9号道岔区铺设减振垫浮置板的行车安全性及舒适性研究

地铁道岔区在基本轨、尖轨处以及道岔钢轨接头处存在大量钢轨不连续地段,轮轨相互作用强烈,轨道系统振动明显,减振垫浮置板轨道作为一种高等减振措施已应用于地铁线路道岔区。为探究减振垫浮置板应用于9号道岔的适用性,并作为减振地段与普通无砟轨道的过渡段的可行性,以某地铁高架9号道岔为研究对象,建立桥上道岔三维有限元模型,仿真分析地铁B型车在120 km/h直向过岔和30 km/h侧向过岔的情况下,列车的行车安全性、舒适性以及轨下结构形变。对比在9号单开道岔区域设置的2种刚度过渡方式的优劣及其减振效果,较为系统地论证了在9号道岔区域铺设减振垫浮置板的可行性。研究结果表明:1)列车通过铺设减振垫浮置板的9号道岔区域时,浮置板位移极值出现在转辙区域和心轨区域,最大位移出现在尖轨位置,可增大尖轨处单板橡胶垫支承刚度,以保证轨道结构变形均匀;2)列车逆向侧向通过设置过渡段的减振垫浮置板道岔区时,2级过渡方式的车体最大垂向加速度、最大横向加速度、最大脱轨系数、最大轮重减载率、轨道刚度变化率以及减振效果等指标均优于1级过渡方式;3)在道岔区铺设减振垫浮置板,列车直向和侧向通过时的行车安全性和舒适性均能满足相关评价指标,且2级过渡方式更优。研究结果可为后续道岔区减振设计研究提供一定的理论参考。

道岔区敷设橡胶弹簧浮置板轨道的动力仿真分析

道岔区剧烈的轮轨冲击引起的振动超标问题十分突出。由于良好的弹性和阻尼特性,橡胶弹簧能够有效地起到隔振作用,且与钢弹簧相比造价更低,因此在道岔区敷设橡胶弹簧浮置板轨道为解决振动超标问题提供了有效途径。为探明道岔区敷设橡胶弹簧浮置板轨道的可行性,基于车辆-轨道耦合动力学理论和有限元分析理论,建立车辆-道岔-浮置板刚柔耦合模型和环境振动计算模型。与既有研究相比,不仅分析了地铁列车直/侧逆向通过9号道岔时的安全性指标、平稳性指标和轨道结构形位变化指标,而且计算了在9号道岔区敷设橡胶弹簧浮置板轨道的减振效果。经检算,可得出以下结论:当地铁列车直/侧逆向通过敷设橡胶弹簧浮置板的9号道岔区时,轮轨垂、横向力和脱轨系数的最大值分别为166,30 kN和0.4,均在相关技术标准允许的范围内,能够确保列车的安全运营;列车直/侧逆向通过道岔时的车体垂、横向加速度和Sperling指标计算结果最大值分别为0.14,0.64 m/s^(2)和2.58 m/s^(2),满足列车平稳运行要求,在9号道岔区敷设橡胶弹簧浮置板对列车乘坐的舒适性影响不大;列车直/逆向通过道岔时的钢轨位移最大值为3.78 mm,未超过相关技术标准要求;在9号道岔区敷设橡胶弹簧浮置板减振效果达到18 dB,能够满足高减振需求。以上成果可为在道岔区敷设橡胶弹簧浮置板的相关工程及研究提供理论指导。

轮轨激励对橡胶垫浮置板轨道减振效果的影响

以某一组临近的普通整体道床和橡胶垫浮置板轨道为研究对象,对比测试振源加速度,同步调研上线运营列车的净运营里程,并开展车轮不圆顺测试,分析不同轮轨不平顺状态下橡胶垫浮置板轨道的减振效果。结果表明:在评价减振轨道的振动控制能力时,除了针对插入损失(或对比损失)开展客观评价外,也需要分析随着轮轨动态激励的增强是否会导致减振轨道段振动响应超过振动限值的问题;测试线路列车车轮呈现明显的7—9阶多边形磨耗特征,且随着轮轨激励的增强,Z振级相对插入损失的评价结果逐渐增大;橡胶垫浮置板轨道分频减振能力的评价结果与不同频段的激振原理直接相关,轨道扣件系统的自振频率(63 Hz)处轮轨动态激励的增加导致普通轨道的隧道壁振动响应增幅更大,该中心频率处的对比损失随着净运营里程的增加而变大。

