组合式道床系统减振特性分析及参数调查

为研究组合式道床系统的减振特性并进一步优化组合式道床系统的减振效果,建立车辆-组合式道床系统耦合动力学模型,通过组合式道床系统变形情况线路测试验证模型正确性,并对道床垫和扣件刚度进行参数调查,给出组合式道床系统优化思路。研究结果表明:降低道床垫刚度能增加组合式道床系统在20~200 Hz频段内的隔振效果,但会增大中低频频段的钢轨振动,由于钢轨振动总值主要由中心频率为630 Hz的高频振动决定,故降低道床垫刚度对钢轨振动总值基本没有影响;降低扣件刚度能增加组合式道床系统在50~200 Hz频段内的隔振效果,但会增大0~2500 Hz全频段内的钢轨振动,因此降低扣件刚度会增大钢轨振动总值;道床垫刚度对组合式道床系统隔振性能的影响大于扣件刚度;组合式道床减振性能优化应遵循以下思路:在符合《浮置板轨道技术规范》钢轨和轨道板变形限制的基础上,首先降低道床垫刚度,再获得扣件刚度最低取值范围;提出道床垫刚度在0.010~0.168 N/mm3范围内,扣件刚度在9~160 kN/mm范围内,组合道床系统在不同道床垫和扣件组合刚度下,钢轨和混凝土基础处的减振量计算公式;给出不同道床垫刚度下,扣件刚度的建议取值范围,为组合式道床系统后续优化和运用提供参考。

车速对曲线段组合式道床系统振动特性影响分析

为研究地铁车速对曲线段组合式道床系统振动特性的影响,对比分析地铁列车平均车速为20 km/h、40km/h和60 km/h工况下,曲线段组合式道床系统时域和频域的现场测试结果,分析结果表明:行车速度对曲线段组合式道床系统轨道结构垂向位移影响不大;低轨侧的轨道结构时域振动幅值均大于高轨侧;车速由20 km/h增至60 km/h时,曲线段组合式道床系统低轨侧钢轨、轨道板和隧道壁的垂向振动加速度幅值分别提升14.7 dB、7.6 dB和8.6 dB,高轨侧幅值分别提升12.2 dB、8 d B和8.4 d B;车速的提高主要增大了轨道结构63 Hz以下和250 Hz以上频段的振动,对80~200 Hz频段的振动影响不大;谐振盖板阻尼谐振器能降低组合道床在20~40 Hz频率范围内的垂向振动;车速为60 km/h时,组合式道床系统结构在1 Hz~25 Hz频段的振动显著增加,具体原因有待进一步研究。

组合式减振道床系统车辆动力学性能分析

为研究列车在组合式道床系统行驶时的车辆动力学性能,对组合道床系统振动特性进行现场测试,结合测试结果建立车辆-组合式道床系统耦合动力学模型,分析不同速度、扣件刚度和道床垫刚度下地铁列车的车辆安全性指标和平稳性指标。结果表明:列车在空载和满载情况下,以车速80 km/h在组合式道床系统上行驶时,其车辆安全性和平稳性指标均满足相关标准要求;在可能的取值范围内,车速对车辆动力学指标的影响最大,远高于扣件刚度和道床垫刚度的影响;脱轨系数和轮轨横向力受各参数的影响最大,轮轨垂向力最小,车辆垂向和横向Sperling指标受车速影响很大,基本不受扣件和道床垫刚度影响;适当降低组合式道床系统的扣件刚度和道床垫刚度能在增加组合式道床系统减振量的同时,提升车辆的动力学性能。