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地表振动受钢弹簧浮置板的影响研究

工程机械与维修 2024年第2期 56-58页

作者：赵鹏程中铁十一局集团第三工程有限公司湖北十堰442000

地铁运营引起的轨道振动易对周边环境产生不利影响,钢弹簧浮置板作为一种有效的减振措施被广泛应用。以某地铁隧道为研究对象,通过有限元软件建立三维轨道系统模型,分析钢弹簧浮置板对地铁隧道振动的减振效果,系统探讨了刚度、阻尼、轨... 详细信息

地铁运营引起的轨道振动易对周边环境产生不利影响,钢弹簧浮置板作为一种有效的减振措施被广泛应用。以某地铁隧道为研究对象,通过有限元软件建立三维轨道系统模型,分析钢弹簧浮置板对地铁隧道振动的减振效果,系统探讨了刚度、阻尼、轨道平滑程度和隧道深度对加速度振动等级的影响。研究结果表明,合理使用钢弹簧浮置板能够有效降低地表振动,减少对周围环境的影响。

关键词：振动地铁隧道浮置板

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非线性浮置板轨道减振系统的工程化设计研究

振动与冲击 2023年第11期42卷 170-182,239页

作者：刘韦杜香刚肖俊恒杨军朱光楠江成杨吉忠郭有松中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007 北京铁科首钢轨道技术股份有限公司北京102206 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150000 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 江苏工邦振控科技有限公司江苏无锡214431

针对传统浮置板轨道低频隔振性能差和轨道系统振动响应大的问题,在对浮置板隔振器载荷特征分析的基础上,提出了系统设计优化目标,基于非线性阻尼隔振技术和动力吸振技术,通过理论分析、数值仿真、实尺轨道试验与在线测试相结合的方法,... 详细信息

针对传统浮置板轨道低频隔振性能差和轨道系统振动响应大的问题,在对浮置板隔振器载荷特征分析的基础上,提出了系统设计优化目标,基于非线性阻尼隔振技术和动力吸振技术,通过理论分析、数值仿真、实尺轨道试验与在线测试相结合的方法,研发了非线性浮置板轨道系统及其部件,并完成了工程落地。研究表明:非线性阻尼、动力吸振器和非线性浮置板系统对浮置板一阶固有频率附近的隔振器支反力、浮置板振动加速度和隧道壁分频振级有较好的振动控制作用,其中非线性浮置板系统(非线性阻尼隔振器与动力吸振器的组合)的减振效果最明显(低频减振效果明显),非线性浮置板轨道系统可以较好抑制动力吸振器在偏离设计频率时出现的振动放大问题;动力吸振器的振动加速度大于浮置板振动加速度,而两者位移基本相当,表明动力吸振器可以较好的吸收浮置板轨道的振动,而不会产生较大的相对位移,保证列车的行车安全性。

关键词：浮置板隔振器载荷特征非线性阻尼动力吸振器非线性浮置板轨道系统

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高性能湿接装配式长型浮置板抗弯性能研究

铁道工程学报 2022年第9期39卷 13-18页

作者：李奇宋清源郑越段桂平陈高峰同济大学上海200092 上海申通地铁集团有限公司上海201103 隔而固(青岛)振动控制有限公司青岛266108

研究目的:针对采用高性能混凝土湿接缝将预制短板装配连接成长型浮置板的新方案,开展静载承载力试验和非线性有限元模拟分析,验证该结构的抗弯极限承载能力。在此基础上,对不同钢筋直径、不同湿接缝形状、不同湿接缝混凝土强度进行参数... 详细信息

研究目的:针对采用高性能混凝土湿接缝将预制短板装配连接成长型浮置板的新方案,开展静载承载力试验和非线性有限元模拟分析,验证该结构的抗弯极限承载能力。在此基础上,对不同钢筋直径、不同湿接缝形状、不同湿接缝混凝土强度进行参数分析,为新型浮置板设计提供依据。研究结论:(1)静载承载力试验表明湿接浮置板抗弯承载能力约为720 kN?m,与数值模拟结果基本吻合,远大于荷载效应设计值;(2)减小浮置板纵筋直径,结构开裂荷载基本不变,但会减小其抗弯承载能力,同时导致钢筋应力幅增加;(3)菱形和楔形的湿接缝性能相比矩形较好;(4)在湿接缝与钢筋有足够握裹力的情况下,湿接缝混凝土强度的改变对抗弯承载能力几乎没有影响;(5)本研究成果可为湿接浮置板轨道系统的设计及应用提供借鉴与参考。

关键词：高性能混凝土湿接缝浮置板静载试验数值模拟

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市域快线减振垫浮置板轨道过渡段动力学分析

铁道工程学报 2022年第3期39卷 40-45页

作者：冯青松孙魁华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心南昌330013

研究目的:为研究市域快线减振垫浮置板轨道过渡段的合理设置,根据车辆-轨道耦合动力学原理,建立车辆-过渡段无砟轨道垂向耦合动力学计算模型,计算CRH6型动车以160 km/h的速度经过双块式无砟轨道-橡胶减振垫浮置板轨道过渡段时所引起的... 详细信息

