摘要：高分子弹性材料是钢轨吸振器的组成之一,其刚度和阻尼参数具有频变特性。为探明该特性对吸振器的减振降噪效果的影响,以某款钢轨吸振器为例,首先对其刚度和阻尼参数进行科学测试和表征,然后基于车辆-轨道耦合动力学理论和边界元理论分别建立车辆-钢轨吸振器-轨道耦合动力学模型和钢轨辐射噪声计算模型,研究吸振器频变效应对抑制目标频率处振动和降低钢轨辐射噪声的影响。最后,基于以上研究,提出在钢轨吸振器参数选取时采用其固有频率处对应的刚度和阻尼参数来近似替代频变参数的方法并验证其准确性。研究结果表明:在宽频激励的作用下,钢轨吸振器的刚度和阻尼参数有明显的频变特性,若在进行吸振器的参数选取时采用低频常量参数,则会高估其在工作频率的减振和降噪效果达4dB以上。分数阶Zener模型的参数K0、K∞、τ变化与钢轨吸振器的减振降噪效果呈正相关,其中,K∞的影响最大,τ次之,K0最弱,而分数阶数γ与钢轨吸振器的减振降噪效果呈负相关。与钢轨吸振器采用低频常量参数的设计方法相比,用吸振器固有频率处的常量刚度和阻尼参数近似替代频变参数的方法,可以兼顾工程上的应用简便和准确度高的特点。以上研究对钢轨吸振器的设计和减振降噪效果评价方法具有一定的指导意义。

摘要：无砟轨道层间界面是其薄弱环节,雨水侵入会加剧层间损伤.为研究无砟轨道层间离缝内动水压力分布规律,建立无砟轨道层间脱空平面计算模型,分析脱空深度与开口量对脱空区域垂向位移的影响,确定与现场实测接近的脱空深度;并设计无砟轨道层间脱空模拟装置,验证高频荷载作用下该装置的有效性;基于此装置,开展层间离缝动水压力试验,研究荷载频率、离缝开口量对动水压力的影响.结果表明:当荷载频率为25 Hz,幅值为1.1 kN时,层间脱空模拟装置板端最大垂向相对位移与现场测试结果吻合,表明该装置能模拟层间动水;在高频荷载作用下,层间离缝内水压力正负交替变化,动水压力沿离缝深度方向增大,在离缝尖端水压力最大为15.794 kPa;荷载频率从15 Hz提高至25 Hz时,最大动水压力从1.646 kPa增长到15.794 kPa,约增大10倍;开口量从8 mm增加至14 mm时,最大动水压力从8.320 kPa增大到15.794 kPa,约增大2倍.

摘要：为指导制定我国浮置板轨道减振垫设计规范,探究德国浮置板轨道减振垫规范(DIN 45673-7:2010)以及我国浮置板轨道减振垫暂行技术条件(TJ/GW 121-2014)的科学性。以聚氨酯与橡胶减振垫为研究对象,依据上述规范开展室内测试,建立车辆-轨道刚柔耦合模型与轨道-隧道-土层耦合有限元模型,开展减振垫单一预压、单一频率减振效果评价方法的影响研究,探讨规范中减振垫浮置板轨道减振效果评价的合理性。研究结果表明:预压荷载大小(即列车轴重)与有载条件下浮置板轨道固有频率(即考虑轮轴参振的浮置板轨道系统固有频率)是控制减振垫浮置板轨道减振效果的关键因素;针对刚度近似线性且频变效应较小的橡胶减振垫,采用单一预压、单一频率刚度的评价方法对其减振效果评价影响较小。橡胶垫分别采用第2和第3预压参数时,隧道基底处Z振级插入损失分别为14.0 dB和13.0 dB,约有1 dB差异;对于刚度非线性明显的聚氨酯减振垫而言,不同预压评价方法的差异较大。聚氨酯减振垫分别采用第2,第3预压参数时,隧道基底处Z振级插入损失分别为10.1 dB和14.6 dB,可达4.5 dB或更大。建议针对不同运营情况,进一步细化聚氨酯减振垫不同预压评价方法的适用条件。

