置板轨道的振动特性,分析钢弹簧浮置板轨道减振效果变化规律。结果表明:与2000m大曲线半径线路相比,地铁列车通过750m小曲线半径线路时,普通轨道的隧道壁垂向振动最大Z振级平均值增大9.1dB,钢弹簧浮置板轨道的隧道壁垂向振动最大Z振级平均值增大11.71dB;在750m小曲线半径线路条件下,钢弹簧浮置板轨道减振效果为5.69dB;在2000m大曲线半径线路条件下,钢弹簧浮置板轨道减振效果为8.30dB;钢弹簧浮置板轨道在大曲线半径线路条件下减振频率范围更宽、减振效果更好。

贵阳市轨道交通2号线二期钢弹簧浮置板道岔施工技术

城市轨道建设的目的是改善一些大城市日常交通拥堵现象。近年来随着轨道交通的大力发展,越来越多的要求也在逐步提高,尤其是城市轨道交通大部分要穿过一些人口聚集区,比如机场、大型商场、医院、商务办公区等,这就对其运营产生的振动噪声提出更高要求,目前,我国针对不同地段减振方式各有不同,如一般减振、中等减振、高等减振、特殊减振方式。钢弹簧浮置板道床是利用内置式阻尼钢弹簧隔振器将道床顶升至一定高度来达到减振效果。

地铁工程中的钢弹簧浮置板整体道床施工工艺

为提高钢弹簧浮置板整体道床施工质量,为乘客提供安全、舒适的出行服务,结合地铁工程实例,着重研究了钢弹簧浮置板整体道床施工工艺,阐述主要施工工序及具体施工方法,总结钢弹簧浮置板整体道床施工注意事项,以供相关技术人参考参考。

一系钢弹簧断裂原因及对车辆安全性的影响分析

一系钢弹簧作为地铁车辆的减振元件,在减振降噪方面扮演着重要的角色,对车辆舒适性和安全性也起着及其重要的作用。一系钢弹簧在运用过程中会出现一系钢弹簧断裂的故障,针对一系钢弹簧断裂的故障,对断裂的原因进行了分析,通过建立一系钢弹簧故障工况下的车辆系统动力学模型,计算分析了一系钢弹簧断裂后对脱轨系数、轮轨横向力、轮轴横向力、轮重减载率的影响。分析结果表明:列车在直线和曲线上运行时,带受电弓的动车(M车)、带司机室的拖车(Tc车)在超员载荷(AW3)工况下,一系钢弹簧在外簧断裂和内外簧均断裂的状态下脱轨系数、轮轨横向力、轮轴横向力、轮重减载率均满足安全性的要求。