基于控制地鐵鋼軌波磨軌下支承參數取值機理與影響規(guī)律研究.pdf

1、近些年，中國城市軌道交通快速發(fā)展，但部分城市的地鐵線路出現了較為嚴重的鋼軌波磨，對北京地鐵波磨的統(tǒng)計數據研究發(fā)現，出現波磨的地鐵線路與其鋪設的軌道型式有直接的聯系。減振器扣件軌道波磨的主要原因，在于軌下支承減振軌道容易使得鋼軌承擔更多的振動能量。基于此，本文從軌下支承參數研究入手，以揭示鋼軌波磨產生原因和控制鋼軌波磨的產生和發(fā)展為目標，重點研究了軌下支承剛度和支承阻尼的取值機理與影響規(guī)律，具體內容如下:
　　(1)以能量磨耗理論和

2、減隔振理論為基礎，用解析法論證了軌下支承參數對軌道能量耗散、耗散以及對鋼軌磨耗的影響，結果表明軌下支承剛度和支承阻尼取值不當會影響鋼軌和道床的振動能量分配、振動能量耗散，這對鋼軌波磨的產生起著最為關鍵的作用;
　　(2)建立地鐵車輛輪對及軌下減振軌道有限元模型，分析其動力特性。結論表明輪對的一階扭轉振型為61Hz，與地鐵DTⅥ2扣件軌道波磨波長、減振器扣件軌道波磨次波長的特征頻率接近，而輪對的一階垂向彎曲振型為325Hz，與減振器

3、扣件軌道波磨主波長的特征頻率吻合，故可知輪對的一階扭轉、垂向彎曲振型對地鐵軌道產生相應波長波磨發(fā)揮著重要作用;DTⅥ2扣件軌道和減振器扣件軌道都存在著和自身波磨特征頻率對應的振型，對軌下支承參數取值影響規(guī)律的研究可知，增加支承剛度，鋼軌共振頻率處的響應幅值會減小，增加支承阻尼，鋼軌高階垂向彎曲振型中鋼軌的響應幅值明顯降低，這是具有較小支承參數的減振器扣件軌道在278～347Hz出現嚴重鋼軌波磨，而具有較大支承參數的DTⅥ2扣件軌道僅在6

4、4～82Hz頻率處出現鋼軌波磨的原因;
　　(3)建立車輛—軌道剛柔耦合模型對輪軌磨耗進行仿真分析。得知在10kN/mm到50kN/mm的支承剛度范圍內，減小軌下支承剛度會加強輪軌磨耗作用;支承阻尼從1.5kN·s/m增加到9.0kN·s/m，輪軌磨耗作用明顯減弱，但道床加速度的增幅卻較小，因此對于軌下支承減振軌道，為了實現減振而又不至于使鋼軌波磨過快發(fā)展，應設置較小的支承剛度和較大的阻尼參數，本文結合工程實際給出了建議取值范圍。