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减振型CRTS Ⅲ板式无砟轨道振动性能研究
| 论文题名： | 减振型CRTS Ⅲ板式无砟轨道振动性能研究 |
| 关键词： | 无砟轨道;减振性能;传递函数;数值分析 |
| 摘要： | 为支撑我国高铁技术走向海外的战略和解决高速列车运行引起的振动及噪声等环境问题，开展对我国拥有自主知识产权的CRTS-Ⅲ型无砟轨道减振特性的探究具有重要的工程应用意义。本文以减振型CRTS-Ⅲ无砟轨道为研究对象，运用振动理论和车辆—轨道垂向耦合动力学理论，分别建立了二维叠合梁轨道结构频域分析模型和实体三维车辆-轨道-过渡段垂向耦合时域分析模型，并运用有限元软件ANSYS和ANSYS/LS-DYNA进行了计算分析，对频域内减振型CRTS-Ⅲ无砟轨道振动传递特性和该型无砟轨道路基隧道过渡段处动力特性进行了研究。 首先，依据减振型CRTS-Ⅲ无砟轨道的结构组成及特点，采用有限元理论中的不同单元对轨道结构各个组成部分进行合理地简化，建立了三维实体轨道结构模型和三层叠合梁平面轨道结构模型，分别运用了模态分析和谐响应分析，计算结果表明了轨道结构关键设计参数中的扣件刚度对其固有频率影响较小，轨道板厚度和减振橡胶垫层面刚度对其固有频率影响较大;以传递函数（导纳）为评价指标，分析了频域内减振垫层参数对减振无砟轨道振动传递特性的影响，减振垫层面阻尼的大小主要影响共振峰值处响应的衰减，减振垫层面刚度主要影响其隔振频率段的分布。 其次，以隔振率为评价指标，基于振动理论，先后研究了扣件参数、轨道板参数、减振垫层参数和路基参数对减振型无砟轨道系统隔振效率的影响。计算结果表明扣件参数对轨道系统隔振率影响较小，轨道板参数、减振垫层参数和路基参数的变化对轨道系统隔振率均有影响，利用对比分析法，从提高减振轨道系统隔振效率的角度出发，研究确定了减振垫层的合理面阻尼范围为0.1 MN s/m3～0.25 MN·s/m3，在保障行车安全的前提下优先采用面刚度值较小的减振橡胶垫层。 最后，基于车辆-轨道系统动力学理论，将减振垫层合理地力学简化，用弹簧—阻尼单元模拟减振橡胶垫层，建立车辆-减振型无砟轨道-过渡段垂向耦合振动空间模型，采用显示动力学进行求解，计算结果表明减振型CRTSⅢ无砟轨道路隧过渡段处可考虑采用分级过渡的方式，刚度比设置宜不超过2;过渡段以钢轨挠度变化率为控制指标，从保障行车安全和减小过渡段维修工作量的角度出发，建议过渡段的设计长度为25m～30m。 |
| 作者： | 徐坤 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 任娟娟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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