原文传递
城市轨道交通钢弹簧浮置板轨道过渡段设置方法研究
| 论文题名： | 城市轨道交通钢弹簧浮置板轨道过渡段设置方法研究 |
| 关键词： | 城市轨道;钢弹簧式浮置板;道床过渡段;动力特性;有限元建模 |
| 摘要： | 现代社会城市规模不断扩大，由此带来的交通拥堵问题日渐突出。地铁与轻轨交通以其运量大、运行准时、乘坐方便舒适等优势成为缓解现代城市交通压力，解决大城市交通堵塞的主要途径。但是，地铁车辆在运行过程中伴有噪声大振动强等一系列动力问题，为此德国科学家提出了浮置板轨道这种轨道形式来解决此种问题，并迅速在国际获得推广。本文就以城市轨道交通中一种适用于特殊减振地段的钢弹簧式浮置板轨道结构为研究对象，主要目的是通过分析研究其与普通整体道床过渡段处的设置方法，为实际中过渡段的处理提出合理建议。 作为研究地铁车辆-普通整体轨道与浮置板式轨道过渡段动力特性的基础，首先要对有砟轨道上车辆-轨道耦合系统垂向振动的动力特征有深入的了解，为此，本文首先详细地介绍了车辆-轨道耦合系统的有限元建模方法和模态建模方法并分别利用这两种方法编写了MATLAB仿真模拟程序，基于此程序，第三章对以上两种动力建模方法进行了对比并验证了程序的正确性，得出主要结论： 对于车体加速度和车体位移，这两种方法具有很明显的一致性。对于钢轨位移两者结果一致，在讨论钢轨加速度时，结果有差距却相差较小。通过模态法求解的各部件动态响应的振动范围较之有限元法更加广泛，精确度基本相当。最重要的一点是模态法极大地减少了车辆-轨道耦合振动方程的自由度数，并提高了运算速度。模态法和有限元法在求解过程中难易程度基本相当。 根据以上内容，本文建立了地铁车辆-浮置板轨道过渡段垂向振动有限元模型，其中，车辆模型采用地铁B型车，浮置板过渡段模型包括普通整体道床模型、过渡段模型和钢弹簧式浮置板轨道模型，模型中，钢轨用Euler梁模型简化，浮置板轨道看作是支承在弹簧阻尼系统之上的自由梁，同时浮置板下选用A型(6.6MN/m)钢弹簧。因为地铁列车运行速度较慢所以轨道动态不平顺激励采用美国五级谱。在阅读了大量文献的基础上，提出多种过渡方案，并通过MATLAB模拟仿真找出优异的过度手段。最终结果如下： (1)采用弹性支承块式轨道过渡可以有效地解决由基础刚度不平顺带来的动力学问题，其中长轨枕式弹性支承块略优于短枕式弹性支承块。 (2)当轨枕间距取0.6m时，各部件动力响应都处于良好状态。设计值与实际值一致。 (3)建议过渡段处浮置板下钢弹簧刚度取值范围为2/3Ks~8Ks，以起到良好的过渡效果。 (4)“分级过渡”中分别以7Ks,4Ks,Ks来设置三块浮置板下钢弹簧刚度是最好的过渡方法，横向加密钢弹簧的过渡手段以及“函数“过渡方法可以取得较好的效果。 |
| 作者： | 米洋 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 刘永孝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