城市地铁橡胶弹簧浮置板轨道动力特性研究

为研究城市地铁橡胶弹簧浮置板轨道结构的动力特性,建立橡胶弹簧浮置板轨道结构的三维有限元分析模型,对轨道系统进行了谐响应分析,探究了系统的振动传递情况;进一步结合车轨耦合理论,建立车辆-橡胶弹簧浮置板轨道耦合动力学模型,研究了橡胶弹簧浮置板轨道的动力特性.研究表明:相比于普通道床,橡胶弹簧浮置板道床在减缓振动方面表现出显著的优势,能有效降低由车辆运行所引起的振动,增强地铁轨道的运行稳定性,延长轨道结构的使用寿命,从而为提高城市地铁的整体性能和运营效率提供有力支持.

盾构隧道内减振道床评价隧道壁测点位置研究

隧道内减振道床的在线测试现行方法不区分隧道的结构形式,且未考虑盾构隧道纵缝在振动传播过程中的影响。针对该问题,结合现场测试和数值模拟,分析盾构隧道纵缝在振动传播过程中的影响。结果表明:振动波在单一管片会随着离振源距离的增加而产生一定程度的衰减;盾构隧道纵缝对振动波有明显的削弱作用,振动波经过纵缝后振动加速度时程最大幅值可下降50%以上;无论哪种拼装角度,在同一振源激励下,盾构隧道被纵缝影响的一侧和未被纵缝影响一侧的振动加速度幅值和频率分布均存在显著差异;即使都位于未被纵缝影响的一侧,不同错缝拼装角度也会造成该侧测点动力响应幅值的不同。因此,在盾构隧道内进行振动测试时,应考虑纵缝位置及管片拼装角度的影响。

地铁工程减振垫浮置板无砟道床施工技术研究

随着当今社会经济的发展,人们对在市区内安全且高效的出行方式需求逐渐增大,为缓解城市交通压力,满足人们日常出行,各大城市在地铁建设方面加大了建设力度。为更好打造舒适环保型地铁,广大设计人员在减振降噪方面做出较大努力,将地铁对居民生活影响降到最低。结合青岛地铁4号线减振垫整体道床施工,从施工工法流程方面着手,采用轨排架轨法施工,是目前应用较广泛,减振等级高的减振道床之一,总结一套行之有效的工艺流程,解决关键控制技术,是广大建设人员共同的目标。

地铁车站复杂工况可更换减振垫浮置板道床施工技术研究

随着我国经济实力和科学技术水平的不断提高,城市轨道交通已成为市民主要的出行交通工具,在品质提升方面,地铁运行带来的振动和噪音干扰较为突出。本文以成都地铁17号线二期轨道工程框架式可更换减振垫浮置板道床施工为依托,深入阐述车站特殊工况减振垫浮置板道床施工工艺和机械化配套施工措施,各工序间形成流水作业,可减轻作业人员的劳动强度,提高施工功效等,满足降低噪声、提高乘坐舒适度及全寿命周期维保运营阶段的可操作性,在高等减振道床形式中技术经济综合效益最佳,对同类工程具有重要的指导意义。

400 km/h高速铁路小半径曲线地段橡胶浮置板轨道参数优化研究

为了研究400 km/h高速铁路列车经过小半径曲线地段时的动力响应特性,建立小半径曲线地段CRH380B车辆-轨道动力学模型,结合列车实测数据验证模型的准确性,随后模拟列车以400 km/h速度通过7000 m半径曲线路段的动力响应。结果表明:(1)相较于非减振轨道地段,当橡胶浮置板轨道的减振垫铺设刚度为0.019 N/mm^(3)、0.033 N/mm^(3)、0.042 N/mm^(3)、0.1 N/mm^(3)时,轨道减振效果分别为13.4 dB、13.4 dB、12.5 dB、8.6 dB;(2)道床板厚度、减振垫刚度的建议取值分别为300 mm、0.03 N/mm^(3)。研究成果可为400 km/h高速铁路橡胶浮置板轨道结构设计提供理论依据。

