高架鋼彈簧浮置板軌道減振特性分析

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1、分類號(hào)______________________________密級(jí)______________________________ＵＤＣ______________________________編號(hào)______________________________碩士學(xué)位論文高架鋼彈簧浮置板軌道減振特性分析學(xué)位申請(qǐng)人：程珊學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程指導(dǎo)教師：劉林芽教授副指導(dǎo)教師：王少鋒講師答辯日期：獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表和撰寫的研究成果，也不包含為獲得華

2、東交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人簽名_______________日期____________關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解華東交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱。學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定，本論文無保密內(nèi)容。本人簽名____________導(dǎo)師簽名__________日期___________摘要高架鋼彈簧浮置板軌道減振特性分析摘要城市軌道交通中

3、高架線憑借其高效率、安全可靠、建設(shè)投入小、運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用少等顯著優(yōu)點(diǎn)成為重要軌道線路形式。但由于高架軌道直接暴露在環(huán)境中，當(dāng)?shù)罔F列車運(yùn)行的時(shí)候，居住在附近的人們因經(jīng)常受到振動(dòng)噪聲的干擾而十分苦惱，為解決這一問題人們?cè)O(shè)計(jì)出了多種減振軌道，本文選用其中減振性能較好的鋼彈簧浮置板軌道作為研究對(duì)象進(jìn)行研究。本文的主要研究工作如下：1.依據(jù)有限元原理、車輛—軌道—橋梁耦合振動(dòng)理論，分別建立了浮置板軌道箱型梁有限元模型和車橋耦合模型，采用聯(lián)合仿真的方法實(shí)現(xiàn)車橋耦合，獲取輪軌激振力，探討箱型梁橋的自振特性以及在地鐵列車荷載作用下的瞬態(tài)特性，分析箱型梁的振動(dòng)響應(yīng)。2.基于建立的箱型梁有限元模型，采用Blo

4、ckLanczos模態(tài)提取方法對(duì)其進(jìn)行了自振分析，并分析了鋼彈簧剛度、鋼彈簧間距、浮置板密度和扣件剛度對(duì)高架鋼彈簧浮置板軌道固有頻率的影響。結(jié)果表明：浮置板軌道的鋼彈簧剛度、間距、浮置板密度對(duì)系統(tǒng)的固有頻率的影響較為明顯，鋼彈簧剛度和間距對(duì)于系統(tǒng)低階頻率的影響要大于對(duì)高階頻率的影響，在對(duì)浮置板軌道進(jìn)行固有頻率的研究時(shí)可以通過適當(dāng)增大其密度的方法來降低固有頻率從而減小振動(dòng)水平，但必須滿足軌道結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定等條件。因浮置板軌道系統(tǒng)的頻率特性幾乎不受扣件剛度變化的影響，所以可以不用對(duì)其進(jìn)行深入研究。3.通過對(duì)高架鋼彈簧浮置板軌道和普通軌道的振動(dòng)響應(yīng)的對(duì)比分析，可看出高架鋼彈簧浮置板軌道相比于普通

5、軌道對(duì)箱型梁橋的減振效果非常明顯，且是通過增大鋼軌和軌道板的振動(dòng)水平來達(dá)到降低橋梁的振動(dòng)的，也充分說明了在對(duì)振動(dòng)噪聲要求嚴(yán)格的特殊地段高架，浮置板軌道毋庸置疑的成為了比較好的優(yōu)良選擇。4.本文以高架鋼彈簧浮置板軌道為主要研究對(duì)象，利用加速度振級(jí)作為指標(biāo)來評(píng)價(jià)鋼彈簧剛度、間距、浮置板密度、扣件剛度等參數(shù)對(duì)軌道—橋梁系統(tǒng)振動(dòng)特性的影響規(guī)律，并對(duì)鋼彈簧剛度對(duì)浮置板軌道傳遞函數(shù)的影響做了分析。得到結(jié)論如下：鋼彈簧剛度是影響浮置板軌道系統(tǒng)振動(dòng)水平不可忽視的重要參數(shù)，在1~10Hz頻率范圍內(nèi)浮置板的振動(dòng)水平總體上隨鋼彈簧剛度的增大而減小，在10~100Hz頻率范圍內(nèi)，軌道中心線、翼緣、腹板、梁底的振

6、動(dòng)水平隨著鋼彈簧剛度的減小而減小。鋼彈簧剛度的變化對(duì)傳遞函數(shù)的影響比較明顯，鋼彈簧剛度越小，浮置板到翼緣、腹板、底板的豎向傳遞函數(shù)值越小。在4~8Hz范圍內(nèi)，當(dāng)鋼彈簧間距增大時(shí)，浮置板的振動(dòng)水平也跟隨著增大，在10I摘要~100Hz范圍內(nèi)，所選取的箱梁結(jié)構(gòu)各振動(dòng)輸出點(diǎn)的振動(dòng)水平反而因鋼彈簧間距的增大而減小。浮置板密度變化對(duì)鋼軌、浮置板、橋梁的振動(dòng)水平都影響不大，但總體上是隨著鋼彈簧密度得增大而減小的。在1~50Hz頻率范圍內(nèi)，扣件剛度的變化幾乎對(duì)橋梁各拾取點(diǎn)的振動(dòng)水平無明顯影響。在50~200Hz范圍內(nèi)，各拾取點(diǎn)的振動(dòng)水平總體上隨著扣件剛度的增大而增大，且鋼軌振動(dòng)水平受扣件剛度變化的影響

7、要大于橋梁上各振動(dòng)輸出點(diǎn)。關(guān)鍵詞：軌道交通;箱型橋梁;浮置板軌道;模態(tài)分析;振動(dòng)響應(yīng);有限元IIAbstractAnalysisoftheVibrationReductionCharacteristicsofSteelSpringFloatingSlabTrackABSTRACTWithitshighefficiency,safetyandreliability,smallinvestmentinconstructionandlow