高速铁路无缝钢轨纵向位移在线监测方法研究 被引量：20

1

作者 史红梅 余祖俊 +1 位作者 朱力强 刘文琪 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期811-817,共7页

无缝钢轨在温度改变时会发生纵向位移,严重时引发胀轨、断轨,影响行车安全。针对此问题本文提出一种基于磁致伸缩原理的非接触式钢轨纵向位移在线监测方法,设计了系统总体方案、传感器安装方式以及基于卡尔曼滤波的数据处理算法。系统... 无缝钢轨在温度改变时会发生纵向位移,严重时引发胀轨、断轨,影响行车安全。针对此问题本文提出一种基于磁致伸缩原理的非接触式钢轨纵向位移在线监测方法,设计了系统总体方案、传感器安装方式以及基于卡尔曼滤波的数据处理算法。系统经标定和校准,测量最大示值误差为0.07 mm。为减小温度变化对测量结果的影响,通过温度实验研究了温度补偿算法,在50℃的温度变化范围内测量位移输出漂移不大于0.05 mm。在大西高铁线的现场试验结果表明,该系统能实现测量范围±100 mm的钢轨纵向位移监测,测量精度达0.1 mm。 展开更多

关键词 无缝钢轨 纵向位移 磁致伸缩位移传感器 温度补偿 卡尔曼滤波

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金属磁记忆技术在无缝钢轨温度应力检测中的研究 被引量：6

2

作者 刘磊 舒迪 +1 位作者 董炳义 邸锦玉 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2010年第11期56-60,共5页

研究目的:如何对无缝钢轨的温度应力进行连续、动态、准确的监测,是铁路部门长期悬而未决的难题。因此如果能够实时检测线路实际的纵向温度应力,对指导线路的维修,以及对发生胀轨和断轨事故的可能性做出合理的评估具有重大的意义。研究... 研究目的:如何对无缝钢轨的温度应力进行连续、动态、准确的监测,是铁路部门长期悬而未决的难题。因此如果能够实时检测线路实际的纵向温度应力,对指导线路的维修,以及对发生胀轨和断轨事故的可能性做出合理的评估具有重大的意义。研究结论:介绍了采用TSM-1M-4型金属磁记忆检测仪在无缝钢轨温度应力检测中的研究。在北京铁路局丰台工务段,对一段总长为1515 m的无缝钢轨检测过程中磁记忆检测技显示出良好的规律性。试验表明,该技术在铁路突发性胀轨事故的早期诊断检测中具有很大的优势。 展开更多

关键词 金属磁记忆 无缝钢轨 无损检测 应力集中区

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基于ZigBee技术的无缝钢轨爬行监测系统设计 被引量：4

3

作者 傅勤毅 彭亚凯 王超 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2478-2482,共5页

针对传统钢轨位移监测系统效率低、成本高的不足,开发了新型无缝钢轨爬行位移监测系统。系统基于ZigBee无线网络,以ZigBee无线微型控制器CC2530模块为核心,整个无线传感器网络由监测节点、数据汇聚节点和控制终端组成。监测节点分布于... 针对传统钢轨位移监测系统效率低、成本高的不足,开发了新型无缝钢轨爬行位移监测系统。系统基于ZigBee无线网络,以ZigBee无线微型控制器CC2530模块为核心,整个无线传感器网络由监测节点、数据汇聚节点和控制终端组成。监测节点分布于钢轨沿线,执行数据采集与无线发送等工作;汇聚节点用于收集和传输数据;控制终端负责处理监测节点采集的数据信息。系统实现了对无缝钢轨温度和爬行位移的数据采集和监测。通过实验验证,系统运行稳定,并且操作简单,使用方便。 展开更多

关键词 监测系统 无缝钢轨 ZigBee无线监测

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超长无缝钢轨零应力轨温实用测试方法 被引量：5

4

作者 刘艳 朱静 +1 位作者 岳丽婕 刘军进 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期56-59,共4页

超长无缝钢轨减少了列车行驶过程中的振动。为保证行车安全,必须将轨温升高引起的钢轨压力限制在一定范围内,以免压屈现象发生。为确定温升引起的压力,须计算出钢轨中零应力所对应的温度(简称零应力轨温)。如何测出零应力轨温就是本文... 超长无缝钢轨减少了列车行驶过程中的振动。为保证行车安全,必须将轨温升高引起的钢轨压力限制在一定范围内,以免压屈现象发生。为确定温升引起的压力,须计算出钢轨中零应力所对应的温度(简称零应力轨温)。如何测出零应力轨温就是本文的研究内容。 展开更多