摘要：针对特殊地区地震作用下大跨度桥梁行车安全性问题,以某铁路某双层结合钢桁混合刚构桥为工程背景,建立了考虑材料非线性、切向摩擦与轮轨赫兹准确接触关系的列车-轨道-桥梁耦合振动分析模型,并基于ABAQUS-Python软件二次开发,实现了钢轨随机不平顺的施加;选取EL Centro地震波为输入波,分析了强震作用下双层结合钢桁混合刚构桥的损伤演化规律,计算了不同地震强度、不同车速下列车脱轨系数、轮重减载率、车体振动加速度等动力响应指标,分析了关键参数对地震作用下桥上行车安全性的影响规律,提出了该混合刚构桥基于行车安全性能的车速限值。研究结果表明:在罕遇地震作用(0.38g)下,桥梁各构件均出现不同程度的塑性损伤,桥墩破坏区域较大,震后桥梁仍具有一定的承载力;震时列车脱轨系数随地震强度增大而显著增大;车体最大振动加速度与地震强度近似呈线性增长;列车轮重减载率是控制行车安全的关键指标,其峰值与车速呈正相关;当车速为200 km·h^(-1),地震强度大于0.10g时,列车轮重减载率存在超限情况,列车在下桥时会出现长时间轮轨分离现象;从行车安全性的角度,在设计地震作用0.20g时,安全车速为160 km·h^(-1)。

摘要：掌握有轨电车交通荷载下路基动力响应特性是设计嵌入式轨道路基结构的关键技术前提.首先,考虑车体间铰接形式、轨道支承特点与路基阻尼影响,构建有轨电车-嵌入式轨道-土质路基耦合动力学模型;然后,以中国普通干线铁路轨道谱为激励,进行动力学仿真;最后,分析路基面承受车辆荷载特点,并讨论动应力放大系数的概率分布特征与沿深度衰减规律.研究表明:嵌入式轨道结构路基面动应力的幅值受轨道随机不平顺影响服从正态分布规律;在有轨电车轴重11 t、设计速度100 km/h、90%干线轨道谱条件下,路基面动应力放大系数服从正态分布N(1.008, 0.1002),超越概率30%的常遇动力系数为1.058,保证率为99.9%的极限动力系数为1.308;受路基材料阻尼影响,动应力放大系数沿深度线性衰减,阻尼增大,衰减趋势加剧;随着深度增加,动应力放大系数均值逐渐减小,由动力作用增大区略大于1过渡到动力作用减弱区小于1.

摘要：研究目的:为满足速度120 km/h城市轨道交通快线特殊地段的减振需求,且便于施工、养护维修,提出一种装配式浮置板轨道新结构,基于有限元法和车辆-轨道系统耦合动力学,对该结构进行模态分析、动力指标评价以及减振效果评估,并对比分析不同板长下的影响。研究结论:(1)浮置板板长取3.55 m、4.75 m和5.95 m,其结构基频为12~14 Hz,增加板长会降低固有频率,但对各阶模态振型影响不大;(2)4.75 m和5.95 m浮置板轨道的车辆运行安全性、平稳性及轨道结构稳定性均满足要求,为使各项动力响应指标均满足要求,3.55 m浮置板轨道的钢弹簧支承刚度应大于8.5 MN/m;(3)3.55 m、4.75 m及5.95 m板长对应的分频振级均方根差值分别为14.32 dB、15.49 dB和16.48 dB,浮置板越长,在低频1~5 Hz减振效果越差,但在较高频20~125 Hz减振效果好,更符合城市轨道交通的减振需求,具体结构设计时应结合环评评价结果,根据施工条件和实际减振需求合理选择轨道板类型;(4)针对城市轨道交通特殊减振地段,本研究结论可为装配式浮置板轨道的选型和应用提供理论指导。

摘要：因车体坐标系统和手机坐标系统存在角度偏差,为使手机检测数据真实反映车体振动加速度,提出针对手机姿态误差的系统性矫正方法.该方法以重力方向为基准矫正手机垂向加速度,借助车体横、纵向加速度的正交性矫正手机水平向加速度,并基于极大似然估计原理评估角度偏差,保证手机姿态矫正的可靠性.结合现场测试结果表明:两部智能手机检测数据经姿态误差矫正得到以重力方向为基准的垂向角度修正值分别为0.008°和0.007°,两者水平夹角为29.75°,与试验放置夹角30.00°偏差0.25°;智能手机与高精度传感器检测的车体加速度在时域和频域的幅值、主频均一致.

