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桥上新型弹性短轨枕式减振轨道对车桥系统的影响

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桥上新型弹性短轨枕式减振轨道对车桥系统的影响

作者：胡家蔺兰州交通大学

学位级别：硕士

城市轨道交通高架桥上所采用的减振轨道,不仅要考虑减振效果,还应尽量降低轨道自重对桥梁的影响。传统的轨枕包套式减振轨道轨枕采用在道床中埋入的方式建造,存在自重较大,弹性包套进水后无法排出的不足。本文对一种减振等级达到高等减... 详细信息

城市轨道交通高架桥上所采用的减振轨道,不仅要考虑减振效果,还应尽量降低轨道自重对桥梁的影响。传统的轨枕包套式减振轨道轨枕采用在道床中埋入的方式建造,存在自重较大,弹性包套进水后无法排出的不足。本文对一种减振等级达到高等减振水平的新型弹性短轨枕式减振轨道在高架桥梁上的可用性进行研究。本文通过有限元分析软件Abaqus对新型弹性短轨枕式减振轨道和既有弹性短轨枕轨道的模态进行了分析,由于新型弹性短轨枕式减振轨道具有自重轻的优点,对简支箱梁桥固有频率的影响小于既有弹性短轨枕轨道。分析了单根新型弹性短轨枕和既有弹性短轨枕的静力学特性,计算结果表明:新型弹性短轨枕的侧支撑弹性垫板发生剪切变形,能更有效的承受载荷,新型弹性短轨枕所受最大等效应力明显减小。联合运用有限元分析软件Ansys和多体动力学软件UM,根据新型弹性短轨枕式减振轨道以及高架桥梁上既有典型减振轨道的结构特性,建立车辆-轨道-桥梁的动力相互作用模型,其中车辆参数按城市轨道交通A型车选取,桥梁按32m双线简支箱梁桥建立。研究车速、扣件刚度和弹性轨枕支撑刚度对新型弹性短轨枕式减振轨道结构动力特性的影响,结果表明:列车运行速度的提高,会导致列车运行的平稳性、轨道结构的稳定性和减振效果降低。在10kN/mm5kN/mm范围内,弹性轨枕支撑刚度的变化对车辆运行安全性、平稳性以及减振效果的影响不明显。在时域和频域对新型弹性短轨枕式减振轨道与典型减振轨道对应的动力学特性进行了对比。时域中,时速为100km/h时,减振效果从高到低依次是钢弹簧浮置板轨道、新型弹性短轨枕式减振轨道、减振器扣件轨道和普通整体道床轨道;采用新型弹性短轨枕式减振轨道,轨道结构的稳定性最好;新型弹性短轨枕式减振轨道和钢弹簧浮置板轨道采用基本相同的轨下整体支撑刚度,短轨枕自身的振动比浮置板的振动小,传递到桥梁的振动钢弹簧浮置板轨道大。频域中,相较于普通整体道床轨道与减振器扣件轨道,新型弹性短轨枕式减振轨道和钢弹簧浮置板轨道由于短轨枕和浮置板的隔振作用,降低了钢轨和桥梁在低频段的能量值。在中高频段,新型弹性短轨枕式减振轨道钢轨的能量值比钢弹簧浮置板轨道的钢轨能量值小。可以看出,新型弹性短轨枕式减振轨道在低频和中高频对轨道的振动能起到良好的抑制效果。

关键词：城市轨道交通高架线弹性短轨枕轨道结构减振

一种城市轨道弹性短轨枕轨道改造的施工工艺工法

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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2022年第1期 301-305页

作者：罗华斌中铁一局集团新运工程有限公司陕西咸阳712000

在城市轨道交通建设环评要求下,弹性短轨式轨道结构作为一种轨道减振降噪方案曾被广泛使用于多个城市的城市轨道交通系统中。但随着使用年限的增加,受橡胶材质特性以及高架线日晒雨淋的不利因素影响,橡胶的老化、变形、失去弹性引起的... 详细信息

