车站减振CRTSⅢ型板式无砟轨道动力特性试验研究

为研究京雄城际铁路雄安站减振CRTSⅢ型板式无砟轨道的减振特性,进行了橡胶材料试验、落轴试验及现场行车试验。从轨道理论减振性能、轨道内部振动分布规律及传递机理、车站现场振动响应等多维度,依据橡胶硬度、加速度时频特性、振动插入损失及候车厅振级等指标,研究了减振无砟轨道的作用机理及振动控制效果。结果表明:减振CRTSⅢ型板式轨道采用的橡胶减振垫在室温下平均硬度为48.5,理论上可实现对35.65 Hz以上振动的控制;落轴引起的振动在减振无砟轨道结构中自上至下传递时高频分量衰减迅速,随着与落轴点距离的增大,轨道振动先减小后增大;相比普通无砟轨道,减振无砟轨道的底座板振动插入损失接近10 dB;采用减振CRTSⅢ型板式轨道,能有效控制列车过站时引起的车站振动。

落轴冲击下椭圆形支承块式轨道振动特性研究

为得到某新型支承块式轨道结构的振动特性,运用模型试验,研究了该新型支承块式轨道结构在落轴冲击作用下钢轨、支承块、道床及地面的振动特性,并进行了时域特性及频域特性分析。研究结果表明,钢轨的振动加速度远远大于支承块、道床及地面的振动加速度;振动由钢轨传递到地面的过程中,道床的振动加速度要比支承块及地面处的振动加速度大;线性计权下,钢轨、支承块、道床及地面的振动加速度级取值范围分别为115~160d B、98~126d B、100~123d B及95~121d B,钢轨、道床及地面的振动加速度级大体上随频率增大而增大;Z计权下,道床振动加速度级在3.15~80Hz范围内处于波动状态,地面振动加速度级在3.15~31.5Hz范围内大体上随频率增大而增大,在31.5~80Hz范围内随频率增大而减小。

轮轨垂向冲击力地面测试方法适用性研究

轮轨垂向冲击荷载会使轨道结构产生较大的振动、噪声、应力,严重影响行车安全及车轮、轨道使用寿命,是铁路运输领域的一项重要研究课题。现场对轮轨冲击力的测量多使用准静态的测试方法,但其测试准确性有待验证,外加测试方法不统一,难以对轮轨冲击理论分析结果提供有效的现场数据支持。运用LS-Dyna软件建立轨道结构落轴冲击模型,对轨道冲击行为进行仿真计算,比较不同地面测试方法得到的轮轨冲击力“当量值”,并结合室内实尺试验测试结果对仿真进行验证。仿真分析及试验结果表明:仿真结果与试验结果具有较好的一致性,利用动力学软件对轮轨冲击接触行为仿真准确性较高。剪应力法与轨腰压缩法可以识别轮轨高频冲击力,但适用范围及测量准确性略有不同。剪应力法属“范围测量”适用于现场测量,如果设置得当可以测得车轮行驶在跨中最大约12 cm范围内轮轨垂向冲击力,但测得的高频冲击力略低于实际值。轨腰压缩属“定点测量”,适合测量实验室内单点冲击轮轨接触力,测得的高频冲击力与实际值较符合。

冲击荷载作用下CRTSⅢ型板式轨道-路基系统动力特性研究

应用ABAQUS有限元软件建立CRTSⅢ型板式轨道-路基动力分析模型,计算了在落轴冲击荷载作用下CRTSⅢ型板式轨道-路基系统的动力响应,并将仿真计算结果与试验结果进行了对比,验证了模型的可靠性.在此基础上,研究了扣件刚度、路基基床弹性模量、自密实混凝土弹性模量以及长期服役状态下混凝土弹性模量的降低对轨道-路基系统动力特性的影响规律.结果表明:扣件刚度对各部件振动加速度影响较大,路基基床弹性模量对其影响较小;轨道结构在服役过程中混凝土弹性模量的降低会引起轨道板加速度有较大的增幅,应引起重视.