浮置板轨道对高速铁路钢桁架桥减振性能影响
发布时间：2021-08-05 02:47
随着我国铁路运输的迅猛发展,铁路交通量、车辆重量和车速都有较大幅度的提高,钢桁架桥振动的加剧引发了钢板锈蚀、疲劳裂纹、螺栓松动或断裂、杆件变形等病害,严重影响了既有线桥梁的正常使用。钢弹簧浮置板系统是一种减振轨道结构,目前主要应用于地铁及城市高架线路中,多分析其降噪作用,针对其减振作用对于桥梁结构损伤的影响鲜有研究。本文以某128m跨度钢桁架桥为研究背景,通过ABAQUS软件建立了完整的高速列车—浮置板轨道—钢桁架桥梁耦合系统有限元分析模型,比较了浮置板轨道结构与板式轨道结构对于桥梁的减振效果,研究了浮置板轨道各结构参数变化对其减振效果的影响,分析了浮置板减振效果对于钢桥寿命的影响。具体内容如下:（1）参考车—线—桥耦合动力学理论,建立钢弹簧浮置板轨道及普通板式轨道三维耦合动力学有限元模型,应用模型分别对两种轨道结构施加真实列车荷载,将板式轨道系统的振动响应数值模拟时域与频域结果与实测数据进行对比,验证了轮轨接触模型的正确性。对比桥上浮置板轨道系统与板式轨道系统桥梁跨中振动响应,分析可知应用钢弹簧浮置板轨道结构能有效降低桥梁跨中高频振动,但会使轨道板以上结构加速度幅值升高,车体加速度增...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１各国高铁运营里程??Ｆｉｇ．?１．１?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｍｉｌｅａｇｅ?ｏｆ?ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｒａｉｌｗａｙ??
振动响应。??中国铁道科学研究院马莉等人以武广高速铁路长沙南站为研究背景，分析比较了应??用浮置板轨道，提高轨下橡胶垫板弹性，轨道板下铺设橡胶垫层，应用ＭＴＭＤ减振系??统四种方案对于候车厅楼板的减振效果，得出结论，使用浮置板轨道可以使候车厅楼板??振动减小２５％，优于ＭＴＭＤ减振系统，减振效果最为明显［６］。说明良好的轨道结构形??式，能有效提高轨道结构弹性，隔离钢轨以上结构振动，降低桥梁结构的振动响应。??４＿乂??ｙ??＾??啦．．??Ｉ?Ｉ?＾??ｉｌＦＷ??图１．２列车＿轨道一桥梁ＭＴＭＤ系统截面??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｒａｃｋ－ｂｒｉｄｇｅ?ｓｙｓｔｅｍ??１．１．４减振轨道结构形式??（１）有砟轨道结构??有砟轨道一般运用在时速２００ｋｍ／ｈ以下普通铁路线路中，由砟石和水泥轨枕组成，??主要通过弹性较大的道砟层进行减振，其造价低廉，铺设方便，有道床弹性大，有利于??排水等长处，但在长时间使用后会出现道砟粉化，变形沿轨道纵向不均匀分布等的情况，??４??
构是一种高效的隔振轨道结构，其由板式整体道床及轨道板下带有弹??性和阻尼的支座组成，通过支座将道床板与轨道基础弹性隔离，当列车通过时减振路段??时，列车激振力通过支座递到轨道基础；在此过程中，支座进行调谐、滤波、吸收能量，??达到隔振减振的目的。低刚度支座使得轨道板的固有频率在１０Ｈｚ以下，远远低于上部??激振荷载频率，从而可以有效的降低上部振动荷载的传递效率，从而达到减振的目的。??因为底部支座支承材料有所差别，浮置板轨道可分为橡胶支承和钢弹簧支承浮置板??轨道。其结构示意图分别见图１．３和图１．４。??橡胶支承浮置板轨道是将轨道板设置在能够调节的橡胶支座上，其依据板下橡胶支??座的铺设形式又分为三种，分别为整体支承式、线性支承式及离散支承式。整体支承式??浮置板轨道结构相对简单，支座支承面积较大，结构受力均匀，减振幅度约为２０ｄＢ。??线性支承式浮置板轨道固有频率较低，减振幅度约为２５ｄＢ。离散支承式浮置板轨道减??振幅度最高，约为３０ｄＢ「】。钢弹簧浮置板轨道较橡胶支承式浮置板轨道减振效果更好，??一般在２５—４０ｄＢ左右。??丄，?｜?厂驅??Ｍ向挡块?板下橡胶支座??图１．３橡胶支承浮置板轨道??Ｆｉｇ．?１．３?Ｆｌｏａｔｉｎｇ?ｓｌａｂ?ｔｒａｃｋ?ｗｉｔｈ?ｒｕｂｂｅｒ?ｂｅａｒｉｎｇｓ??，ｏ?／一浮置板?〇?Ｉ?／—钢弹簧??／／／／／?／Ｖ?／／／／／／／／／７７７／／／ｒｒ??基础??图１．４钢弹簧浮置板轨道??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｔｅｅｌ?ｓｐｒｉｎｇ?ｆｌｏａｔｉｎｇ?ｓｌａｂ?ｔｒａｃｋ??５??