研究目的:为研究市域快线减振垫浮置板轨道过渡段的合理设置,根据车辆-轨道耦合动力学原理,建立车辆-过渡段无砟轨道垂向耦合动力学计算模型,计算CRH6型动车以160 km/h的速度经过双块式无砟轨道-橡胶减振垫浮置板轨道过渡段时所引起的轮轨系统动力响应,并选取钢轨挠度变化率作为评价指标来衡量过渡段设置的合理性,详细分析不同减振垫刚度、过渡段级数和相邻过渡段刚度比对钢轨挠度变化率的影响。研究结论:(1)双块式无砟轨道和橡胶减振垫浮置板轨道连接处的刚度差对轮下钢轨位移和钢轨挠度变化率的影响十分显著,而对车体垂向加速度和轮轨力的影响相对较小;(2)当橡胶减振垫刚度小于或等于50 MPa/m时,钢轨挠度变化率超过0.30 mm/m的限值,需要在两种轨道连接处设置一定长度的刚度过渡段;(3)当标准减振段减振垫刚度为25 MPa/m时,建议设置三级刚度过渡段,每一级过渡段的长度为单块轨道板长,过渡段总长度为19.5 m,且相邻过渡段刚度比取值范围宜为1.4~1.6;(4)本研究结论可为市域快线橡胶减振垫浮置板轨道过渡段的设计提供一定的理论指导。

关键词：市域快线橡胶减振垫浮置板轮轨系统动力学过渡段

城市轨道交通新型双块式点支撑浮置板道床结构设计及试验研究

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铁道标准设计 2022年第9期66卷 63-68页

作者：李晓峰禹雷丁德云任树文李腾叶军南京地铁建设有限责任公司南京210036 中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055 北京九州一轨环境科技股份有限公司北京100071

为克服城市轨道交通领域钢弹簧浮置板轨道结构普遍存在的道床内短轨枕轨底坡保持精度较差、调整工作量大、轨排组装困难、施工进度慢等缺点,通过把优化后的双块式无砟轨道技术引入到钢弹簧浮置板结构中,兼收双块式无砟轨道高精度和钢弹... 详细信息

为克服城市轨道交通领域钢弹簧浮置板轨道结构普遍存在的道床内短轨枕轨底坡保持精度较差、调整工作量大、轨排组装困难、施工进度慢等缺点,通过把优化后的双块式无砟轨道技术引入到钢弹簧浮置板结构中,兼收双块式无砟轨道高精度和钢弹簧浮置板高减振性优点,形成了新型双块式点支撑浮置板道床结构。通过建立有限元模型对起吊、堆载、吊装和施工4种最不利工况下的静力特性进行分析研究,确定最优结构设计参数,利用极限状态设计方法对结构进行整体和局部配筋设计,并上道铺设试验段和动力性能测试。结果表明:新型双块式轨枕可有效降低现浇道床八字形裂纹,道床结构具有较好的轨底坡精度和平顺性以及施工简便和速度快等优点;在80~120 km/h速度范围内,脱轨系数最大0.52,轮重减载率最大为0.28,均小于规定限值,且减振效果均达到14 dB,具有良好的行车安全性指标和减振性能。

关键词：城市轨道交通点支撑浮置板双块式钢弹簧轨底坡安全性指标减振性能

浮置板轨道钢弹簧隔振器动态特性参数的频率与幅值依赖性试验研究

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中国科学：技术科学 2016年第8期46卷 808-814页

作者：王建伟蔡成标朱胜阳西南交通大学牵引动力国家重点试验室成都610031 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

钢弹簧隔振器的刚度与阻尼是影响浮置板轨道动力特性的重要参数.本文基于钢弹簧隔振器的室内试验,对隔振器刚度与阻尼的频率与幅值依赖性进行了研究.结果表明,隔振器的动刚度随着激振频率的增加总体趋势是增大的,但在共振频率附近,动刚... 详细信息

钢弹簧隔振器的刚度与阻尼是影响浮置板轨道动力特性的重要参数.本文基于钢弹簧隔振器的室内试验,对隔振器刚度与阻尼的频率与幅值依赖性进行了研究.结果表明,隔振器的动刚度随着激振频率的增加总体趋势是增大的,但在共振频率附近,动刚度有减小趋势;等效黏性阻尼系数随激振频率增加而减小,在共振频率附近,变化幅度不大;能量耗散比则随着激振频率的增加而增大;随着激振幅值的增加,动刚度、等效黏性阻尼系数与能量耗散比均变化幅度不大.本研究可为钢弹簧隔振器设计提供参考.

