橡胶支承浮置板式轨道结构动力计算分析

城市轨道交通引起的振动问题日益受到广泛关注。采用浮置板式轨道结构是目前轨道交通中减振效果最好的措施。利用通用软件ANSYS进行车辆轨道橡胶支承浮置板系统的耦合动力学计算 ,分析浮置板轨道结构动力学性能、车辆动力学性能。

浮置板式轨道结构隔振效果分析

介绍了浮置板式轨道结构的发展现状,采用Ansys有限元计算软件,并应用车辆-浮置板式轨道结构耦合动力学原理对其隔振效果进行了重点讨论。

轨道交通橡胶浮置板式轨道结构动力设计参数研究

利用车辆多刚体动力学与浮置板轨道段组合单元的车轨系统竖向振动分析模型，研究车辆移动荷载作用下浮置板厚度、轨下扣件刚度、橡胶支座刚度对轨道结构竖向振动的影响。在此基础上，提出浮置板厚度、轨下扣件刚度、橡胶支座刚度的合理取值范围。研究结果表明：随着浮置板的厚度增加，浮置板的位移和加速度呈下降趋势，橡胶支座反力则增大，但对钢轨的影响不大，浮置板厚度应取为0．3—0．5m较合适；轨下扣件刚度对钢轨和轮轨竖向作用力影响较大．对浮置板影响很小，轨下扣件刚度应取较小值，以40MN／m为宜；橡胶支座刚度对浮置板和钢轨的动力学响应及橡胶支座反力和轮轨竖向作用力都有很大影响，橡胶支座刚度应优选20MN／m左右较合理。

扣件失效对城市轨道交通列车-浮置板式轨道系统竖向振动响应的影响

利用基于横向有限条与无砟轨道板段单元的车轨系统竖向振动分析方法,研究1对和多对扣件失效时城市轨道交通列车-浮置板式轨道系统的竖向振动响应。研究结果表明,当列车通过扣件失效的轨道时,轮轨相互作用增大,其中钢轨竖向位移及加速度增长最明显,且随着失效扣件数目增加,动力响应增长越明显;即使毗邻轨道的扣件工作状态良好,也受到失效扣件的影响,钢轨竖向位移及加速度增长显著;扣件失效会加速轨道结构破坏,甚至危及行车安全。

浮置板式轨道结构的发展

介绍了浮置板式轨道结构的发展状况,对浮置板式轨道结构的种类、减振效果及其施工和维护等问题作了重点阐述。

瑞士巴塞尔轻轨铁路浮置板式轨道

瑞士巴塞尔市的Steinenberg是该市轻轨铁路网中最繁忙的区段之一，其轻轨列车的行车间隔大约只有1～2min。一段时间以来，由于钢轨出现磨损和裂纹，在Steinenberg以及Theaterstrasse（剧场大街）的线路上的轨道必须全部更换。与此同时，市政委员会决定在这2条街道的T字形路口处铺设浮置板式轨道系统以降低噪声和振动，多年来，噪声和振动一直困扰着邻近的Statcasino音乐厅。

浅析浮置板式轨道结构的特点

城市轨道交通带来的环境振动问题已经成为社会重视的主要问题,轨道结构振动是地铁振动的主要原因。在减振型轨道结构中,浮置板式轨道已经成为其最重要的一种结构形式。对车辆-轨道-浮置板动力学理论与模型与浮置板式轨道结构特点进行了分析与探究,以期为轨道交通事业的发展提供强保障。

橡胶浮置板式轨道结构竖向振动分析模型

应用轨道段组合单元,建立了能反映橡胶浮置板式轨道结构竖向振动特性的动力分析模型。在模型中,钢轨模拟为连续弹性支承的Euler梁;浮置板视为弹性薄板,用有限元法中的纵横向有限条带单元进行离散;钢轨扣件及橡胶支座模拟为线性弹簧和阻尼。基于弹性系统动力学总势能不变值原理和形成系统矩阵的＂对号入座＂法则,建立了地铁列车-橡胶浮置板式轨道竖向振动方程,并对车辆和轨道结构的动力特性进行了数值分析。计算结果表明：地铁列车通过广州地铁二号线橡胶浮置板式轨道时,轮重减载率最大值为0.597,车体竖向振动加速度最大值为0.846 m.s^-2,浮置板式轨道系统的隔振效率为20%~27%,因此,车辆-轨道结构竖向振动分析模型能够准确描述地铁车辆和橡胶浮置板式轨道结构间的动力特性。

钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道减振性能分析

为满足160 km/h地铁设计对轨道减振性能的要求,提出了钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道结构设计方案,并研究了钢轨支承形式及轨下连续支承参数对轨道结构减振性能的影响。结果表明:钢轨支承形式(离散支承、连续支承)对钢轨和轮对振动加速度影响较小;随着轨下连续支承刚度和阻尼的降低,轮轨力和轮对加速度主频向低频移动,同时轮对及浮置板在63 Hz以上的振动减轻,但会加剧钢轨在250 Hz以上的振动;实际设计中对减振性能要求较高的地段可选用钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道,并适当降低轨下连续支承刚度和阻尼来提升轨道结构的减振性能。研究成果可为160 km/h市域地铁快线中钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道的选用和轨下连续支承参数的设计提供参考。

浮置板轨道工程施工管理与控制

浮置板式轨道结构是一种降低城市轨道传振和传声的最为有效的方法,在轨道交通特殊隔振地段逐步得到推广运用。文章结合深圳地铁5号线轨道工程交通钢弹簧浮置板质量控制工作经验,对浮置板施工作进行了介绍并谈了质量控制的体会。

城市轨道交通减振降噪型轨道结构的选择

城市轨道交通噪声主要由轮轨噪声、动力设备噪声、结构振动噪声组成。降低轮轨噪声 ,是城市轨道交通降噪的关键之一。不同的轨道结构 ,具有不同的减振降噪能力。减振降噪型轨道结构分三类 :弹性扣件、弹性支承块和浮置板。根据这三类减振降噪型轨道结构 ,提出对降噪要求不同的地区 。

不同无砟轨道类型对车辆动力学特性影响的数值分析

利用车辆-轨道耦合动力学理论,建立了不同类型无砟轨道垂向耦合动力学模型,分别计算了整体式无砟轨道、板式无砟轨道以及浮置板式无砟轨道在列车运行下的振动响应,分析比较系统振动响应受无砟轨道道床类型、车速、不平顺波深、扣件刚度和板下弹簧刚度的影响。结果表明,系统振动响应均随车速的提高而增大;车速、不平顺波深、扣件刚度和板下弹簧刚度对整体道床式无砟轨道系统振动响应影响最大,板式无砟轨道次之,对浮置板式无砟轨道系统振动响应影响最小;相对而言,浮置板式无砟轨道动力特性最好,其次为板式无砟轨道,整体式无砟轨道的动力特性最差。