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地铁典型减振轨道过渡段动力特性分析
| 论文题名： | 地铁典型减振轨道过渡段动力特性分析 |
| 关键词： | 地铁减振轨道;过渡段;传递特性;动力响应;垂向加速度;刚度设置 |
| 摘要： | 为了降低振动对地铁沿线敏感地段的影响，满足环境保护和运营平稳性的要求，地铁同一条线路采用了多种不同级别的减振轨道结构，但由于减振轨道结构本身构造、刚度以及轨道结构振动特性的差异，轨道过渡段的设置存在轨道结构动力增加、列车运行不平稳及轨道结构破坏等问题。为了研究不同减振轨道过渡段的合理设置，本文在总结前人研究的基础上，建立了普通轨道、GJ-Ⅲ型减振扣件轨道、橡胶垫浮置板轨道以及钢弹簧浮置板轨道四种轨道结构的动力有限元分析模型，结合某一城市的现场测试，分析各类减振轨道的振动传递特性和动力响应差异。并建立了普通轨道—GJ-Ⅲ型减振扣件轨道过渡段，普通轨道—橡胶垫浮置板轨道过渡段，普通轨道—钢弹簧浮置板轨道过渡段的垂向动力学模型。分析研究了地铁B型车以60km/h的速度通过过渡段时所引起的车体垂向振动加速度、钢轨垂向位移、钢轨挠度变化率、钢轨垂向振动加速度和轮轨垂向力等与过渡段设置及其参数的关系，并将Sperling平稳性指标作为衡量轨道过渡段设置是否合理的指标之一。主要结论如下: (1)由各减振轨道结构振动传递特性和现场测试分析得知:频率小于500Hz时，同种轨道结构，振动在轨道结构上的传递过程逐层衰减。不同轨道结构，轨道在不同频率下的振动差异直接反应在钢轨和轨道板上。 普通轨道和GJ-Ⅲ型减振扣件轨道钢轨的振动明显大于轨道板和隧道基础的振动，而橡胶垫浮置板轨道以及钢弹簧浮置板轨道钢轨和轨道板的振动明显大于隧道基础。 橡胶垫浮置板轨道与钢弹簧浮置板轨道的轨道板振动大于普通轨道与GJ-Ⅲ型减振扣件轨道的轨道板振动，产生这种差异的原因是轨道本身构造的不同。 GJ-Ⅲ型减振扣件轨道、橡胶垫浮置板轨道以及钢弹簧浮置板轨道相对普通轨道钢轨的最大振动差依次减小12dB，13dB和26dB。 (2)由减振轨道过渡段振动特性和行车动力特性分析可知:长25m的钢弹簧浮置板轨道与普通轨道过渡时，宜设置10～15m长的过渡段，布置形式可采用纵向加密三分之一钢弹簧正常间距的方式，钢弹簧刚度采用A型钢弹簧刚度(5.3kN/mm)的2倍。 普通轨道和橡胶垫浮置板轨道过渡段，减振垫面刚度的增加对车辆的动力响应影响不大，但对轨道系统振动影响较大。橡胶垫面刚度越大，轨道过渡段的振动越小。 普通轨道和GJ-Ⅲ型减振扣件轨道间存在较大刚度差，需要设置轨道刚度过渡段。过渡段刚度设置可采用不等级差的方式，建议采用扣件刚度25kN/mm的轨道刚度过渡段。 |
| 作者： | 王平 |
| 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： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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