关键词：浮置板隔振器动刚度阻尼频率依赖性幅值依赖性

浮置板剪力铰对列车-轨道耦合系统动力学行为的影响

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振动与冲击 2019年第11期38卷 1-8页

作者：杨建近朱胜阳翟婉明西南交通大学牵引动力国家重点实验室

基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了考虑浮置板剪力铰连接作用下的列车-钢弹簧浮置板轨道空间耦合动力学模型。将浮置板视为弹性薄板,同时考虑剪力铰对浮置板的横向与垂向约束作用,分析了直线和曲线线路条件下剪力铰对列车-轨道耦合系... 详细信息

基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了考虑浮置板剪力铰连接作用下的列车-钢弹簧浮置板轨道空间耦合动力学模型。将浮置板视为弹性薄板,同时考虑剪力铰对浮置板的横向与垂向约束作用,分析了直线和曲线线路条件下剪力铰对列车-轨道耦合系统动力学行为的影响。结果表明:浮置板剪力铰能明显改善轮轨动力相互作用,缓解列车通过浮置板接缝时轮轨横向力和垂向力产生的冲击;浮置板剪力铰对减小地铁列车的振动也有一定的改善作用,其对轮对振动的影响最大,对构架振动的影响次之,对车体振动的影响最小;地铁列车通过直线线路时,浮置板剪力铰对板端扣件受力的改善作用明显;地铁列车通过曲线线路时,剪力铰对浮置板的横向位移、水平面内转动角和钢弹簧横向力的改善作用比较明显,对扣件横向力影响较小。

关键词：剪力铰剪切弹簧模型浮置板车辆-轨道耦合动力学城市轨道交通

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浮置板轨道结构类型比较及其隔振性能分析

振动．测试与诊断 2011年第2期31卷 223-228,268-269页

作者：袁俊胡卫兵孟昭博吴敏哲西北电力设计院西安710075 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 聊城大学建筑工程学院聊城252059

基于双层Euler-Bernoulli梁理论,分别给出了连续现浇浮置板和轨枕板式预制浮置板轨道结构在移动荷载作用下的耦合动力学分析模型。通过Fourier变换在波数-频率域内求解频散曲线,采用围道积分法进行Fourier逆变换求得结构系统的振动响应... 详细信息

基于双层Euler-Bernoulli梁理论,分别给出了连续现浇浮置板和轨枕板式预制浮置板轨道结构在移动荷载作用下的耦合动力学分析模型。通过Fourier变换在波数-频率域内求解频散曲线,采用围道积分法进行Fourier逆变换求得结构系统的振动响应,对两类浮置板的频散特性和隔振性能进行分析。结果表明,现浇浮置板轨道的截止频率略高于预制浮置板轨道截止频率,浮置板频散曲线的曲率与抗弯刚度成正比,预制浮置板的频散曲率基本为零。列车运行速度越高,浮置板轨道结构振动响应越大。当列车速度小于20 m/s时,速度增加对现浇浮置板响应影响并不明显,而预制浮置板振动幅值会明显增大。预制浮置板共振时结构中存在驻波,其共振幅值将大于现浇浮置板。当激励频率远离截止频率时,预制浮置板响应衰减较快,在高频激励下的响应幅值与连续现浇浮置板相差不大。

关键词：轨道减振频散动力响应浮置板

基于SD振子理论的浮置板几何非线性隔振器研究

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振动与冲击 2021年第19期40卷 269-276页

作者：刘韦肖俊恒江成杨军杜香刚朱光楠施成刘吉烨中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150000

基于SD(smooth and discontinuous)振子几何非线性理论,根据城市轨道交通实际载荷条件和隔振需求,对钢弹簧浮置板隔振器的非线性刚度曲线及其浮置板轨道系统的动态性能进行优化设计,研发了一种浮置板用几何非线性隔振器,其同时具有良好... 详细信息

基于SD(smooth and discontinuous)振子几何非线性理论,根据城市轨道交通实际载荷条件和隔振需求,对钢弹簧浮置板隔振器的非线性刚度曲线及其浮置板轨道系统的动态性能进行优化设计,研发了一种浮置板用几何非线性隔振器,其同时具有良好的低频隔振性能和振动位移控制能力。对非线性隔振器进行了理论分析、结构参数设计、仿真分析及试验验证,研究表明:非线性隔振器对浮置板的振动位移具有较好的控制能力和低频隔振效果,单隔振器试验表明,相对传统的钢弹簧隔振器,非线性隔振器后浮置板的振动位移可以降低40%以上;隔振器支反力在4 Hz,6 Hz,8 Hz,11 Hz,15 Hz和20 Hz分别有3.25%,15.47%,18.77%,25.18%,31.27%和37.60%的振动衰减量。

关键词： SD振子几何非线性非线性隔振器高静低动刚度浮置板