城市軌道交通不同地鐵軌道結構動力特性研究.pdf

1、在促進城市化發(fā)展的過程中，為解決日益嚴重的城市公共交通問題，我國開始大力發(fā)展以地鐵為主要結構型式的城市軌道交通。隨著地鐵的不斷建設，由地鐵運行所產(chǎn)生的振動及噪聲問題逐漸被人們所重視，減振隔振軌道結構的不斷研究發(fā)展使得地鐵軌道結構存在多樣化。本文根據(jù)地鐵軌道減振類型的不同，基于 ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件，對地鐵中不同減振類型的軌道結構分別建立車輛—軌道耦合系統(tǒng)垂向動力模型，以軌道結構動力特性作為研究對象進行相關對比分析。本

2、文主要工作和研究內(nèi)容如下：
　?。?）在車輛—軌道結構系統(tǒng)耦合動力學理論的基礎上，根據(jù)對車輛系統(tǒng)和軌道結構系統(tǒng)的合理簡化和假定，基于 ANSYS/LS-DYNA有限元分析，分別建立普通道床、減振器扣件軌道、梯形軌枕和鋼彈簧浮置板四種不同減振類型軌道結構的車輛—軌道耦合系統(tǒng)垂向動力有限元分析模型；根據(jù)非線性 H erz彈簧接觸理論等效處理輪軌間垂向接觸作用力，軌道不平順選取美國五級譜高低不平順作為輸入激擾進行相關計算。
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3、2）根據(jù)所建立的有限元分析模型，在行車速度80km/h，扣件剛度50000N/mm，扣件支承間距0.625m條件下，計算四種軌道結構的動力特性并做對比分析，在地鐵運行過程中，軌道結構均隨著車輛的接近和遠離呈現(xiàn)振蕩變化，軌道結構減振措施增加，軌道結構動力響應的幅值除位移指標隨著軌道結構彈性的增大而增大外，加速度、力均相比于普通道床軌道結構變小。
　?。?）通過車體加速度、輪軌相互作用力、輪重減載率對地鐵不同軌道結構的平穩(wěn)性和安全性進

4、行動態(tài)性能評價，從振動加速度級和三分之一倍頻程對減振效果進行評價。車體加速度、輪軌相互作用力、輪重減載率主要受車輛軸重和軌道不平順的影響，四種軌道結構相差不大，均在規(guī)范要求的允許范圍內(nèi)；減振效果根據(jù)減振程度的不同而變化，從小到大依次為普通道床、減振器軌道、梯形軌枕和鋼彈簧浮置板。
　?。?）分析了軌道參數(shù)的影響，從不同車速、扣件剛度、扣件阻尼、扣件間距計算出軌道結構的動力響應，得到不同參數(shù)對四種軌道結構的影響，隨著車速的增大，軌道

5、結構各項指標均呈現(xiàn)增加趨勢，扣件剛度的變化對鋼軌加速度和位移有著明顯的影響，剛度不宜過大，過大則使得鋼軌位移減小，使得輪軌嚴重磨損，過小則動位移加劇，會大大降低扣件壽命；阻尼的增大能夠有效地對鋼軌加速度進行“削峰”，使其幅值顯著減小，扣件間距的變化導致軌下剛度發(fā)生變化，扣件間距不宜過大，應保持在合理的范圍之內(nèi)；枕下剛度、鋼彈簧剛度的增大能有效減小梯形軌枕、鋼彈簧浮置板的垂向位移，但位移差的增大，會嚴重降低扣件壽命。
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