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桥上梯形轨枕轨道改进前后及参数对系统振动特性影响研究
| 论文题名： | 桥上梯形轨枕轨道改进前后及参数对系统振动特性影响研究 |
| 关键词： | 梯形轨枕;振动特性;动力响应;垂向加速度 |
| 摘要： | 目前在建的城市轨道交通轨道结构多采用了不同类型的减振措施，其中梯形轨道结构是采用较多的减振措施之一。但是，在线路开通运营后，部分使用梯形轨道结构的线路不同程度地出现了振动噪声加剧及钢轨异常波磨现象，为此相关设计院及生产厂家对梯形轨枕进行了改进，为了对改进效果进行分析，本文对改进前、后的桥上梯形轨枕轨道的振动传递特性和行车动力性能进行了研究，并在此基础上进一步探究了相关参数对梯形轨枕轨道系统的振动特性的影响。主要研究内容和结论如下: (1)在ANSYS环境下建立了桥上梯形轨枕轨道的振动传递特性分析模型，分析了改进前、后两种情况梯形轨枕轨道的垂向振动传递特性。研究表明:与改进前相比，改进后的梯形轨枕轨道对钢轨在波磨相关频率处的振动影响不大，但对轨枕在此频率处的振动有一定减小作用，同时，也能控制桥梁在200Hz以后的振动。同时，从振型上看，改进前的轨枕在波磨相关频率处出现了较大的“M”或“W”型的振型，而改进后的轨枕在此频率处出现了扭转振型。 (2)在ANSYS/LS-DYNA环境下建立了梯形轨枕轨道的行车动力响应分析模型，计算了改进前、后桥上梯形轨枕轨道的行车动力特性。研究表明:钢轨、轨枕、桥梁的加速度最大值依次减小，振动在垂向传播路径上得到了衰减，改进前梯形轨枕轨道的最大振动加速度级依次衰减了18dB、34dB，而改进后梯形轨枕轨道的最大振动加速度级依次衰减了25dB、38dB;添加不平顺谱样本进行计算后，发现梯形轨道系统各部位的加速度比来加不平顺情况要大很多，但振动的衰减量接近，其中，改进前梯形轨枕轨道的最大振动加速度级依次衰减了18dB、33dB，而改进后梯形轨枕轨道的最大振动加速度级依次衰减了22dB、37dB。 (3)研究了枕下支承参数（枕下垫层支承间距、垫层刚度和阻尼、梯形轨枕端部支承方式、扣件阻尼）以及梯形轨枕尺寸（断面宽度和轨枕长度）对梯形轨道结构振动特性的影响，尤其对引起钢轨波磨的轨枕第二阶振动特性的影响进行了分析。研究表明，枕下垫层支承间距、垫层刚度对控制钢轨、轨枕在波磨相关频率处振动几乎无作用，但布置端部垫层、增大垫层阻尼、加大断面宽度能较好控制钢轨、轨枕在波磨相关频率处振动，同时需要注意的是，加密垫层和增大垫层阻尼虽然能够减小钢轨、轨枕在某些频率处的振动，但桥梁的振动反而会增大。增大扣件阻尼虽然能够减小钢轨在波磨相关频率处振动，但是轨枕和桥梁的低频振动反而增大。另外，不同的轨枕长度对波磨相关频率处钢轨和轨枕的振动的影响有所不同。 |
| 作者： | 丁波 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 谷爱军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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