在城市轨道交通建设环评要求下,弹性短轨式轨道结构作为一种轨道减振降噪方案曾被广泛使用于多个城市的城市轨道交通系统中。但随着使用年限的增加,受橡胶材质特性以及高架线日晒雨淋的不利因素影响,橡胶的老化、变形、失去弹性引起的一系列病害则逐渐显现出来,现将一种针对地铁轨道弹性短轨枕的轨道改造的工艺工法进行介绍,希望能对今后同类城市轨道交通维修改造工作提供一些施工经验和技术支持。

关键词：城市轨道橡胶套靴弹性短轨枕轨道改造

武汉地铁1号线弹性短轨枕轨道病害及整治技术研究

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现代城市轨道交通 2016年第6期 57-60页

作者：郭积程中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

针对武汉地铁1号线弹性短轨枕轨道出现的典型病害,介绍了病害发生的原因,找到了解决病害问题的关键;结合整治试验段的实践,提出了弹性短轨枕轨道病害的根本性整治技术方案,以期对指导地铁工务维修有所裨益。

关键词：地铁弹性短轨枕病害整治

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地铁运营线路弹性短轨枕改造大修技术研究

铁道建筑技术 2022年第1期 148-152页

作者：王海峰中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司广东深圳518083

弹性短轨枕经过长时间运营,维修整治成本较高且效果也不理想,从而影响列车运行的安全性、平稳性。对广州地铁二号线公园前~纪念堂下行ZDK14+268~ZDK14+418共150 m弹性短轨枕试验段先行改造工程进行了研究,改造大修采用低高度上部自锁式... 详细信息

弹性短轨枕经过长时间运营,维修整治成本较高且效果也不理想,从而影响列车运行的安全性、平稳性。对广州地铁二号线公园前~纪念堂下行ZDK14+268~ZDK14+418共150 m弹性短轨枕试验段先行改造工程进行了研究,改造大修采用低高度上部自锁式双层非线性减振扣件实现原弹性短轨枕减振降噪性能,浇筑水泥基灌浆料将普通混凝土短轨枕与既有整体道床固结的大修施工技术,从根本上解决了弹性短轨枕病害,为今后地铁运营线路弹性短轨枕改造大修提供重要指导和参考。

关键词：地铁运营线路弹性短轨枕小半径曲线日常维保改造大修

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地铁运营线路弹性短轨枕快速更换改造

运输经理世界 2020年第3期 14-16页

作者：万刚中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司

随着地铁弹性短轨枕线路长时间的运营,橡胶套靴发生老化、破裂,造成线路几何尺寸变化大、减振量下降、钢轨波磨严重,轨道框架几何形状变化超限等日常维修保养成本较高,且不能很好的解决弹性短轨枕的病害。弹性短轨枕快速更换改造在整个... 详细信息

随着地铁弹性短轨枕线路长时间的运营,橡胶套靴发生老化、破裂,造成线路几何尺寸变化大、减振量下降、钢轨波磨严重,轨道框架几何形状变化超限等日常维修保养成本较高,且不能很好的解决弹性短轨枕的病害。弹性短轨枕快速更换改造在整个施工过程中采取"单股轨枕隔五拔一、左右股对称、前后作业间隔"措施进行施工,线路施工期间列车在35km/h的速度通过施工线路段,保证地铁线路的正常运行,且能很好的与原线路过渡,极大程度上降低了维护成本。

关键词：运营线路快速改造弹性短轨枕

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改进弹性支承块式无砟轨道力学性能研究

铁道科学与工程学报 2023年第4期20卷 1337-1346页

作者：吴春陈宪麦湖南湘建智科工程技术有限公司湖南长沙410013 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

受列车振动与温差、风雨洗刷作用,弹性支承块式无砟轨道出现橡胶套靴老化离缝、轨枕破损及翻浆冒泥等病害。为加强结构界面黏结整体稳定性并降低破损劣化,提出采用“双层非线性减振扣件+预制短轨枕”进行弹性短轨枕结构原位换铺的道床... 详细信息