关键词 无缝钢轨 零应力轨温 实用测试方法

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铁路无缝钢轨直线度测量装置 被引量：7

5

作者 韩世卓 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期190-191,196,共3页

介绍了一种基于激光位移传感器作为测量元件的铁路无缝钢轨直线度误差在线测量方法。重点阐述了激光位移传感器在这一测量系统中的应用。

关键词 无缝钢轨 直线度 非接触测量 激光位移传感器

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无缝钢轨焊接接头全断面铣削系统的研制与验证 被引量：4

6

作者 李自强 《铁道建筑》 北大核心 2017年第10期128-131,共4页

无缝钢轨焊接接头的平顺性直接影响高速列车运行安全性与舒适性。现有的500 m长钢轨焊接生产过程中,对焊接接头残余焊筋的初次处理主要由人工手持简易机具对接头进行打磨处理,加工质量不稳定且费时费力。为解决人工打磨质量不可控以及... 无缝钢轨焊接接头的平顺性直接影响高速列车运行安全性与舒适性。现有的500 m长钢轨焊接生产过程中,对焊接接头残余焊筋的初次处理主要由人工手持简易机具对接头进行打磨处理,加工质量不稳定且费时费力。为解决人工打磨质量不可控以及消除干扰探伤的焊筋波等问题,研制了一种智能化的钢轨焊缝全断面铣削加工系统和相应的加工工艺流程,针对钢轨轨颚、轨腰、轨底上表面等处的钢轨焊接接头复杂曲面,通过3D非接触精密测量头对焊缝两侧的钢轨进行测量,采用多段小直线拟合方式来实现对钢轨的仿形加工。生产实践表明,该方法使焊接接头铣削后各部位尺寸满足长钢轨焊接工艺要求。 展开更多

关键词 无缝钢轨 钢轨焊缝 智能加工 全断面铣削 精密测量 接头打磨

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基于导波速度的无缝钢轨应力检测方法 被引量：8

7

作者 王嵘 余祖俊 +1 位作者 朱力强 许西宁 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期18-27,共10页

为提高无缝钢轨应力检测精度,基于半解析有限元方法,分析应力作用下的钢轨导波模态传播规律,提出最优导波模态的选取、激励与接收方法。利用希尔伯特变换及二维傅里叶变换计算目标模态群速度和相速度,提出二次加权修正方法,以降低阵列... 为提高无缝钢轨应力检测精度,基于半解析有限元方法,分析应力作用下的钢轨导波模态传播规律,提出最优导波模态的选取、激励与接收方法。利用希尔伯特变换及二维傅里叶变换计算目标模态群速度和相速度,提出二次加权修正方法,以降低阵列换能器单元数量对相速度计算精度的影响。以此为基础,建立不同频率导波模态的速度与应力关系,分析基于群速度、相速度的应力检测精度。研究结果表明:随着导波频率的增大,导波群速度的计算误差逐渐增大,而相速度计算误差受到的影响较小;以200 Hz低频激励导波时,需选用群速度作为钢轨应力检测参数,应力估计精度约为0.219 MPa;以2kHz中频激励或20kHz高频激励时,需选用相速度作为检测参数,应力估计精度分别约为0.638和0.012MPa。因此,在实际应用中需根据导波频率选择不同类型的速度作为检测参数估计钢轨应力。 展开更多

关键词 轨道结构 无缝钢轨 应力检测 导波 相速度 群速度

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基于导波多模态融合的无缝钢轨温度应力估计算法 被引量：7

8

作者 王嵘 余祖俊 +1 位作者 朱力强 许西宁 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期136-143,共8页

当温度变化时,锁定状态下的无缝钢轨将产生温度应力,钢轨弹性模量会发生变化。本文提出一种导波多模态融合算法,以实现弹性模量未知条件下钢轨温度应力的精确估计。借助存在初始应力的钢轨导波半解析建模方法,推导应力的误差传递函数,... 当温度变化时,锁定状态下的无缝钢轨将产生温度应力,钢轨弹性模量会发生变化。本文提出一种导波多模态融合算法,以实现弹性模量未知条件下钢轨温度应力的精确估计。借助存在初始应力的钢轨导波半解析建模方法,推导应力的误差传递函数,分析导波波数和弹性模量测量误差对应力测量的影响。以此为基础,利用导波多模态响应对温度应力和弹性模量的敏感程度不同这一特点,构建以多模态导波波数为输入特征的网络估计模型,以克服弹性模量变化对温度应力检测的影响。仿真试验结果表明,钢轨温度应力估计标准差在1 MPa以内。 展开更多

