北京地铁剪切型减振器扣件钢轨波磨治理的试验研究

北京地铁近年来投入运营的几条线路中,剪切型减振器扣件区段大量出现钢轨波磨现象,经过大量的调查和测试分析发现：剪切型减振器扣件轨道系统在200～400 Hz频段内的轮轨共振效应是引发钢轨波磨的主要原因。为了抑制波磨发展,在剪切型减振器扣件内增设橡胶垫块,并在北京地铁10号线选择两个试验段进行了现场试验,对两个试验段的钢轨走形带粗糙度进行了为期6个月的跟踪测试。测试结果表明：在剪切型减振器扣件内增设橡胶垫块有效地控制了钢轨波磨的发展,并在一定程度上起到了消减钢轨波磨的作用。     

北京地铁DTVI_2扣件钢轨波磨整治措施的试验研究

DTVI_2扣件是目前北京地铁最常用的一种扣件型式,并在长期的使用中保持了良好的稳定性。然而,在新运营线路上采用DTVI_2扣件的区段却出现了钢轨波磨问题。针对该问题,提出在钢轨上安装调频式钢轨阻尼器(Tuned tail damper,TRD)的治理措施,并在北京地铁6号线某区段进行了现场试验研究。对DTVI_2扣件轨道安装TRD区段与未安装TRD区段进行对比试验,测试了钢轨的频响函数和振动衰减率,并对钢轨走形带粗糙度进行了为期456天的跟踪监测。试验结果表明:安装TRD可以改变钢轨频率响应动力特性,消除竖向209 Hz及横向845 Hz等多处共振峰,竖向与横向一阶pinned-pinned共振响应幅值分别下降23%与25%;安装TRD显著提高了轨道系统200~5 000 Hz频段阻尼,钢轨竖向振动衰减率最大提升约16倍(315 Hz),钢轨横向振动衰减率最大提升约8倍(160 Hz);DTVI_2扣件钢轨波磨典型波长为25~80 mm,跟踪监测结束时未安装TRD区段钢轨表面粗糙度级最大超出ISO3095限值达17 d B左右(50 mm),而安装TRD区段无显著钢轨波磨,安装TRD可以有效抑制DTVI_2扣件钢轨波磨的发展。     

钢弹簧浮置板轨道低频特征试验研究

利用北京交通大学轨道减振与振动控制试验室开展钢弹簧浮置板轨道低频特征测试,研究钢弹簧浮置板轨道弹簧刚度和支承间距等参数变化对低频振动的影响,并比较钢弹簧浮置板轨道和普通轨道的低频减振效果。试验结果表明:①弹簧总刚度越大(支承间距不变且弹簧刚度越大,或弹簧刚度不变且支承间距越小),浮置板轨道基频越大,轨道板到基底竖向加速度级传递损失越小,轨道板到隧道内的竖向传递函数值越大;②钢弹簧浮置板轨道基频越小,在其工作频段,减振效果越好;但在基频附近,振动放大现象越明显。相对于普通轨道,钢弹簧浮置板轨道明显降低了10Hz以上频段的振动响应,最大减振量为25dB;同时基频处的振动放大量为25dB;③对于轨道板到隧道内的竖向传递函数,普通轨道的值比钢弹簧浮置板轨道的值大,前者在0.012～0.028之间,后者在0～0.01范围内。     

城市轨道交通环境振动对人体影响的暴露-响应关系研究现况

伴随我国城市轨道交通发展和人们环保意识增强,列车引起的环境振动问题日益受到关注。振动暴露-响应关系反映了客观振动水平与主观感受间的关系,是确定振动标准限值的重要依据之一。系统总结国内外针对列车环境振动对人体影响暴露-响应关系的研究进展,梳理国内进行振动评价的适用规范和舒适度评价采用的方法。研究表明:地铁振动扰民问题缺乏暴露-响应曲线的科学评判,基础调查研究的缺乏和振动指标换算的局限制约了振动限值的合理确定。建议开展地铁振动对人体影响的暴露-响应基础研究和国内外振动评价指标转换研究,为制定以人为本的振动限值提供理论基础,并实现国内外标准和研究成果的可比性和可借鉴性。     

地铁列车振动源强离散机理测试分析

为了分析地铁列车振动源强离散特征以及不同频段的控制因素,对某地铁线路的同一区间内2个断面进行现场原位测试。从时域、频域多角度出发,统计分析全天测试样本。结果表明:测试断面振动源强离散超过15dB,且呈现与列车编组相关的周期性;早、晚高峰时段振动源强并没有显著增大;同一列车多次通过固定测试断面引起的振动响应差异主要受6.3Hz以下频段的离散性影响,该频段主要源于列车的准静态激励,与列车的载重直接相关;不同列车间8～250Hz频段内的振动响应由车轮不圆顺状态的差异性控制,该频段内分频振动加速度级差异最大接近20dB,直接导致全天内实测振动源强样本的显著离散。     

地铁轮轨耦合不平顺激励对轨道振动影响分析

轮轨动态输入激励直接影响车辆-轨道耦合模型的计算结果。目前在地铁列车环境振动振源研究中,大多只考虑了轨道不平顺的激励而忽略了车轮不圆顺的影响。为了构建地铁轮轨耦合不平顺激励、综合分析轨道不平顺以及车轮、钢轨的磨耗状态对轨道动力响应的影响,对一列地铁列车进行了车轮不圆顺的现场测试,同时对一段区间隧道内的轨道不平顺和钢轨粗糙度均进行了测试。基于车辆-轨道耦合频域解析模型计算了轨道动力响应,比较了不同轮轨激励模式对计算结果的影响。同时,在同一区间隧道内实测了钢轨振动响应,用以验证不同激励模式计算结果的准确性。结果表明:美国谱和Sato谱会低估车轮不圆顺典型波长控制频段的振动响应,从而难以准确获得8 Hz~200 Hz频段的振动响应;按能量叠加方法获得的轮轨耦合不平顺谱可反映完备的轮轨激励信息,以此作为激励,在8 Hz~200 Hz频段,可计算获得与实测值更相近的模拟计算结果。