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。

基于频域法的地铁钢弹簧浮置板轨道结构减振特性分析

钢弹簧浮置板轨道是地铁中常用的减振轨道结构之一,该种轨道结构利用螺旋钢弹簧把轨道结构与基础分开,使轨道板处于悬浮状态,将轨道板振动隔离。本文建立钢弹簧浮置板轨道板有限元模型与传统地铁无砟轨道有限元模型;在该模型中考虑了隧道以及大地的影响,同时使用粘弹性人工边界条件来模拟大地的无限长特性,在轮轨粗糙度激励下,对比分析了钢弹簧浮置板轨道结构和传统地铁无砟轨道结构的振动特性以及钢弹簧浮置板的减振效果。

浮置板轨道过渡段的动力学设计

针对广州地铁采用的浮置板轨道 ,建立车辆—轨道耦合动力学模型 ,并据此对浮置板轨道与单趾弹簧扣件无碴轨道间设置或不设置过渡段两种情况进行了动力学分析。计算结果表明 ,由于单趾弹簧扣件轨道和浮置板轨道轨下基础的刚度相差较大 ,两者之间应该设置过渡段 ,轨道过渡段可通过改变浮置板下橡胶支座的数量及支座刚度来实现。

市域高架铁路不同轨道结构的特征频率及弹性不平顺对比研究

针对双块式无砟普通道床、橡胶垫减振道床和钢弹簧浮置板道床等3种城市高架轨道结构,建立了3层叠合梁轨道结构模型,并引入Hertz线性接触实现了列车轮对和轨道结构的动力耦合,分析了3种轨道结构的特征频率,并特别提供了3种轨道结构的弹性高低不平顺谱。结果表明:橡胶垫减振道床和钢弹簧浮置板道床能有效滤去高于轨道板与板下弹性层(橡胶垫或钢弹簧)共振频率的振动分量;虽然钢弹簧浮置板道床的隔振效果最优,但其弹性不平顺幅值最高,约为其余2种道床的3.5倍。

轨道型式对地铁与建筑物共建结构振动响应的影响

以上海某地铁站与建筑物共建工程为例,现场实测由于地铁运行引起的车站站厅层、上部结构各楼层的动力响应,建立道床—共建结构—地基二维动力有限元模型。通过对比分析计算和实测的共建结构竖向振动加速度的时域谱和1/3倍频程振级谱,探讨普通轨道、科隆蛋高弹扣件轨道和钢弹簧浮置板轨道在引起共建结构振动响应方面的差异。研究结果表明:采用科隆蛋高弹扣件轨道时,共建结构同一位置的加速度峰值约是普通轨道的1/2,而固有频率为6 Hz的钢弹簧浮置板轨道的加速度峰值仅为普通轨道的1/10左右,但钢弹簧浮置板轨道引起的振动周期和持时相对较长;科隆蛋高弹扣件轨道与钢弹簧浮置板轨道均有明显的减振效果,所不同的是前者对25 Hz以下、后者对25 Hz以上频段的竖向振动有较好减振效果;钢弹簧浮置板固有频率的变化对该共建结构振动响应的影响很小。

地铁不同轨道类型振动传递规律对比研究

研究目的:为克服现场试验对轨道结构振动传递规律评估时存在的误差较大、传感器测点的有限性等问题,并全面研究地铁轨道的动力响应及振动传递规律,采用有限元软件建立普通轨道、中等减振扣件轨道、梯形轨枕轨道、钢弹簧浮置板轨道4种不同轨道-隧道系统,模拟落轴冲击试验,进行不同轨道类型振动传递规律对比研究。研究结论:(1)普通轨道和中等减振扣件轨道的道床竖向振动加速度最大值明显小于梯形轨枕轨道和钢弹簧浮置板轨道,对于隧道壁的竖向振动加速度最大值,普通轨道、中等减振扣件轨道、梯形轨枕轨道以及钢弹簧浮置板轨道依次降低;(2)钢轨至道床的竖向振动加速度最大值以及动应力最大值传递率均为中等减振扣件轨道最小,普通轨道次之,梯形轨枕轨道和钢弹簧浮置板轨道最大;(3)道床至隧道壁的竖向振动加速度最大值以及动应力最大值传递率均为中等减振扣件轨道最大,梯形轨枕轨道和钢弹簧浮置板轨道明显小于普通轨道和中等减振扣件轨道;(4)本研究成果对地铁轨道设计、选型以及轨道结构优化具有借鉴意义。

