地鐵減振降噪論文

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1、地鐵軌道減震降噪原理與措施1、基木原理1）減小激振能級(jí)。減少車輛對(duì)軌道的運(yùn)動(dòng)力是重要的，而保持軌頭平面的光滑又是減少軌道振能的根本條件。2）減少因激振動(dòng)力引起的振動(dòng)級(jí)。為了減少軌道振動(dòng)加速度級(jí)和振動(dòng)速度級(jí)，增大作為振源對(duì)彖的軌道個(gè)部件振動(dòng)體得質(zhì)量或抗彎剛性是控制軌道振動(dòng)的關(guān)鍵。3）減小傳遞力的振幅級(jí)。在軌道組成部件之間設(shè)置彈性支撐材料，以期減低軌道支承剛度，隔斷減振的傳遞。2、軌道減振的基木措施1）減振降噪型鋼軌扣件的選擇鋼軌扣件由扣壓件、軌下墊層和聯(lián)結(jié)螺栓組成。為了保持軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及可維修養(yǎng)護(hù)

2、性、減振等要求，鋼軌扣件應(yīng)具有一定的扣壓力、必要的彈性和相應(yīng)的可調(diào)能力。主要扣件有町-2型、DTIII型及WJ-4型扣件及Cologne-Egg彈性扣件（在減振要求較高地段采用的軌道減振器扣件。該扣件的承軌板與底座之間用減振橡膠硫化粘貼在一起，利用橡膠圈的剪切變形獲得較低豎向剛度，較DTI型扣件的振動(dòng)傳遞減少15?30dB,較DT111型扣件減少10?20dB）o2）無砂軌道結(jié)構(gòu)的噪聲特點(diǎn)與設(shè)計(jì)原則有晞軌道的道硝提供了很好的彈性，對(duì)減振降噪有利。但有硝軌道在列車荷載作用下會(huì)發(fā)生幾何形位的變化，需進(jìn)行經(jīng)

3、常性的養(yǎng)護(hù)。軌道交通線路如采用有磴軌道，在運(yùn)營(yíng)時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修幾乎不可能，而夜間的養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)在安全、質(zhì)量和設(shè)備要求上提岀了更為苛刻的要求；此外，高架橋上采用道磴道床增加了橋梁的自重，增加投資，且道床的清篩粉塵也對(duì)城市環(huán)境造成污染。因此,與有磴軌道相比，無磴軌道具有穩(wěn)定性、平順性、剛度均勻性好、維修工作量少、簡(jiǎn)潔易清洗等顯著優(yōu)點(diǎn)。日本、德國(guó)等國(guó)家已把它作為高速鐵路和城市軌道交通的主要軌道結(jié)構(gòu)型式加以發(fā)展和應(yīng)用。3）軌道減振器與彈性支承塊或浮置板組合的應(yīng)用對(duì)于幾十赫茲到幾百赫茲頻率范圍的屮、低頻振

4、動(dòng)，應(yīng)用軌道減振器、彈性支承塊軌枕和浮置板可以得到比較好的減振降噪效果。彈性支承塊利浮置板可以隔離振動(dòng)向道床和路基的傳遞，從而起到減振降噪的作用。而軌道減振器或高彈性鋼軌扣件除了有隔振作用外，還可以在一定頻率范圍內(nèi)降低輪軌間動(dòng)荷載。隨之而來的問題是，在應(yīng)用彈性支承塊或浮置板的同時(shí)，采用高彈性扣件或軌道減振器會(huì)不會(huì)降低它們?cè)械母粽裥阅?？研究通過建立軌道結(jié)構(gòu)的頻域計(jì)算模型和車輛-軌道系統(tǒng)相對(duì)位移激勵(lì)模型，提出了評(píng)價(jià)軌道結(jié)構(gòu)隔振效果的標(biāo)準(zhǔn)，仿真計(jì)算分析墊片/軌道減振器-彈性支承塊/浮置板軌道結(jié)構(gòu)的隔振性能

5、,以及相對(duì)位移激勵(lì)下輪軌間動(dòng)載荷和傳遞給基礎(chǔ)的力。結(jié)果表明，與墊片-彈性支承塊/浮置板軌道組合相比，軌道減振器-彈性支承塊/浮置板軌道組合可以在中頻范圍大大減少輪軌動(dòng)態(tài)作用力，并且在中、高頻段具有更好的隔振性能。因此軌道減振器完全可以與彈性支承塊和浮置板組合應(yīng)用，達(dá)到比較理想的減振、隔振和降噪效果。不足之處是，彈性支承塊和浮置板軌道結(jié)構(gòu)在低于系統(tǒng)固有頻率約1?4倍的頻段沒有隔振效果。4)III型軌道減振器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用如果考慮到偶然岀現(xiàn)卻難以避免的車輛過載工況，性能優(yōu)越的純剪型軌道減振器己不能滿足其要求

6、,賴以提供剛度的單層膠圈有可能在超載情況下因橡膠過度拉伸而失效。因此，必須設(shè)計(jì)出一種更加合理的減振器產(chǎn)品，III型軌道減振器由此應(yīng)運(yùn)而生。通過理論分析，在承軌板底部增加一個(gè)平面并硫化一層膠梨的設(shè)計(jì)變得非常有用。結(jié)合剪切與壓縮兩類軌道減振器的優(yōu)點(diǎn),膠墊在載荷超過一定范圍時(shí)提供剪切剛度以外的壓縮剛度，二次剛度的應(yīng)用既保護(hù)了減振器產(chǎn)品，又使得扣件系統(tǒng)在短時(shí)過載時(shí)仍能提供理想的彈性，不會(huì)顯著降低減振降噪性能。該減振器在膠料配方上以天然膠為主體,采用炭黑與白炭黑原位接枝改性技術(shù)，使得膠料的扯斷伸長(zhǎng)率與300%定

7、伸大幅度提高，產(chǎn)品動(dòng)、靜剛度比降低，并極大延長(zhǎng)了產(chǎn)品的疲勞壽命。在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)用有限元分析，采用ABAQUS軟件，在獲得初步設(shè)想的基礎(chǔ)上通過計(jì)算對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、評(píng)估與優(yōu)化。分析橡膠的自由而形狀、垂向靜態(tài)剛度特性、橫向靜態(tài)剛度特性，使用ABAQUS軟件的ABAQUS/Stand2ard通用模塊,分析屮描述橡膠材料的超彈本構(gòu)模型為VanderWaals模型，描述承軌板、底座件所用的材料本構(gòu)模型為線彈性模型。計(jì)算確定最佳型面。最后進(jìn)行試制后的產(chǎn)品(膠墊厚度9mm)在株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司國(guó)

8、家級(jí)檢測(cè)中心產(chǎn)品檢測(cè)室完成了靜剛度、動(dòng)靜比試驗(yàn)及疲勞試驗(yàn)。III型軌道減振器已大量用于北京地鐵5號(hào)線高架線。5)鐵高架橋上梯形軌枕減振道床技術(shù)梯形軌枕軌道是一種新型的低噪聲、低振動(dòng)的板式軌道系統(tǒng)。經(jīng)過室內(nèi)減振性能測(cè)試后，其工程應(yīng)用試驗(yàn)鋪設(shè)研究設(shè)在北京地鐵5號(hào)線屮鐵一局集團(tuán)標(biāo)段高架橋左線K27+84.047—K27+255.047,試驗(yàn)段鋪設(shè)長(zhǎng)度171m。梯形軌枕通過減振墊支撐在混凝土道床上，列車通過吋，只有梯形軌枕下表面和兩側(cè)有減振墊和緩沖墊的接觸面受力