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基于应力流理论的垂、横向刚度解耦型浮轨扣件理论设计方案研究

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铁道标准设计 2024年

作者：汪虎赵才友雷佳鑫陈江雪西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室西南交通大学土木工程学院中国铁路设计集团有限公司城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程研究中心

传统浮轨扣件以较低垂向刚度实现较高减振效果而得到大规模应用，但因其横向刚度较低，导致钢轨横向动态位移较大。为提升浮轨扣件抵抗横向荷载能力，根据实际尺寸建立浮轨扣件精细化有限元模型，以应力流理论为根本、传力路径为基础对... 详细信息

传统浮轨扣件以较低垂向刚度实现较高减振效果而得到大规模应用，但因其横向刚度较低，导致钢轨横向动态位移较大。为提升浮轨扣件抵抗横向荷载能力，根据实际尺寸建立浮轨扣件精细化有限元模型，以应力流理论为根本、传力路径为基础对扣件结构进行优化设计，通过室内实验测得改进后扣件垂向、横向荷载-位移曲线，在与实验结果对比基础上获得改进前后浮轨扣件刚度变化情况，并研究改进前后浮轨扣件在正常服役状态下各部分应力应变情况，实现扣件刚度解耦设计。结果表明：浮轨扣件在垂向荷载、横向荷载作用下荷载-位移曲线表现出明显非线性特征，钢棒以垂直垂向主应力、平行横向主应力的方式填入橡胶楔块改变力流在扣件结构中的流动路径，路径变短、线形变直、扣件结构刚度增加，改进后新型浮轨扣件垂向刚度增加1.04 kN/mm，约15.5%，横向刚度增加4.81kN/mm，约56%；加入钢棒后扣件系统发生塑性变形的预压力限值从1.688MPa下降到1.41MPa，但在正常服役状态(预压力0.8MPa)下，扣件系统仍可以保持良好工作性能，硫化质量棒与橡胶楔块接触区域变形连续未出现撕裂，橡胶楔块最大形变量从1.17mm减少到0.89mm，约20%。

关键词：浮轨扣件应力流室内实验有限元仿真扣件刚度结构改进

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谐振式浮轨扣件在高架桥上的应用分析

都市快轨交通 2015年第3期28卷 99-104页

作者：段勇奇王志强魏军光洛阳双瑞橡塑科技有限公司河南洛阳417003

为减少因地铁列车运行时钢轨产生的振动及其噪声辐射,研发一种改进型谐振式浮轨扣件系统,它充分利用其谐振质量及弹性元件的动力吸振和隔振特点,能有效地减少钢轨及道床的振动。介绍该系统试验中采用的轨道道床及钢轨的振动测试方法,以... 详细信息

为减少因地铁列车运行时钢轨产生的振动及其噪声辐射,研发一种改进型谐振式浮轨扣件系统,它充分利用其谐振质量及弹性元件的动力吸振和隔振特点,能有效地减少钢轨及道床的振动。介绍该系统试验中采用的轨道道床及钢轨的振动测试方法,以及在南京地铁1号线高架桥上分别采用DTⅦ2型扣件和谐振式浮轨扣件的轨道系统的减振效果。对比试验表明,谐振式浮轨扣件具有较好的吸收钢轨振动的能力,有很好的钢轨减振及道床隔振综合效果,就道床的振动水平而言,谐振式浮轨扣件道床相比DTⅦ2型扣件道床降低13 d B左右,谐振式浮轨扣件的钢轨波磨也得到了很好的抑制作用。

关键词：地铁钢轨减振谐振浮轨扣件道床隔振吸振

钢轨谐振式浮轨扣件动态变形及减振降噪性能分析

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城市轨道交通研究 2019年第5期22卷 121-124页

作者：徐宁曾飞李强王彦飞王志强洛阳双瑞橡塑科技有限公司洛阳工程师471003

选用谐振式浮轨扣件对西安地铁1号线某区段原有DTVI2扣件进行改造。测试分析了改造前后的轨道动态变形、轨道振动、敏感建筑物振动及二次辐射噪声变化水平。测试结果表明,谐振式浮轨扣件的轨道变形满足轨道线路安全要求,与DTVI2扣件的... 详细信息

选用谐振式浮轨扣件对西安地铁1号线某区段原有DTVI2扣件进行改造。测试分析了改造前后的轨道动态变形、轨道振动、敏感建筑物振动及二次辐射噪声变化水平。测试结果表明,谐振式浮轨扣件的轨道变形满足轨道线路安全要求,与DTVI2扣件的轨道相比,道床及隧道壁的振动水平降低至9～13 dB(Z),地面振动降低7.3 dB(Z),二次辐射噪声降低4.1 dB(A),表明谐振式浮轨扣件具有较好的减振降噪效果。