关键词 导波 无缝钢轨 应力监测 弹性模量 相速度

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基于非线性超声的无缝钢轨锁定轨温检测 被引量：3

9

作者 牛笑川 朱力强 余祖俊 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期114-121,共8页

针对基于非线性超声的无缝钢轨锁定轨温检测问题,理论分析了材料非线性系数在温度、应力变化过程中的变化情况,试验研究了温度与应力对自由状态及锁定状态下钢轨超声非线性系数的影响,得到了温度与应力共同作用下的非线性超声响应规律... 针对基于非线性超声的无缝钢轨锁定轨温检测问题,理论分析了材料非线性系数在温度、应力变化过程中的变化情况,试验研究了温度与应力对自由状态及锁定状态下钢轨超声非线性系数的影响,得到了温度与应力共同作用下的非线性超声响应规律。研究结果表明:自由状态下钢轨中传播的超声非线性受温度影响明显,非线性系数随温度升高而增大,随温度降低而减小;锁定状态下钢轨中传播的超声非线性受温度与应力耦合作用,非线性系数在钢轨温度高于锁定轨温时随温度升高而增大,在钢轨温度低于锁定轨温时随温度降低而增大,在钢轨温度为锁定轨温时出现局部极值点。论文从理论和试验两方面证实了非线性超声可以检测无缝钢轨锁定轨温。 展开更多

关键词 无缝钢轨 非线性系数 锁定轨温 温度应力

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小波变换的无缝钢轨垂向应变信号分离

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作者 李亮 刘冲 +1 位作者 韦佳宏 张志新 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第3期17-20,共4页

分析钢轨垂向应变信号基线漂移产生的原因,并采用小波变换对垂向应变信号进行分解与重构,分离信号中由温度引起的应变与轮轨力产生的应变。在Matlab环境下对分布式钢轨应力检测技术与无线传感网系统数据库中垂向应变信号进行处理,结果表... 分析钢轨垂向应变信号基线漂移产生的原因,并采用小波变换对垂向应变信号进行分解与重构,分离信号中由温度引起的应变与轮轨力产生的应变。在Matlab环境下对分布式钢轨应力检测技术与无线传感网系统数据库中垂向应变信号进行处理,结果表明,该方法可以有效地分离信号中的不同成分。 展开更多

关键词 无缝钢轨 应力监测 小波变换 信号分离

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海拔最高铁路冻土隧道换铺无缝钢轨

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《中国铁路》 2015年第8期102-102,共1页

21315年7月19日，被称为世界上海拔最高的铁路冻土隧道——青藏铁路风火山隧道换铺无缝钢轨，标志着青藏铁路多年冻土线路养护取得了阶段性成果。青藏铁路风火山隧道位于青藏高原腹地，介于昆仑山与唐古拉山之间，

关键词 青藏铁路 无缝钢轨 冻土隧道 换铺 海拔 风火山隧道 青藏高原腹地 线路养护

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南非象河桥上无缝线路钢轨伸缩力和温度力

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作者 蒋金洲 张煅 《国外桥梁》 1998年第4期51-55,60,共6页

象河桥在其全长1035m的桥面上铺设了无缝线路。由于桥面受温度变化影响，沿着纵向钢轨与桥面之间产生相对位移，又由于受轨道阻力约束作用，梁轨间将产生相互作用力，其作用于钢轨形成温度伸缩力。一天内气温变化剧烈，会使钢轨承受巨... 象河桥在其全长1035m的桥面上铺设了无缝线路。由于桥面受温度变化影响，沿着纵向钢轨与桥面之间产生相对位移，又由于受轨道阻力约束作用，梁轨间将产生相互作用力，其作用于钢轨形成温度伸缩力。一天内气温变化剧烈，会使钢轨承受巨大的伸缩力作用。当作用于钢轨内的伸缩力足够大时，引起桥上无缝线路胀轨跑道，从而导致列车脱轨。安装启用了特别的用于防止列车脱轨的监控系统，该系统由应变计、载波频率放大器和扫描系统组成。 展开更多

关键词 铁路桥 无缝钢轨 作用力分析 伸缩力 温度力

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无缝线路钢轨鼓胀引起的货物列车脱轨全过程计算 被引量：4

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作者 龚凯 向俊 +3 位作者 刘林芽 周钦悦 杨海明 吴宝游 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2767-2773,共7页

