温州市域铁路S1线减振扣件减振性能试验研究

温州市域铁路S1线是我国市域铁路先行先试的示范工程,为了给新建市域铁路减振设计提供技术参考,在S1线开展了减振扣件减振性能试验研究。主要研究结论:S1线减振扣件的减振效果实测结果为5~6 dB,其有效减振的起始频率位于35~42 Hz;减振扣件地段梁面分频振级较普通轨道地段最大减小18~21 dB,对应频率为63 Hz;建议加强减振扣件地段低频振动诱因(如轨面长波不平顺)的核查和管理,减小低频振动向外传播对线路两侧建筑物的影响;行车速度、线路直曲线要素对梁面VL_(zmax)及轨道减振措施的减振效果有着显著影响。

基于落锤激励的某新型减振扣件减振性能分析

采用落锤激励,对某新型减振扣件进行现场测试,从传递率、传递损失率、传递损失及Z振级等四个方面对其减振性能进行分析。结果表明,在4~200 Hz范围内,传递率基本都在2.5%以下;传递损失率基本都在97.5%以上;传递损失基本都在32 dB以上;道床垂向振动加速度经过计算后,其Z振级为86.15 dB;跟普通减振扣件相比,新型扣件的综合减振性能有了明显地提高。试验表明,落锤激励法操作方便,行之有效,是测试扣件减振性能的优良方法。

地铁扣件减振性能分析

地铁运营中会产生一定的振动和噪声,因此在地铁线路中会应用减振扣件来作为中等减振措施。建立了地铁常用扣件的钢轨-扣件-轨枕有限元模型,进行了振动传递特性分析,研究扣件自身的振动特性与轨道系统减振性能之间的关系。

地铁小半径曲线段双非减振扣件系统横向力传递特性分析

为了探究地铁小半径曲线段上部锁紧式双层非线性减振扣件系统在服役时横向力的传递特性,通过室内试验测得荷载-位移曲线,根据实际尺寸建立减振扣件系统精细化有限元模型,在与试验对比验证的基础上,分析其内部的横向力传递过程及各个部件的受力情况,并由此开展相关因素对减振扣件系统横向力传递的影响规律。研究结果表明:上部锁紧式双层非线性减振扣件系统在横向荷载的作用下,横向力的内部传递过程较为复杂,表现出明显的非线性特征;同时施加垂向和横向荷载时,减振扣件系统的整个横向传力过程分为工作边轨距块静摩擦力被克服、非工作边轨距块静摩擦力被克服、非工作边侧轨下垫板压缩变形、非工作边轨距块横向支承、轨下垫板静摩擦力增幅减缓5个阶段;钢轨轨底和轨距块之间的摩擦因数、扣压力是影响轨距块由最大静摩擦力变为动摩擦力所需要外荷载大小的关键因素,摩擦因数越大,所需要的外荷载越大;而钢轨轨底与轨下垫板之间的摩擦因数对减振系统的横向力传递行为影响较小,这是因为钢轨轨底与轨下垫板之间一直都是静摩擦力,削弱了因摩擦因数的变化对整个横向力传递过程的影响。该研究旨在为今后减振扣件系统的横向刚度设计优化及轮轨动力学仿真计算提供实验依据和理论指导。

城市轨道交通高架线减振扣件设计及现场应用

我国一些城市轨道交通高架线中采用的下锁式双层非线性减振扣件在运营一段时间后会出现钢轨空吊和轨距难以保持等情况,影响列车运行安全。设计一种既能保证列车运营安全,又能适应高架线不同的钢轨纵向阻力要求,且能够达到中等减振效果的减振扣件成为需要研究的一个重要问题。针对城轨高架线设计了一种减振扣件,根据现场使用条件确定扣件的主要技术参数;关键零部件弹性铁垫板采用橡胶硫化技术将带轨底坡的铁垫板和钢套硫化成一体,此结构可实现垂向低刚度并能提供一定的横向刚度,结合有限元分析软件校核铁垫板和硫化橡胶的强度;减振扣件在室内进行钢轨纵向阻力、组装疲劳性能和绝缘性能等一系列扣件组装性能试验,试验结果表明,减振扣件各项性能指标均满足设计要求。在宁波地铁1号线高架段进行试铺和实车测试,现场应用结果表明:试铺的减振扣件服役状态良好,能够满足列车运营和日常养护维修要求;减振扣件各项轨道结构动力学性能指标均满足规范要求,梁面Z振级最大值的插入损失为8.3 dB,梁面分频振级均方根差值为9.8 dB,梁面分频最大振级为72.1 dB,达到中等减振效果。