关键词：西安地铁浮轨扣件轨道振动减振降噪

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谐振式浮轨扣件系统减振效果的分析

噪声与振动控制 2014年第1期34卷 95-100页

作者：王志强王安斌雷涛段勇奇中船重工第七二五研究所洛阳双瑞橡塑科技有限公司河南省减振降噪材料工程技术研究中心河南洛阳471003 成都地铁运营有限公司成都610000

为了减少因地铁列车运行时钢轨产生的振动,研发了一种改进型高刚度的谐振式浮轨扣件系统,它充分利用其谐振及弹性元件的动力吸振和隔振特点,能有效地减少钢轨及道床的振动.运用轨道变形及振动、道床及隧道壁振动的测试方法,分析在成都... 详细信息

为了减少因地铁列车运行时钢轨产生的振动,研发了一种改进型高刚度的谐振式浮轨扣件系统,它充分利用其谐振及弹性元件的动力吸振和隔振特点,能有效地减少钢轨及道床的振动.运用轨道变形及振动、道床及隧道壁振动的测试方法,分析在成都地铁一号线路上分别采用DTV I2型扣件和谐振式浮轨扣件的减振效果.对比试验表明谐振式浮轨扣件具有较好的钢轨减振能力,取得了很好的减振及隔振综合效果,道床及隧道壁的振动水平在改进型谐振式浮轨扣件道床相对DTV I2型扣件道床降低8～9dB左右,谐振式浮轨扣件的轨道变形也满足线路安全设计标准的要求.

关键词：振动与波地铁浮轨扣件隔振和吸振

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低速工况下浮轨扣件减振降噪及钢轨波磨分析

噪声与振动控制 2018年第4期38卷 213-216,236页

作者：徐宁王岗张用兵王志强段勇奇洛阳双瑞橡塑科技有限公司河南洛阳471003 昆明轨道交通集团有限公司总工程师室昆明650011

采用浮轨扣件对昆明地铁钢轨波磨严重、附近环境振动噪声超标的某路段进行改造,分别测试改造前后钢轨变形、轨道系统振动、钢轨波磨、车内振动噪声、敏感建筑物振动及二次辐射噪声变化水平。结果表明,与普通扣件相比,在采用浮轨扣件区... 详细信息

采用浮轨扣件对昆明地铁钢轨波磨严重、附近环境振动噪声超标的某路段进行改造,分别测试改造前后钢轨变形、轨道系统振动、钢轨波磨、车内振动噪声、敏感建筑物振动及二次辐射噪声变化水平。结果表明,与普通扣件相比,在采用浮轨扣件区间隧道壁振动降低12.2 d B(Z),车内振动噪声分别降低5.3 d B(Z)和6.6 d B(A),钢轨波磨降低4.2 d B(A),敏感建筑物室内振动和二次辐射噪声分别降低6.3 d B(Z)和4.0 d B(A),表明浮轨扣件在低速工况下具有较好的抑制钢轨波磨和减振降噪性能。

关键词：振动与波钢轨波磨车内噪声浮轨扣件敏感建筑物

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地铁轨道改造前后振动及减振效果试验

振动．测试与诊断 2023年第4期43卷 717-724,829,830页

作者：何况李铁斌周志军肖新标池茂儒陶功权西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 郑州地铁集团有限公司郑州450000 中铁一局集团有限公司西安712000 中铁一局集团新运工程有限公司咸阳712099

针对国内某地铁线路某些区段沿线的建筑物振动与二次辐射噪声严重现象,将轨道原来铺设的普通扣件改造为浮轨扣件,并在跨中钢轨轨腰位置加装阻尼器以降低振动噪声的影响。通过测量列车运营时间内的振动和噪声数据,分析列车通过改造前后... 详细信息

针对国内某地铁线路某些区段沿线的建筑物振动与二次辐射噪声严重现象,将轨道原来铺设的普通扣件改造为浮轨扣件,并在跨中钢轨轨腰位置加装阻尼器以降低振动噪声的影响。通过测量列车运营时间内的振动和噪声数据,分析列车通过改造前后线路时的轨道振动、车辆振动和噪声、建筑物振动与二次辐射噪声特性。结果表明:与改造前普通扣件轨道相比,改造后浮轨扣件轨道的钢轨、道床和隧道壁垂向振动加速度有效值分别降低8%,70.6%和71.4%,隧道壁振动降低最显著,由隧道壁垂向振动加速度评估的轨道减振效果为8.28 dB;转向架区域和车内最大声压级降低3.6%和3.4%;昼间建筑物振动和二次辐射噪声降低18.4%和22.0%。车辆、轨道、建筑物的振动与二次辐射噪声的主频均与轮轨系统P2共振频率接近,是引起车辆、轨道和建筑物振动的主要原因之一。

