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。

盐-冻融弱化因子胁迫下橡胶粉改性水泥压浆材料试验研究

选用典型橡胶水泥类脱空修补材料,分别控制龄期(1、3 d)和橡胶粉掺量为0%、5%、10%、15%、20%。以实验数据统计分析为基础,归纳总结在盐-冻融环境下不同龄期、不同掺量的修补材料下动弹性模量、抗压强度、抗折强度和体积膨胀率的弱化趋势。试验结果表明,掺入橡胶粉后,压浆材料各项力学指标具有显著提升,提升效果由优到劣依次为动弹性模量、抗压强度、抗折强度。对于城市主干路而言,应优先选择提高橡胶粉掺量,以确保注浆完成后,路面结构具有较高承载能力。对于交通量较小的城市次干路及以下道路,应优先考虑增加养生时间。在工程实践中,应将橡胶粉掺量控制在12%,以获得最大的工程效果。压浆材料体积膨胀率均控制在3%以内。这表明橡胶水泥类压浆材料在冻融循环作用下,不仅体积膨胀率较好,而且稳定性较高。

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.

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。

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。

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。

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。

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。

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。

橡胶粉水泥混凝土路面板与温度应力分析研究

通过对不同长度的普通水泥混凝土路面板与橡胶粉水泥混凝土路面板板中中点和板边缘中点受到的温度胀缩应力、温度翘曲应力计算和分析,得到橡胶粉水泥混凝土路面板按6m长度分缝与目前我国普通水泥混凝土路面板按4.5m长度分缝受到的温度胀缩应力、温度翘曲应力大致相等,有效的证明了橡胶粉水泥混凝土路面可以减少接缝的设置,提高混凝土路面的使用品质和耐久性等性能。经过经济性分析,在相同条件下铺筑橡胶粉水泥混凝土路面的造价略低于普通水泥混凝土路面,这为橡胶粉水泥混凝土在道路路面上的推广应用奠定了基础。

废橡胶颗粒改性水泥基材料的塑性开裂和抗冲击性能

采用平板试验(包括分形维数分析)研究了橡胶砂浆的塑性收缩开裂性能,同时,采用ACI-544推荐的落锤法,研究了橡胶混凝土的抗冲击性能。结果表明,用橡胶颗粒等体积取代25%的砂,能有效抑制裂缝的产生和扩展,显著提高砂浆抵抗塑性收缩开裂的能力。此外,橡胶颗粒等体积取代25%的砂后,虽然混凝土抗压强度较素混凝土下降了34%,但其抗冲击次数却提高了6.2倍。复合掺加橡胶颗粒和1kg/m3的高弹性模量PVA纤维后,混凝土抗冲击次数是素混凝土的8.3倍,为单掺橡胶混凝土的1.3倍。

深圳地铁11号线橡胶弹簧浮置板轨道动力仿真及测试

深圳地铁11号线是国内首次采用橡胶弹簧浮置板轨道的地铁线路。为确保该种浮置板结构的安全性、检验其减振效果,有必要针对其动力学特性进行全面的仿真和测试。首先,通过模态分析、谐响应分析考察其固有频率、振动传递特性;然后建立车辆-轨道耦合动力学模型,对其减振效果、动态位移进行仿真模拟;最后通过实车测试,全面检测其减振效果、动态位移,以及轮轨力、脱轨系数、轮重减载率等各项动力学指标。相关理论分析及实测结果表明:橡胶弹簧浮置板固有频率为10. 5 Hz,可明显削弱频率在18 Hz以上的振动,其减振效果达13～15 d B,满足设计要求;轮轨垂向力、轮轨横向力均略小于同等条件下的普通整体道床;脱轨系数、轮重减载率均满足规范要求。以上理论研究和实践表明:橡胶弹簧浮置板结构安全、减振效果好,各项动力学指标优良,是一种较为理想的轨道减振设施。

橡胶粉砂浆作为板底脱空灌浆材料的试验研究

选择橡胶粉砂浆作为灌浆材料来治理水泥混凝土路面板底脱空,研究橡胶粉砂浆的干缩和抗冻性,并确定其的最优配合比。采用正交设计安排配合比试验,设定砂灰比（S/C）、橡胶粉掺量（RP/C）和橡胶粉的目数（MESH）为因素,以灌浆材料拌合物流动度、分层度、12 h抗压强度和14 d水中干缩率为试验指标,选择正交表L4（2~3）进行试验研究。结果表明,橡胶粉砂浆作为灌浆材料在干缩和抗冻性方面性能优越,橡胶砂浆灌浆材料最优配合比为,水泥∶砂∶橡胶粉∶早强减水剂∶膨胀剂∶水=1∶0.28∶0.015（60目）∶0.01∶0.12∶0.45。

浮置板橡胶减振支座疲劳老化特性试验研究

通过试验手段对疲劳荷载这一影响橡胶支座时效特性的最主要因素加以研究。与一般的疲劳试验不同,所述的时效特性试验并非校验试验,而是在疲劳试验进程中,定期采集橡胶支座的载荷-变形数据,进而得到橡胶支座的等效动刚度及等效阻尼比等重要参数与试验持续时间的变化关系。如果将加速疲劳试验时间折算到正常工况下的工作年份,便可以得到橡胶支座的物理力学特性与工作年份的变化关系。

橡胶板现状与发展

概述了橡胶板的分类及使用概况。介绍了工业胶板、衬里胶板、防水胶片、日用及劳保胶板、功能性胶板(导电胶板、印刷胶板、橡胶微孔隔板、抗震橡胶垫板、橡胶石棉板、橡胶软木板)的生产使用现状。最后分析了橡胶板制品的未来发展前景。