详情

原文传递地铁扣件振动传递特性研究

论文题名：	地铁扣件振动传递特性研究
关键词：	地铁工程;减振扣件;钢轨振动;传递特征
摘要：	为避免地铁运营产生的振动和噪声对其运营沿线的敏感地段产生影响，多种形式的减振措施被广泛应用于地铁线路中，而减振扣件是目前地铁轨道较为普遍的中等减振措施。但采取该措施之后，一些地段出现钢轨振动与噪声增大、波磨等问题。从现场调研情况来看，地铁某些地段的钢轨波磨与扣件类型的选用情况密切相关，故本文从扣件自身构造的角度出发，通过理论计算和现场试验两种方式对钢轨振动与扣件自身振动特性之间的关系进行分析，主要研究内容和结论包括: 　　(1)建立地铁常用的Ⅲ型减振器扣件、GJ-Ⅲ型减振扣件、DTVI2型扣件和单趾弹条扣件有限元模型，对四种扣件进行振动传递特性分析。分析表明，Ⅲ型减振器扣件和GJ-Ⅲ型减振扣件的固有频率分别为126Hz和242Hz，均处于钢轨波磨发生的敏感频率范围内。　　(2)基于以上模型对四种扣件轨道结构进行振动传递特性研究。研究表明，减振扣件轨道仅在某些频段内具有隔振效果，通过观察减振扣件轨道的振型可以发现，在一些频率下，钢轨和扣件铁垫板之间会发生不同程度的反共振，导致该频率下轨下刚度远大于其静刚度，进而导致减振扣件轨道失去减振效果甚至会加剧钢轨的振动。　　(3)建立四种扣件轨道结构的车辆-轨道耦合动力学模型，对其进行行车动力特性分析，分析表明扣件阻尼、行车速度、钢轨不平顺以及扣件的模拟方式均会对轨道结构的行车动力特性造成影响;同时发现，将扣件简化为弹簧无法反应出扣件自身的振动特性，因此在有关扣件振动特性的分析中，将扣件简化为弹簧是不合理的。　　(4)分别对四种扣件轨道结构进行锤击试验，通过试验可以发现，Ⅲ型减振器扣件的固有频率为126Hz，与理论计算结果吻合;减振扣件轨道的减振效果与激振频率密切相关;在频率为119～732Hz(261～706Hz)时，Ⅲ型减振器扣件(GJ-Ⅲ型减振扣件)轨道结构扣件的垂向振动高于钢轨，钢轨与扣件之间发生不同程度的反共振，进而影响减振扣件的减振效果，与理论计算结果相符。　　(5)通过GJ-Ⅲ型减振扣件和单趾弹条扣件轨道的列车运行振动测试分析可知，两种扣件轨道钢轨垂向振动加速度相近，而GJ-Ⅲ型减振扣件的振动加速度明显高于普通的单趾弹条扣件，在激振频率为0-1000Hz时，GJ-Ⅲ型减振扣件轨道钢轨和扣件的振动加速度均高于单趾弹条扣件，而两种轨道铺设于同一条线路中，线路条件相同，因此可以说明此线路中铺设的GJ-Ⅲ型减振扣件没有起到预期的减振效果。
作者：	刘雪锋
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：	2015
正文语种：	中文