地铁橡胶浮置板小半径曲线段钢轨波磨及振动测试分析

为研究小半径曲线段地铁不同轨道结构对钢轨波浪形磨耗(以下简称“钢轨波磨”)的产生与发展的影响,分析了列车通过橡胶浮置板轨道引起的振动特性问题。选取某地铁区段进行波磨测试,其中包括普通整体道床直线段、普通整体轨道曲线段和橡胶浮置板曲线段。此外,以橡胶浮置板区段某一代表断面为例,测试其隧道内的振动情况。研究结果表明:钢轨波磨主要出现在小半径曲线段的内侧钢轨,而其外侧钢轨波磨的产生和发展与轨道结构有着密切的关系;橡胶浮置板轨道的外侧钢轨更容易产生钢轨波磨问题;内侧钢轨先产生波磨,并在继续使用的过程中向外侧钢轨传递;波磨在整体刚度较小的橡胶浮置板轨道内发展速度更快;曲线段外侧钢轨的不平顺等级在所有波长范围内均有明显增大。

基于隔振垫超弹性本构模型的橡胶浮置板轨道动力仿真

以地铁橡胶浮置板轨道为研究对象,基于隔振垫超弹性本构建立地铁车辆-橡胶浮置板轨道-隧道耦合动力分析模型,计算橡胶浮置板轨道的动力响应及减振效果。结果表明:隔振垫超弹性本构模型计算的轨道结构及隧道壁动力响应均更接近实测数据;不同隔振垫刚度工况下,超弹性本构模型计算得到的轨道结构位移均小于线弹性本构模型,钢轨和轨道板位移峰值分别相差10%和40%左右;超弹性本构模型计算得到的轨道板加速度峰值较小而基底加速度峰值较大,且随隔振垫刚度增加,2种模型计算的轨道板振动差异减小、基底振动差异显著增大,常用隔振垫静刚度范围(0.019~0.100 N·mm^(-3))内超弹性本构模型与线弹性本构模型计算的基底加速度峰值之比最大为2.46,而采用线弹性本构模型将低估橡胶浮置板轨道基底振动;超弹性本构模型计算得到的轨道板振动及基底高频振动较小,而基底低频振动较大,传递损失小,而采用线弹性本构模型将高估地铁振动特征频段(50~80 Hz)的减振作用,放大轨道固有频率附近(16~31.5 Hz)振动。

面支撑橡胶混凝土浮置板轨道动力特性的细观分析

面支撑浮置板轨道是浮置板轨道体系中的一种,它具有较好的隔振性能,属于中高等级轨道减振措施。目前,在城市轨道交通工程中具有较多的应用。橡胶混凝土是一种环保型材料,能够很好地解决废弃轮胎带来的环境污染问题,同时,其具有优秀的动力性能。鉴于此,提出将面支撑浮置板轨道与橡胶混凝土结合,即用橡胶混凝土浇筑面支撑浮置板。为了能从宏观与细观2个尺度对面支撑浮置板轨道进行动力分析,采用几何本征骨料混凝土细观建模方法对面支撑橡胶混凝土浮置板轨道进行构建。通过宏观尺度与细观尺度的分析,结果表明:相较于普通混凝土面支撑浮置板轨道,橡胶混凝土面支撑浮置板轨道具有更好的减振效果。随着橡胶含量的增大,橡胶混凝土面支撑浮置板轨道的隔振与耗能作用得到进一步提高。橡胶相较于骨料,振动衰减更快,橡胶颗粒的高阻尼发挥了主要作用。应力主要通过骨料和砂浆进行传递,骨料发挥核心作用,橡胶受力很小,且随着橡胶含量的增加,骨料与砂浆间的力分配比例发生改变,砂浆分配的力得以提高。

城际铁路橡胶浮置板轨道动力特性理论试验研究

城际铁路沿线振动敏感区段多、减振要求较高,橡胶浮置板轨道以其良好的减振性能得到了广泛应用。为研究橡胶浮置板轨道结构动力学特性及其影响因素,建立车辆-橡胶浮置板轨道动力学模型,并开展室内落轴冲击试验,分别从理论与试验角度对橡胶浮置板轨道动力特性进行研究。主要结论如下:(1)橡胶浮置板轨道能够保证城际铁路平顺性要求,轨道结构位移、振动加速度等指标均满足标准要求;(2)城际铁路轨道振动基频在64 Hz附近,橡胶垫刚度越小,振动控制效果越好,刚度建议取0.019~0.042 N/mm^(3);(3)底座振动随车速呈线性增大,设计速度的提高对1~8 Hz及80 Hz以上振动有明显放大作用;(4)通过落轴试验证明,橡胶浮置板轨道在32~100 Hz频段内具有良好减振效果,可减小底座振动8 dB。