关键词：浮轨扣件轨道振动特性车辆振动和噪声建筑物振动二次辐射噪声

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高性能道床系统减振降噪效果数值计算分析

噪声与振动控制 2023年第6期43卷 178-183页

作者：王志强靳海葆杨巧云樊永欣蔡斌中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471000 洛阳双瑞橡塑科技有限公司河南洛阳471000

高性能减振道床主要由钢轨、减振扣件、预应力道床板、道床隔振垫等组成,通过采用高性能减振扣件和道床隔振垫两级隔振措施,具有良好的减振降噪效果;减振扣件中含有谐振质量,在其设计频率处具有一定吸振效果。普通轨道的钢轨通过普通扣... 详细信息

高性能减振道床主要由钢轨、减振扣件、预应力道床板、道床隔振垫等组成,通过采用高性能减振扣件和道床隔振垫两级隔振措施,具有良好的减振降噪效果;减振扣件中含有谐振质量,在其设计频率处具有一定吸振效果。普通轨道的钢轨通过普通扣件直接固定于轨道基础结构上,仅有一级隔振。利用数值计算手段,通过对比两种轨道用于箱梁高架桥时高架桥结构的辐射声功率,分析高性能减振道床的减振降噪效果。高性能减振道床轨道(8 kN/mm)与扣件刚度为60 k N/mm的普通轨道相比,在10 Hz~150 Hz频段,高性能减振道床轨道有良好的减振降噪效果显著,可有效地降低传递到高架桥的激励力、高架桥结构振动能量及辐射声功率。

关键词：振动与波减振道床浮轨扣件普通扣件动柔度降噪

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浮置板组合道床系统振动控制效果分析

材料开发与应用 2021年第5期36卷 62-66页

作者：王金朝王志强段勇奇徐宁张用兵洛阳双瑞橡塑科技有限公司河南洛阳471000

介绍了一种用于轨道交通的新型浮置板组合道床系统的结构和特点。利用动力吸振原理,设计了谐振单元,实现对道床主振动系统的动力调谐消振。同时,结合多种减振措施,有效降低了轨下部分振动能量的传递。在线测试结果表明,组合道床系统采... 详细信息

介绍了一种用于轨道交通的新型浮置板组合道床系统的结构和特点。利用动力吸振原理,设计了谐振单元,实现对道床主振动系统的动力调谐消振。同时,结合多种减振措施,有效降低了轨下部分振动能量的传递。在线测试结果表明,组合道床系统采用浮轨扣件,轨道动态变形均满足轨道安全性要求;依据GB 10071-1988测试评价方法,垂向和横向减振效果分别为18.7 dB和10.8 dB;依据CJJ/T 191-2012测试评价方法,垂向和横向减振效果分别为20.4 dB和11.7 dB,可以满足特殊减振地段的减振要求。

关键词：组合道床谐振单元浮轨扣件减振效果

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城市轨道交通减振降噪技术应用

山西建筑 2023年第4期49卷 120-123页

作者：谷进朝中铁一局陕西西安710000

为了解决城市轨道交通减振降噪问题,实现减振降噪施工的高精准、高质量以及高成效,针对施工特点和难点,提高轨道降噪质量,采用了更换浮轨扣件、安装钢轨阻尼、预制钢弹簧浮置板道床等措施,经研究发现浮轨扣件+安装钢轨阻尼相比较普通扣... 详细信息

为了解决城市轨道交通减振降噪问题,实现减振降噪施工的高精准、高质量以及高成效,针对施工特点和难点,提高轨道降噪质量,采用了更换浮轨扣件、安装钢轨阻尼、预制钢弹簧浮置板道床等措施,经研究发现浮轨扣件+安装钢轨阻尼相比较普通扣件降噪性能更高,由于传统的钢弹簧浮置板采用现场绑扎钢筋笼、现场浇筑混凝土的方式施工,存在施工效率低、作业环境差、施工质量难以保证等问题,而预制钢弹簧浮置板在保证减振水平的同时,可提高轨道结构的铺设精度和施工效率,美观整洁,是现有钢弹簧浮置板整体道床的首选结构形式。

关键词：城市轨道交通减震降噪浮轨扣件钢轨阻尼