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原文传递高速铁路橡胶浮置板轨道减振研究

论文题名：	高速铁路橡胶浮置板轨道减振研究
关键词：	高速铁路;浮置板轨道;结构参数;振动响应;减振效果
摘要：	随着我国高速铁路和城市轨道交通的迅速发展，振动噪声问题日益突出。当列车经过时，振动经轨道结构传至下部基础，再由下部基础向周围环境传递，引起周围环境的振动，在敏感地区振动还会影响居民工作和生活。城市轨道交通方面，为解决列车引起的环境振动问题，已经设计了浮置板轨道并起到了一定的减振效果。在高速铁路方面，我国也逐渐尝试浮置板轨道的应用，但是，对浮置板在高速铁路应用后的安全性、减振效果等的研究尚不充分。　　本文针对高速铁路铺设橡胶浮置板的适用性问题，通过建立高速列车—浮置板轨道—基础动力学分析模型，从轨道结构参数、振动响应分布特征等方面进行了较为系统的研究，可为高速铁路浮置板减振研究提供借鉴。主要有以下几个方面: 　　1、基于有限元方法，建立了浮置板轨道—基础有限元模型，将钢轨简化为梁单元，扣件简化为弹簧阻尼单元，轨道板、自密实混凝土、橡胶减振垫、底座板和基础采用实体单元模拟。基于多体动力学理论，建立了高速列车模型，并通过车轨耦合方法将列车和浮置板轨道—基础有限元模型耦合。　　2、利用建立的高速列车—浮置板轨道—基础耦合动力分析模型，重点对减振垫铺设型式、减振垫刚度、轨道板厚度、轨道板长度等进行了系统的参数分析。　　根据谐响应和车轨耦合分析结果，从钢轨、轨道板到底座板和下部基础，振动逐步衰减。相较于轨道板长度、厚度，减振垫铺设型式、减振垫刚度的影响程度更大，二者结果具有良好的一致性。对于路基上浮置板轨道，减振垫面积的减小、刚度的降低，使得系统自振频率会逐渐降低，可显著地降低路基的高频振动。同时，也会造成钢轨变形显著增大，加剧轮轨的力作用，可能带来行车安全方面的不利影响。因此，考虑到行车安全性，减振垫刚度不宜过小。　　3、利用所建立的高速列车—浮置板轨道—基础耦合动力分析模型，通过不同位置动力响应的统计分析，对轨道和路基振动的垂向分布特征和水平分布特征进行了研究。　　振动垂向分布特征:浮置板轨道从自密实混凝土到底座板，加速度值急剧减小，普通轨道自密实混凝土和底座板加速度值相差不大。不同位置路基由浅到深，加速度缓慢减小。路基断面分布在轨道位置下方加速度较大，两侧加速度值较小。减振垫以上结构的加速度值离散性较大，减振垫以下结构加速度值较为一致。　　振动水平分布特征:与普通轨道相比，由于铺设减振垫，轨道板的振动整体增大。浮置板减振轨道轨道板加速度最大值不一定扣件位置，也可能出现在板端位置。路基顶面加速度最大值一般出现在底座板两端位置。减振轨道路基顶面加速度分布界限不如普通轨道明显，路基顶面加速度变化较小。
作者：	张琦
专业：	道路与铁道工程
导师：	辛涛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文