受列车振动与温差、风雨洗刷作用,弹性支承块式无砟轨道出现橡胶套靴老化离缝、轨枕破损及翻浆冒泥等病害。为加强结构界面黏结整体稳定性并降低破损劣化,提出采用“双层非线性减振扣件+预制短轨枕”进行弹性短轨枕结构原位换铺的道床改造方案,将道床减振改造为扣件减振并简述了轨道结构整治施工工艺。在此基础上,进行换铺前后轨道结构振动力学性能研究与受力特性分析,结合运营实际总结了整治效果。研究结果表明:采用预制短轨枕方案进行原位换铺的施工工艺为拆除破损弹性短轨枕、道床坑凿毛、安装新预制短轨枕及减振扣件、钻孔植筋、除尘灌浆等序列工序,可保证铺设精度,加快施工进度;采用具有枕下橡胶垫层的弹性短轨枕轨道结构其减振性能更为优良,但枕下弹性橡胶垫层易老化失效,应重点维护橡胶套靴与道床坑结合面黏结密封性,避免短轨枕-橡胶套靴-混凝土道床之间剥离而造成结构松动;改造后采用双层非线性减振扣件的轨道各结构垂向位移均有所减小,轨道结构线路形位更为优良,但道床板结构的垂向加速度增幅86.9%;改造后的轨道结构采用扣件减振整治方案可实施性强,轨道主要结构形位保持能力强,可有效解决弹性短轨枕轨道的相关病害问题。

关键词：弹性短轨枕双层非线性减振扣件减振改造病害整治有限元

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ER组合无碴轨道减振性能的试验分析

铁道建筑 2003年第12期43卷 44-46页

作者：王继军赵汝康许良善铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

通过落锤冲击试验 ,研究ER组合轨道结构的减振性能 ,并与普通短轨枕轨道的减振性能进行对比 ,说明只有综合考虑轨道部件刚度、阻尼和质量的匹配 ,才能发挥减振轨道结构的减振特性。

关键词：地铁工程无碴轨道减振轨道落锤试验轨道减振器弹性短轨枕 ER组合轨道结构 1/3倍频程分析

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地铁三种扣件减振性能研究

地铁三种扣件减振性能研究

作者：王鹏西南交通大学

学位级别：硕士

地铁运行过程中产生的振动噪声是普遍存在的问题,减振降噪是实现列车正常运行所面临的一个十分重要的课题。地铁减振控制的对象,主要集中在振动的初始传递对象一轨道结构。扣件系统是影响轨道结构振动特性的关键因素。因此,有必要深入... 详细信息

地铁运行过程中产生的振动噪声是普遍存在的问题,减振降噪是实现列车正常运行所面临的一个十分重要的课题。地铁减振控制的对象,主要集中在振动的初始传递对象一轨道结构。扣件系统是影响轨道结构振动特性的关键因素。因此,有必要深入研究不同扣件轨道的减振效果。本文主要开展以下工作：(1)对我国某条地铁线路开展了调研和试验,分别对该线路采用的普通扣件、弹性短轨枕和浮轨式扣件等三种轨道进行力锤敲击试验和行车条件下的轨道振动加速度测试。基于测试结果,比较分析三种轨道的减振性能。(2)利用有限元软件ABAQUS分别建立了普通扣件轨道、弹性短轨枕轨道和浮轨式扣件轨道三维有限元模型,模型包括隐式模型和显式模型。针对浮轨式减振扣件,为了保证模型的准确性,比较分析了作为直接支撑钢轨轨颚和轨腰的橡胶块的常用材料本构模型。(3)利用建立的三维隐式有限元模型,研究浮轨式扣件的垂向静刚度,分析了橡胶支撑块长度和厚度对扣件静刚度的影响以及研究三种轨道的模态特性。比较分析白噪声激励下三种轨道的减振性能。(4)利用建立的三维显式有限元模型,进行落轴冲击仿真,分析三种轨道的冲击载荷衰减性能。通过上述研究发现：(1)浮轨式扣件系统的弹性橡胶块采用Van der Waals本构模型有更好的预测能力。随着橡胶块长度和厚度的减少,浮轨式扣件刚度值也相应的减小。(2)行车试验和白噪声激励响应同时表明：钢轨至道床板的垂向减振效果最好的是浮轨式扣件轨道,弹性短轨枕轨道次之,普通扣件轨道最差。(3)落轴响应表明：随着扣件刚度的减小,钢轨振动加速度加剧,垂向位移增大,道床板单位面积支反力减小。以钢轨传递至道床板的作用力为评价指标,三种轨道结构中,浮轨式扣件轨道减振效果最好,弹性短轨枕轨道次之,普通扣件轨道最差。(4)普通扣件轨道、弹性短轨枕轨道和浮轨式扣件轨道的钢轨至道床板衰减量是24 dB.34 dB和45 dB。