城轨交通新型道岔减振扣件的设计开发

随着城市轨道交通的快速发展及社会对环境噪声治理水平的提高,轨道交通线路减振降噪技术已逐步成熟。但对于道岔地段,由于岔区轨道结构的特殊性和复杂性,道岔减振治理效果及运营稳定性一直是各大城市的难点问题。通过对现有道岔减振措施的现状调研分析,分别从岔区行车的安全性、稳定性、易维护、低成本等方面综合考虑,设计开发了一种新型道岔减振扣件。新型道岔减振扣件经在线应用验证,安全性能满足线路行车要求,较普通道岔扣件可提高5 dB以上的减振效果,具有巨大的市场推广价值。

城市轨道交通直列式有挡肩减振扣件结构设计

针对直列式有挡肩减振扣件结构设计进行研究,该扣件零部件竖向采用嵌套式连接,组装高度与普通扣件相当,二者可便利互换;横向采用直列式结构同时增设横向挡肩,提升横向刚度及轨距保持能力;合理设置垂向刚度,提升扣件减振性能。采用有限元法对扣件力学性能进行分析,并通过系列扣件组装试验对扣件刚度、稳定性和减振性能等进行检验。结果表明:该扣件结构安全可靠,与普通扣件互换便利,可有效改进及提升城市轨道交通中等减振地段轨道减振降噪水平,节约运维成本,具有广阔的应用前景及推广价值。

地铁扣件刚度对车致轨道-隧道振动影响分析

为揭示减振扣件动力性能参数对轨道-隧道振动特性的影响规律,对减振扣件轨道与一般非减振轨道的动力响应进行现场实测,对比分析两种类型轨道的钢轨、道床与隧道壁的振动特性,同时建立车辆-轨道耦合动力学仿真模型与轨道-隧道-大地有限元模型,进行不同扣件刚度下钢轨加速度导纳、轨道振动衰减率与隧道动力响应的影响分析。对比线上实测结果发现,减振扣件轨道中钢轨、道床与隧道壁的振动均明显减弱;减小扣件刚度对车体的振动响应无显著影响,钢轨的位移与加速度会随之增大;减小扣件刚度会增强钢轨的低频振动,但会减弱钢轨的高频振动;沿钢轨纵向1~50Hz频段的振动耗散更为迅速,500~1000Hz频段的振动更容易沿着钢轨纵向传播;减振扣件对50~200Hz频段隧道动力响应有明显影响,能有效降低隧道壁测点处振动响应6~8dB。

更换减振扣件前后地铁运营引起地面振动的研究

选择北京地铁5号线宋家庄—刘家窑区段,在更换减振扣件前后2次测试地铁正常运营引起的地面水平及垂向振动加速度,对其进行频谱分析;建立轨道—隧道—土层的三维有限元模型,利用实测数据,研究垂直于地铁线路方向不同距离的振动加速度响应规律。结果表明:地铁线路位于曲线段时,地面水平与垂向振动加速度峰值和有效值基本相等;在安装DTⅥ2扣件的轨道地段,地铁列车运营引起的地面主要振动频率为40～80 Hz,在安装Vanguard扣件的轨道地段为20～40 Hz,说明Vanguard扣件有较突出的减振效果;随着距地铁隧道中心线距离的增加,地面振动加速度响应表现出衰减的趋势,在离开隧道轴线一定距离处,存在地面振动加速度放大区,水平和垂向振动加速度放大区的位置有所不同。

地铁剪切型减振扣件地段钢轨波磨成因与治理措施

针对采用剪切型减振扣件的地铁线路上出现的固定波长的钢轨波磨现象,通过现场测试与室内试验相结合的方法,对其产生的原因及治理措施进行研究.结果表明：这种钢轨波磨现象的产生与该轨道结构形式下钢轨的垂向动力响应特性密切相关;采用剪切型减振扣件地段的钢轨动力响应曲线在180～230和250～320Hz范围内出现共振敏感点,与60km· h^-1车速引起的激振频率相吻合,从而引发了相应固定波长的钢轨波磨现象;为抑制钢轨波磨的发展,选用静刚度和减振性能相近、上铁板直接作用在橡胶垫板上的压缩型减振扣件替换剪切型减振扣件,使轨道结构的动力特性改变,从而大幅降低了在180～210Hz频率范围内轮轨的相互作用;经过近1年的观测,30～100mm波长范围内的移动波深峰—峰平均值最大减少约为20 μm.