摘要：为了提升桥梁-轨道结构服役安全性能,保证复杂环境条件下高速铁路结构适应性和行车安全舒适性,研究了高速铁路桥梁-轨道体系检测监测装备的改进与优化,分析了桥梁-轨道结构服役性能动态演变规律,总结了复杂条件下桥上行车安全评价与预测方法,展望了未来研究重点与方向。研究结果表明:在桥梁-轨道体系检测监测技术方面,现有研究聚焦于传统检测监测装备的优化和智能化技术与损伤识别方法的深度融合,核心目标是提高桥梁-轨道结构检测监测的效率、精度与标准化程度,实现基础设施服役状态的精准评判与预测;在桥梁-轨道空间变形映射关系方面,考虑基础结构各部分交互影响的变形映射模型能够准确描述结构层间界面状态演变引起的轨面几何形态变化趋势、发展规律和频谱特性,但目前尚缺乏对高速铁路桥梁-轨道协同设计和变形智能调控装置的深入研究;结构服役性能演化研究大多基于理想化的弹塑性本构模型,且对于服役性能劣化行为与规律的研究局限在特定服役环境;正在逐步深入开展基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论的长期服役条件下高速铁路桥梁行车安全性研究,建立基于不同指标体系的行车安全评价准则;充分利用桥梁-轨道体系检测监测数据,加强复杂服役环境下桥梁-轨道结构性能演变机制和损伤失效机理研究,信息更新条件下具有高可移植性的行车安全性智能评价与预测新方法是今后重点关注的研究方向。

摘要：低置结构是中低速磁浮交通工程重要组成部分,但当前针对其动力特性的研究较少。为此,提出一种轨道梁浇筑于悬臂式挡墙底板上的新型低置结构,开展现场试验并依据现场工况建立低置结构-地基系统数值模型,分析低置结构自振特性及磁浮荷载下该系统垂向动力响应。结果表明:新型低置结构1阶自振频率为48.88 Hz;磁浮列车以100 km·h^(-1)通过时,新型低置结构竖向加速度范围在0.24~0.33 m·s^(-2)之间,其下方地基中桩间动土压力在3.1~4.8 kPa之间,桩顶动土压力在17.6~19.0 kPa之间,桩土应力比在3.97~5.67范围内;磁浮列车加载频率考虑车厢间隙和悬浮架间隙加载2种模式,100 km·h^(-1)车速下车厢间隙加载频率为1.9 Hz,易引起复合地基表面的显著振动,悬浮架间隙加载频率为10.3 Hz,该加载频率及其整数倍易与低置结构自振频率接近从而产生共振效应。新型低置结构-地基系统在磁浮荷载作用下动力响应远小于规范控制值,采用现有的规范设计低置结构过于保守,存在较大的优化空间。

摘要：在高速度、高密度的现代铁路运输条件下,轨道不平顺峰值管理是指导轨道养护维修、保障列车行车安全的重要评价标准。为研究现有峰值管理办法的合理性,采用基于极值理论峰值过阈值法模型,以历史检测数据中超限数据作为建模对象,利用广义帕累托分布拟合超限数据样本,结合峰值管理的超限峰值划分及超限概率提出峰值管理建议值。相较于研究轨道动检数据整体分布情况,所提方法更关注轨道不平顺超限值的分布规律,因此,得到的峰值管理值侧重反映线路劣化区段,更符合养护维修的实际需求。研究结果表明,现有峰值管理值大部分指标及等级划分较为合理,但轨向及加速度管理值相对宽松,可根据线路实际情况适当提高标准;轨距的管理值相对严格,可适当放宽标准。