• ISSN 0258-2724
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减振型装配式轨道设计方案理论与试验研究

张政 娄会彬 孙立 朱彬 任西冲

张政, 娄会彬, 孙立, 朱彬, 任西冲. 减振型装配式轨道设计方案理论与试验研究[J]. 西南交通大学学报, 2023, 58(3): 630-637. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210517
引用本文: 张政, 娄会彬, 孙立, 朱彬, 任西冲. 减振型装配式轨道设计方案理论与试验研究[J]. 西南交通大学学报, 2023, 58(3): 630-637. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210517
ZHANG Zheng, LOU Huibin, SUN Li, ZHU Bin, REN Xichong. Theoretical and Experimental Study on Design Scheme of Vibration Damping Prefabricated Track[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2023, 58(3): 630-637. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210517
Citation: ZHANG Zheng, LOU Huibin, SUN Li, ZHU Bin, REN Xichong. Theoretical and Experimental Study on Design Scheme of Vibration Damping Prefabricated Track[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2023, 58(3): 630-637. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210517

减振型装配式轨道设计方案理论与试验研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210517
基金项目: 中国铁路总公司科技研究开发计划课题(N2018G068)
详细信息
    作者简介:

    张政(1987—),男,高级工程师,研究方向为铁路轨道设计,E-mail:381214662@qq.com

    通讯作者:

    娄会彬(1987—),男,高工,研究方向为铁路轨道设计,E-mail:694177051@qq.com

  • 中图分类号: U213.2

Theoretical and Experimental Study on Design Scheme of Vibration Damping Prefabricated Track

  • 摘要:

    为适应城市轨道交通大规模建设和满足减振需求,提出一种新型装配式无砟轨道结构,建立车辆-无砟轨道耦合动力分析模型和室内实尺试验模型,对减振型装配式轨道结构力学性能进行研究. 研究表明:减振型装配轨道结构在列车动载作用下的系统动力响应指标均在安全限值范围内,满足行车安全性和舒适性要求;静载试验轨道结构混凝土最大压应变为 −129.6 με,远小于混凝土极限应变值;卸载后残余变形很小,轨道弹性较好,结构承载能力满足要求;在疲劳荷载作用下,结构整体受力变形较小,未见裂纹,抗疲劳性能良好;轨道振动从上往下逐层递减,频率为100~125 Hz,最大减振效果可达12.4 dB,结构减振效果显著且减振稳定性较好.

     

  • 图 1  新型装配式无砟轨道组成

    Figure 1.  Composition of new type assembled ballastless track

    图 2  DTVI2型扣件平面图

    Figure 2.  DTVI2 fastener plan

    图 3  轨道板结构

    Figure 3.  Track slab

    图 4  板间连接装配件

    Figure 4.  Plate to plate connection assembly

    图 5  轨道结构横断面

    Figure 5.  Cross section of track structure

    图 6  轨道板限位构件

    Figure 6.  Limiting member

    图 7  车辆-轨道耦合动力分析模型

    Figure 7.  Vehicle track coupling dynamic analysis model

    图 8  动力响应时程曲线

    Figure 8.  Dynamic response time history curves

    图 9  现场部分测点

    Figure 9.  Layout of some measuring points on site

    图 10  各测点混凝土应变

    Figure 10.  Concrete strain at each measuring point

    图 11  荷载-位移变化曲线

    Figure 11.  Load-displacement curves

    图 12  加载和卸载过程中钢轨位移变化曲线

    Figure 12.  Rail displacement curves during loading and unloading

    图 13  钢轨和轨道板位移变化曲线

    Figure 13.  Displacement curves of rail and track slab

    图 14  基座垂向加速度1/3倍频程

    Figure 14.  1/3 Octave diagram of vertical acceleration of base

    图 15  轨道传递函数幅频谱

    Figure 15.  Amplitude spectrum of orbital transfer function

    表  1  轨道结构模型参数

    Table  1.   Track structure model parameters

    部件弹性模量/GPa泊松比密度/(kg·m−3
    钢轨206.00.37800
    轨道板36.50.22500
    混凝土垫层34.00.22400
    基座34.00.22500
    限位构件34.00.22500
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    表  2  车-轨动力响应统计

    Table  2.   Statistics of vehicle-rail dynamic response

    动力响应指标峰值
    轮轨横向力/kN5.457
    轮轨垂向力/kN73.115
    脱轨系数0.073
    轮重减载率0.108
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    表  3  系统动力响应统计

    Table  3.   Statistics of system dynamic response

    项目动力响应指标峰值
    车体垂向加速度/(m·s−20.429
    横向加速度/(m·s−20.285
    钢轨垂向加速度/(m·s−2190.380
    垂向位移/mm2.141
    轨道板垂向加速度/(m·s−231.200
    垂向位移/mm0.812
    混凝土垫层垂向加速度/(m·s−226.020
    垂向位移/mm0.761
    基座垂向加速度/(m·s−21.160
    垂向位移/mm0.122
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-07
  • 修回日期:  2021-11-23
  • 网络出版日期:  2023-02-13
  • 刊出日期:  2021-11-25

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