减振扣件对地铁隧道-地表振动特性影响分析

研究目的:不同减振扣件对地铁隧道-地表环境振动的减振效果特性有所差异,列车运行引起的隧道和地表的振动在时域和频域上有较大区别,目前对减振扣件减振效果评价多采用不同断面进行对比分析,但其结果会受到隧道断面周围结构的影响。基于此,本文通过对普通扣件和减振扣件下列车运行引起的隧道结构及地表振动进行现场实测分析,并建立车辆-轨道-隧道-大地耦合动力分析数值模型,研究减振扣件对隧道结构-地表的减振效果。研究结论:(1)减振扣件能有效控制道床和隧道壁上的振动响应,当采用减振扣件后,道床上峰值变小且峰值出现频段向低频偏移,隧道壁上减振扣件在卓越频率范围内出现振动放大现象;(2)地面测点的振动加速度峰值和Z振级随距离振源的位置增加呈现出减小的趋势,但是在15~30 m范围内出现增大的现象,说明在该区域范围内出现振动放大的现象,但放大区间有所不同,应根据具体工程选择合适的扣件;(3)地面同一测点振动加速度峰值和Z振级呈现出W形的变化趋势,因此在进行地面振动控制时应充分考虑控制点所处位置,根据具体情况采用合理的控制措施;(4)本研究成果可为轨道交通中隧道和地表振动控制措施选择提供理论依据。

库内线不同减振扣件刚度组合对双层车辆段上盖建筑振动噪声影响研究

城市地铁列车在半下沉式车辆段内库内线运行时会引起振动噪声并传递至车辆段上盖建筑,因此,在控制建造成本的前提下如何实现更优的减振降噪效果是建设车辆段上盖建筑时需要考虑的关键问题。基于结构和声学有限元方法,建立车辆−轨道−盖板−建筑物耦合模型并进行振动噪声数值仿真计算,采用3种减振扣件组合进行振动噪声对比分析。研究结果表明:车辆段上层采用中等减振扣件、下层采用高等减振扣件的组合能达到更好的减振降噪效果,Z振级的插入损失为2.05~4.5 dB,等效A声级的插入损失为2.33~3.29 dB。采用减振扣件组合后,扣件刚度降低,振动加速度级的峰值频率由40 Hz降低至25 Hz左右,A计权声压级的峰值频率不变,在50 Hz左右。地铁列车运行引起的上盖建筑客厅和卧室的Z振级与等效A声级之间相关系数分别为0.822和0.599,客厅和卧室的振动加速度级和等效声压级之间相关系数分别为0.832和0.831,说明地铁列车运行引起的上盖高层建筑振动与二次结构噪声之间有一定相关性。在评价实际工程的室内二次结构噪声水平的时候,应根据室内声压分布情况选取合适的控制点进行评价。以墙角为圆心、半径1~1.5 m的1/4圆范围内的测点较能反映室内最大二次结构噪声水平,室内中心测点的二次结构噪声最小。研究成果可为半下沉式车辆段库内线上盖建筑的振动噪声控制提供参考。

温州市域铁路减振扣件设计研发

减振扣件是市域铁路轨道系统的重要组成部件,以温州市域铁路S1线为依托,对市域铁路减振扣件开展设计研究。针对市域铁路的中等减振需求,从扣件结构的安装接口、运营条件、减振效果、防腐能力等方面进行设计研究,提出一种镶嵌式双层减振结构的减振扣件设计方案。该扣件无锁扣,安装简便易于维修;中间弹性垫板无预紧,可以充分发挥其减振性能。基于减振扣件设计的方案,建立有限元模型,对橡胶垫板及扣件节点刚度取值进行计算分析,确定扣件节点刚度为18 kN/mm;建立车辆轨道耦合动力学模型,验证了该减振扣件满足车辆运行安全性的要求。通过室内静压试验和300万次疲劳试验,确定该减振扣件的结构强度、材料性能、疲劳性能满足设计和使用要求。通过现场测试发现,列车通过该减振扣件地段时,钢轨垂、横向位移均满足设计要求。通过现场减振效果测试和室内减振效果试验,减振效果达到4.8 dB,满足中等减振需求,从而确定该减振扣件适用于市域铁路中等减振轨道。

QY-2型减振扣件对列车运行平稳性影响的测试与分析

高弹性减振扣件的安装,增加了轨道的弹性,有效降低了振动噪声的传递,同时必然会影响到列车的运行。为了考察QY-2型减振扣件对运营列车平稳性的影响,分别对南京地铁机场线的B型列车经过QY-2型减振扣件和ZX-2型普通扣件轨道结构时的车体振动加速度进行现场测试,分析轨道扣件对列车平稳性的影响,结果表明采用QY-2型减振扣件可有效保证列车的平稳运行,列车在垂向和横向的平稳性指标都达到优。

