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地铁9号道岔钢弹簧浮置板轨道设计及动力特性研究
| 论文题名： | 地铁9号道岔钢弹簧浮置板轨道设计及动力特性研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;道岔设计;钢弹簧浮置板;轨道结构;动力特性 |
| 摘要： | 近年来城市轨道交通大量建设使得道岔区难以绕避振动敏感点，很多的道岔区需采用钢弹簧浮置板轨道结构。鉴于已投入使用的道岔钢弹簧浮置板轨道较少，且岔区轨道结构复杂，因此有必要对道岔钢弹簧浮置板轨道结构的设计及刚度均匀性进行研究。本文以北京地铁某线路9号道岔钢弹簧浮置板轨道结构设计为背景，在总结国内外研究现状的基础上，建立了道岔钢弹簧浮置板轨道三维有限元模型和车辆-道岔-浮置板轨道耦合动力模型，从静力、振动传递特性和行车动力特性三个角度对道岔钢弹簧浮置板轨道结构进行了研究。 首先，从静力角度分析道岔钢弹簧浮置板轨道结构的设计。采用移动静荷载作用在道岔直、侧向，计算道岔浮置板轨道的位移和弯矩包络图，以此确定最不利荷载位置，进而分析不利荷载作用下道岔浮置板的纵横向应力和位移。结果表明:由板前端至末端板宽度越大道岔浮置板沿横向受力越不均匀;由于转辙机凹槽处板厚度较薄、辙叉下钢弹簧布置较密集，为道岔浮置板的薄弱位置;增大叉心至道岔板末端基本轨下钢弹簧的刚度可以减小道岔板的刚度不均;虽然道岔浮置板沿纵横向受力有些不均匀，但均在规范允许范围内。 其次，从振动传递特性角度分析道岔浮置板的振动特性，以研究道岔直侧向的刚度均匀性。通过在道岔直曲股不同位置激励，比较沿道岔横向和纵向钢轨和浮置极不同位置不同频率下的振动特性，对比钢弹簧浮置板道岔与普通道岔的振动特性，结果表明:所研究道岔浮置板纵、横向不同位置的振动特性差异不大;基本轨及下部板的振动响应大于里轨及下部板;转辙机凹槽处的振动幅值较大，而辙叉处的振动较小。 最后，分析在列车动力直向通过道岔时，道岔浮置板轨道结构不同部位的动力特性和列车系统的动力特性。结果表明，由道岔板前端至末端道岔浮置板的动力响应差别不大;转辙机预留凹槽处和辙叉处存在刚度不均匀，轨道系统和列车的动力响应较大;辙叉至板末端由于板宽度较大基本轨和里轨及下部板的动力特性稍有差异，存在一定的板下刚度不均匀引起的动力不平顺。 本文结合工程实际对地铁道岔钢弹簧浮置板轨道结构在列车荷载作用下的静力及动力特性进行了研究，其分析方法和相关结论可为城市轨道交通岔区钢弹簧浮置板轨道结构的设计和应用提供一定的理论参考。 |
| 作者： | 韩朝霞 |
| 专业： | 城市轨道工程 |
| 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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