城市轨道交通盾构隧道内3种典型减振轨道性能比较

隔离式减振垫浮置板道床、梯形轨枕道床及橡胶弹簧浮置板道床是城市轨道交通项目常用的3种减振道床,为全面对比其性能差异,依托国内某城市轨道交通项目,选取相同的车型、盾构隧道、供电制式,以及基本相同的车速、线路平面曲线、线路纵向坡度条件,从道床方案、模态、共振情况、安全性、减振效果等方面进行对比研究,并对道床施工工艺及施工注意事项进行总结。研究表明,地铁B型车以90~100 km/h速度通过内径5900 mm盾构3种类型减振轨道时,均不会引起共振;行车安全性指标均满足规范要求;隔离式减振垫浮置板道床和梯形轨枕道床均满足>8 dB的减振要求,橡胶弹簧浮置板道床满足>12 dB的减振要求。

预制板结构在机动车坡道中的设计与应用

近年来,预制装配式结构广泛应用于民用建筑结构设计中。然而,目前预制结构主要应用在预制梁、预制楼板及预制柱上,在地下室机动坡道中的应用研究非常少。因此,在对国内外预制装配式资料分析基础上结合国内工程应用特点,通过计算分析保证工程的安全性,总结了预制混凝土板在地下室机动车道中应用的关键技术,并以已实施工程为例,给出了预制混凝土板在机动车道中的设计参考。

两侧半铺减振垫浮置板轨道设计及振动特性研究

为了改善减振垫浮置板轨道的减振效果,基于定性理论分析,通过优化设计,提出了新型的两侧半铺减振垫浮置板轨道,并制作足尺模型,采用落锤激振方法对其振动特性进行了测试及分析。结果表明:适当减小减振垫铺设面积可以提高浮置板轨道的减振性能,降低隔振频率,优化后其固有频率从31.9 Hz降至26.6 Hz;采用不同落锤进行激振试验得到的振动响应均与现场实测结果有一定差异,其中自动落锤的响应频带与实测结果相对接近,可以在一定程度上模拟实际工况下轨道结构的振动;在实际工况中振动响应最大的100 Hz频率处,相比于非减振轨道,两侧半铺减振垫浮置板轨道在底座板处的振动插入损失约为8 dB,减振效果显著。

基于能量法的橡胶浮置板轨道结构弹性波分析

针对城市轨道交通日益严重的环境振动问题,以橡胶浮置板这一城市轨道交通中常用隔振措施为研究对象,从弹性波的角度研究并提升其低频调控的性能。采用平面波级数模拟钢轨的周期性边界条件,用能量法计算了满铺式、条铺式和点铺式橡胶浮置板轨道结构的能量泛函,扫描波数变分得到橡胶浮置板的带隙特性,采用有限元法验证了提出方法的准确性。结果表明:满铺式第一阶带隙截止频率最大;条铺式与点铺式具有更低的截止频率和更宽的通带带宽,且第一阶带隙截止频率随着橡胶垫刚度的增大而提高;浮置板动力吸振器对弹性波的精准调控,为橡胶浮置板轨道低频振动控制的应用提供新的思路和方法。

大型博物馆浮筑楼板减振技术应用

浮筑楼板系统主要包括弹簧减震系统、隔振垫系统等,具有良好的减震、隔声效果,在工程中应用越来越普遍。依据首都博物馆东馆工程,针对邻近地铁区域博物馆文物库房浮筑楼板作法进行研究,形成了一套集高分子垫块减振、高密度隔声棉填充、复合隔声垫隔声工艺的浮筑楼板设计体系,保证了首都博物馆馆库区地面施工质量,达到了减振隔声的效果。

板下减振垫对橡胶浮置板轨道减振性能的影响

为提升橡胶浮置板轨道的减振性能,在满铺型橡胶浮置板轨道的基础上,探讨条铺型橡胶浮置板轨道和点铺型橡胶浮置板轨道。在地下实验室,测试3种橡胶浮置板轨道的竖向振动加速度。利用Matlab编程软件,对测试得到的数据进行频域处理,得到浮置板到隧道壁的加速度级传递损失和隧道壁的加速度级插入损失。研究结果表明:条铺和点铺使得橡胶浮置板轨道的传递损失增大;条铺和点铺使得橡胶浮置板轨道的减振工作频率降低。

新型橡胶减振垫浮置板的应用研究

针对北京市及其他城市在轨道交通中开始应用的新型橡胶减振垫浮置板,从变形及稳定性、频率及减振性能、分段长度及关键技术要求等技术参数方面进行研究和探讨,并提出设计要点及针对技术风险点的应对措施,为该技术的推广应用提供参考。

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。