轨道交通减振扣件对列车稳定性影响对比测试

为研究GH-1轨道交通新型减振扣件对列车稳定性的影响,进行轨道行车稳定性试验,测试列车通过不同轨道减振扣件区时转向架及车厢的横向和垂向振动加速度,与现行国际规范及国家标准规定的列车运行安全性和平稳性指标进行对比,并比较分析列车在不同扣件区的振动加速度响应。结果表明,列车通过GH-1新型轨道减振扣件区时,列车安全性和平稳性能够满足标准规定的限值,且车体的横向和垂向振动响应以及转向架的横向振动响应相对于列车通过国内常用的DT系列某型号扣件区时更小,列车稳定性更好。该结果对GH-1轨道交通新型减振扣件的使用安全具有参考价值。

减振扣件对隧道-地表振动影响实测分析

为研究减振扣件对地铁隧道-地表环境振动的减振效果,对普通扣件和减振扣件下列车运行引起的隧道结构和地表振动响应进行现场实测分析,针对减振扣件和普通扣件得到以下结论:(1)减振扣件能明显降低钢轨的水平向振动,采用浮轨扣件后会使得钢轨的垂向振动明显增大;(2)减振扣件能明显控制隧道内结构的振动。对于隧道内振动控制效果,浮轨扣件效果更好。当采用减振扣件后,会出现道床和轨枕处的固有频率向低频偏移的现象,且会造成低频放大;(3)对于地面测点,由于低频振动在土层中的衰减较弱,会导致对与地面测点,双层非线性扣件加速度有效值和加速度峰值小于浮轨扣件。两种扣件均满足规范限定要求,在2 Hz^50 Hz频段范围内双层非线性扣件的加速度级小于浮轨扣件,双层非线性扣件的固有频率出现在63 Hz,浮轨扣件的固有频率出现在20 Hz说明两种扣件对于地面控制频段范围存在差异。

不同减振扣件落锤激励下的减振性能对比研究

为研究不同减振扣件的减振性能,运用模型试验落锤激励法,测试了铁路上原有的减振扣件(B型扣件)及一种新研发的减振扣件(A型扣件)的减振性能,并从传递率、传递损失及Z振级3个方面进行了减振性能对比分析。结果表明:在4~200Hz范围内,两种扣件各减振指标随频率变化趋势基本相同;两种扣件都具有良好的减振性能,尤其在低频段4~80Hz范围内,但在125Hz附近频率段的减振效果较差,需进一步改进提升;与铁路上原有的减振扣件(B型扣件)相比,新研发的减振扣件(A型扣件)的综合减振性能有了明显提升。

地铁用新型中等减振扣件系统动力学仿真分析及减振性能测试

为降低地铁运行时产生的振动对周边环境敏感点的影响,提高减振扣件实用性及性价比,结合目前市场上中等减振扣件的应用现状,研发一种地铁用新型减振扣件。对该扣件结构进行分析,并进行不同刚度值条件下扣件动力学性能仿真,得到扣件刚度值与减振效果间的关系。并以新型减振扣件为测试对象,对扣件系统进行落锤试验,测试其减振性能并进行试验结果分析。仿真分析和测试结果对新型减振扣件系统的推广应用具有重要意义。

轨道减振器扣件与弹性套靴整体道床减振对比试验

介绍轨道减振器扣件和弹性套靴整体道床两种减振方法;通过减振对比试验,对测试结果进行分析。

城市轨道交通9号道岔减振扣件设计与研究

针对城市轨道交通正线道岔区的中等减振需求,从扣件结构组装方式、锚固螺栓形式、胶垫材质、调高方式以及岔区刚度均匀化实现方式等方面进行研究,提出一种预埋铁座式的道岔减振扣件设计方案,并对扣件进行有限元分析和室内试验。该扣件橡胶胶垫采用耐油橡胶,整体结构采用可拆卸式设计,相比传统双层非线性减振扣件取消下层铁垫板,其具有更小的扣件安装高度和更高的横向稳定性。通过调整铁垫板下橡胶垫上的开孔方式以及表面钉柱排布形式,获得岔区各扣件节点的不同刚度,从而实现道岔区整体刚度均匀化。扣件组装疲劳试验、预埋铁座抗拔力试验及有限元分析结果表明,扣件铁垫板及其连接件等主要部件强度满足设计要求;落锤冲击对比试验结果显示,采用该扣件方案相比普通分开式扣件地面垂向振动Z振级VLz减少8.48 dB,该减振扣件满足城市轨道交通道岔区中等减振的使用要求。