本文编号：3322906
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１各国高铁运营里程??Ｆｉｇ．?１．１?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｍｉｌｅａｇｅ?ｏｆ?ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｒａｉｌｗａｙ??
振动响应。??中国铁道科学研究院马莉等人以武广高速铁路长沙南站为研究背景，分析比较了应??用浮置板轨道，提高轨下橡胶垫板弹性，轨道板下铺设橡胶垫层，应用ＭＴＭＤ减振系??统四种方案对于候车厅楼板的减振效果，得出结论，使用浮置板轨道可以使候车厅楼板??振动减小２５％，优于ＭＴＭＤ减振系统，减振效果最为明显［６］。说明良好的轨道结构形??式，能有效提高轨道结构弹性，隔离钢轨以上结构振动，降低桥梁结构的振动响应。??４＿乂??ｙ??＾??啦．．??Ｉ?Ｉ?＾??ｉｌＦＷ??图１．２列车＿轨道一桥梁ＭＴＭＤ系统截面??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｒａｃｋ－ｂｒｉｄｇｅ?ｓｙｓｔｅｍ??１．１．４减振轨道结构形式??（１）有砟轨道结构??有砟轨道一般运用在时速２００ｋｍ／ｈ以下普通铁路线路中，由砟石和水泥轨枕组成，??主要通过弹性较大的道砟层进行减振，其造价低廉，铺设方便，有道床弹性大，有利于??排水等长处，但在长时间使用后会出现道砟粉化，变形沿轨道纵向不均匀分布等的情况，??４??
构是一种高效的隔振轨道结构，其由板式整体道床及轨道板下带有弹??性和阻尼的支座组成，通过支座将道床板与轨道基础弹性隔离，当列车通过时减振路段??时，列车激振力通过支座递到轨道基础；在此过程中，支座进行调谐、滤波、吸收能量，??达到隔振减振的目的。低刚度支座使得轨道板的固有频率在１０Ｈｚ以下，远远低于上部??激振荷载频率，从而可以有效的降低上部振动荷载的传递效率，从而达到减振的目的。??因为底部支座支承材料有所差别，浮置板轨道可分为橡胶支承和钢弹簧支承浮置板??轨道。其结构示意图分别见图１．３和图１．４。??橡胶支承浮置板轨道是将轨道板设置在能够调节的橡胶支座上，其依据板下橡胶支??座的铺设形式又分为三种，分别为整体支承式、线性支承式及离散支承式。整体支承式??浮置板轨道结构相对简单，支座支承面积较大，结构受力均匀，减振幅度约为２０ｄＢ。??线性支承式浮置板轨道固有频率较低，减振幅度约为２５ｄＢ。离散支承式浮置板轨道减??振幅度最高，约为３０ｄＢ「】。钢弹簧浮置板轨道较橡胶支承式浮置板轨道减振效果更好，??一般在２５—４０ｄＢ左右。??丄，?｜?厂驅??Ｍ向挡块?板下橡胶支座??图１．３橡胶支承浮置板轨道??Ｆｉｇ．?１．３?Ｆｌｏａｔｉｎｇ?ｓｌａｂ?ｔｒａｃｋ?ｗｉｔｈ?ｒｕｂｂｅｒ?ｂｅａｒｉｎｇｓ??，ｏ?／一浮置板?〇?Ｉ?／—钢弹簧??／／／／／?／Ｖ?／／／／／／／／／７７７／／／ｒｒ??基础??图１．４钢弹簧浮置板轨道??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｔｅｅｌ?ｓｐｒｉｎｇ?ｆｌｏａｔｉｎｇ?ｓｌａｂ?ｔｒａｃｋ??５??
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