关键词：普通扣件弹性短轨枕浮轨式扣件行车试验模态分析白噪声落轴冲击减振

一种可适应轨道基础大变形的无砟轨道结构研究

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一种可适应轨道基础大变形的无砟轨道结构研究

作者：贠剑峰兰州交通大学

学位级别：硕士

无砟轨道路基、桥梁、隧道的沉降与上拱尤为严重,对于某些无砟轨道的沉降与上拱路段,如基础路基,桥梁路基,隧道路基尤为严重。路基的沉降量已经超出铁路扣件的调整范围,无法满足轨道标准高度的基本要求,目前国内一般采取注浆或者机械抬... 详细信息

无砟轨道路基、桥梁、隧道的沉降与上拱尤为严重,对于某些无砟轨道的沉降与上拱路段,如基础路基,桥梁路基,隧道路基尤为严重。路基的沉降量已经超出铁路扣件的调整范围,无法满足轨道标准高度的基本要求,目前国内一般采取注浆或者机械抬升并注浆的方法来整治,但由于其工程周期长、工程量巨大、成本高、耗费大量人力物力,在注浆过程中无法精确且高效的调整轨道板标高。本文在既有整治方法的基础上,提出一种高度可调式无砟轨道结构,旨在利用此新型轨道结构将超过20mm至200mm以上的路基沉降与上拱问题从路基调节转为轨道调节。(1)为了确定此高度可调节式无砟轨道结构的力学性能是否满足使用要求,本文以弹性力学为理论基础,在有限单元计算软件中对该新型轨道结构进行静力分析以及动力学分析。建立高度可调节式无砟轨道结构三维有限元模型,在不同侧垫厚度、不同拔模度数以及不同整体曲度下对橡胶材料的力学性能进行对比,分析此轨道结构在整体装配体中的模态振型,检验其轨枕在高度为200mm时稳定性。研究结果表明,弹性侧垫板对于结构振型影响较大,而整体锥度对结构模态振型影响较小,整体曲度对于此结构的模态振型以及固有频率影响较大,该结构能够在轨枕抬高200mm后保持第一阶模态振型呈竖直向下,即该结构能在列车交变载荷下保持稳定。(2)基于车辆-轨道耦合动力学理论,计算并分析了该弹性侧垫在不同工况下的行车安全性和平稳性,以及其实用性。研究结果表明:在轨枕抬高后,轨枕加速度与位移增大,为保证该结构在列车运行时的安全性与稳定性,改变该结构刚度使轨枕抬高后的加速度响应与位移响应与未抬高前保持一致,计算结果表明,该结构能够有效地抑制来自列车的振动,并与轨枕未抬高前保持一致。本文提出的高度可调节式无砟轨道结构不仅能够在改变弹性侧垫厚度、整体锥度、整体曲度及轨枕高度等重要参数下保持结构自身稳定,且车辆的平稳性、安全性与舒适性等车辆基本评价指标均在要求范围内。

关键词：城市轨道交通无砟轨道弹性短轨枕轨道结构车辆系统动力学