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 。

轨道减振措施及研究现状

为了削减轨道交通的振动影响,轨道减振措施不断发展。轨道交通众多减振措施具有不同的减振性能,主要包括钢轨减振、扣件减振、轨下基础减振等,在国内外已有大量应用。国内外学者分析研究了各减振措施的减振性能、参数影响及减振措施间的相互组合,有助于轨道减振结构的优化,提高轨道减振效果,改善轨道沿线环境。

长沙地铁2号线一期工程轨道减振设计后评估

长沙地铁2号线一期工程沿线存在多处振动敏感区域,环评要求高,轨道系统采取了轨道减振器扣件、Vanguard先锋扣件、橡胶隔振垫减振轨道、钢弹簧浮置板轨道等减振措施。为科学评价不同减振措施或产品的减振性能,在2号线一期工程试运行期间,对减振轨道铺设的地段开展了综合测试。测试结果表明：相较较高频率的振动分量,4Hz以下的振动分量较难准确测量,建议分析减振效果时考虑频率范围4~200Hz;直/曲线对轨道结构振动响应影响显著,减振轨道铺设于直线地段和曲线地段时的减振效果略有差异;轨道减振器扣件可适用于振动预测超标量小于等于3dB的地段;Vangaurd扣件可适用于振动预测超标量为6~8dB的地段;橡胶隔振垫减振轨道可适用于振动预测超标量大于等于8dB的地段;对于振动预测超标量大于等于8dB的地段,特殊减振措施可选用钢弹簧浮置板轨道。

地铁常用减振轨道振动特性及减振效果对比研究

对中等减振扣件轨道、梯形轨枕轨道、钢弹簧浮置板轨道、普通整体道床轨道进行环境振动现场实测,对比分析地铁列车通过时不同轨道的钢轨、道床、隧道壁振动加速度(垂向、横向)及钢轨动态变形(垂向、横向).结果表明:4种类型轨道的钢轨振动加速度相差不大;中等减振扣件轨道的道床振动加速度小于普通整体道床轨道,另外2种减振轨道明显大于普通整体道床轨道;钢弹簧浮置板轨道的隧道壁振动加速度明显小于其他轨道;钢弹簧浮置板轨道减振效果最好;中等减振扣件轨道的钢轨动态变形明显大于其他轨道.

高架轨道-桥梁耦合系统振动特性分析

分别建立了钢弹簧浮置板轨道-桥梁耦合系统、弹性扣件轨道-桥梁耦合系统的有限元模型,分析比较了该2种轨道-桥梁耦合系统在不同桥梁支座下的振动特性。结果表明,桥梁弹性支座降低了系统的刚度,从而使系统的固有频率低于刚性支座下的固有频率;钢弹簧浮置板轨道-桥梁耦合系统的固有频率随着轨道板下弹簧刚度的增大而增大;扣件刚度的改变对于弹性扣件轨道-桥梁耦合系统的振动特性几乎没有影响;钢弹簧浮置板轨道-桥梁耦合系统以及弹性扣件轨道-桥梁耦合系统的固有频率均低于桥梁自身的固有频率。

轨道结构减振降噪技术综述

随着铁路和城市轨道交通的迅猛发展,其带来的振动和噪声问题不容忽视。分析了轨道振动和噪声的来源与控制方法,并从轨道结构出发,对目前国内外常用的减振降噪技术做了综合论述,并提出对减振要求不同的地段应选择不同类型的轨道结构,为轨道减振降噪设计提供参考。

地铁减振措施过渡段减振性能的测试与分析

为了研究城市轨道交通环境振动领域中过渡段频率特性、实际减振效果和振动特性等问题,通过对北京多种减振措施过渡段进行测试,以DT-Ⅵ2型扣件与钢弹簧浮置板道床过渡段测试分析为例,同时使用其他减振措施过渡段进行验证,发现过渡段会影响不同减振措施交界处两侧100m内的减振效果。测试结果表明:过渡段交界处两侧不同减振措施的振动能量会发生变化,频率分布也会发生变化;在过渡段交界处两侧100m内的减振效果呈线性变化趋势。经过大量测试分析结果统计,提出过渡段减振效果预测公式,并进行验证。