为研究无缝线路钢轨鼓胀引起的脱轨规律,以“单波形”钢轨鼓胀为例,建立无缝线路钢轨鼓胀状态下货物列车-轨道系统空间振动计算模型;按照列车脱轨能量随机分析方法,提出无缝线路钢轨鼓胀引起的货物列车脱轨全过程计算方法,计算脱轨全过... 为研究无缝线路钢轨鼓胀引起的脱轨规律,以“单波形”钢轨鼓胀为例,建立无缝线路钢轨鼓胀状态下货物列车-轨道系统空间振动计算模型;按照列车脱轨能量随机分析方法,提出无缝线路钢轨鼓胀引起的货物列车脱轨全过程计算方法,计算脱轨全过程,分析鼓胀状态对轮轨几何接触状态和相对位置的影响。研究结果表明:鼓胀波长一定时脱轨系数和轮重减载率随鼓胀幅值增大而增大,鼓胀幅值一定时脱轨系数和轮重减载率随鼓胀波长减小而增大,但脱轨系数和轮重减载率对脱轨缺乏控制作用;转向架与钢轨横向相对位移随鼓胀波长的减小或幅值的增大而增大,得到考虑工况下的最大值为72.6 mm。上述结果可为研发具有实时判别脱轨功能的检测装置提供基础数据。 展开更多

关键词 铁道工程 无缝线路钢轨鼓胀 脱轨全过程 车轮脱轨检测装置

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基于双目视觉的无缝线路钢轨纵向位移测量方法研究 被引量：26

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作者 崇爱新 尹辉 +2 位作者 刘艳婷 刘秀波 许宏丽 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期82-89,共8页

无缝线路钢轨纵向位移是由钢轨内部纵向应力引起的钢轨沿轨排或道床顶面的纵向移动,对其进行及时的高精度测量对于高铁安全运营具有重要意义。本文提出了一种基于双目视觉技术的无缝线路钢轨纵向位移测量方法。由轨旁固定设施上部署的... 无缝线路钢轨纵向位移是由钢轨内部纵向应力引起的钢轨沿轨排或道床顶面的纵向移动,对其进行及时的高精度测量对于高铁安全运营具有重要意义。本文提出了一种基于双目视觉技术的无缝线路钢轨纵向位移测量方法。由轨旁固定设施上部署的参考标靶、轨腰上部署的待测编码标志和双目相机构成便捷、高效的非接触式测量方案;提出了基于双直线约束的编码特征点检测算法,重点解决了复杂现场采集环境中编码特征点的精确检测与匹配问题。提出了链式双目相机三维测距算法,通过精确三维重建实现了高精度的无缝线路钢轨纵向位移测量。通过室内模拟实验和室外现场实验验证了本文提出方法的有效性,在室外现场实验中钢轨纵向位移的测量精度达到0.2 mm。 展开更多

关键词 双目视觉 无缝线路钢轨纵向位移 编码特征点 高精度测量

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基于置信水平的钢轨焊接接头设备状态评定方法

15

作者 马国祥 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第4期196-199,205,共5页

[目的]为解决我国无缝线路钢轨设备状态评定体系不完善的问题,需要建立基于置信水平的钢轨焊接接头设备状态评定方法。[方法]阐述了目前我国规定的高速铁路钢轨平直度允许偏差、焊接接头平直度允许偏差。以我国某条已开通运营13年的高... [目的]为解决我国无缝线路钢轨设备状态评定体系不完善的问题,需要建立基于置信水平的钢轨焊接接头设备状态评定方法。[方法]阐述了目前我国规定的高速铁路钢轨平直度允许偏差、焊接接头平直度允许偏差。以我国某条已开通运营13年的高速铁路为案例,对该线钢轨焊接接头平直度数据进行分析,认为钢轨接头平直度检测数据总体服从正态分布。根据正态分布及置信区间原理,对均值和标准差评定法、置信水平评定法进行对比,提出了基于置信水平的钢轨焊接接头设备状态评定方法,得到高速铁路钢轨设备状态的评定标准。[结果及结论]该方法能够客观、直观地反映出钢轨焊接接头的设备状态,可以准确地掌握钢轨设备状态。该方法可为分析钢轨设备变化规律,以及制定大中修的标准、计划及方案等提供很好的理论依据。 展开更多

关键词 城市轨道交通 无缝钢轨 焊接接头 平直度 设备状态评定 正态分布 置信水平

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钢轨焊接缝仿形打磨机 被引量：4

16

作者 林吉靓 朱跃峰 《机床与液压》 北大核心 2017年第22期24-26,共3页

铁路钢轨大多由短轨焊接而成,为保证列车高速运行的安全性,钢轨焊接后必须进行严格的打磨,形成无缝钢轨,因此保证钢轨的焊缝质量至关重要。目前国内钢轨打磨机主要依靠手工操作和工人经验,打磨质量差、效率低、劳动强度大。介绍一种全... 铁路钢轨大多由短轨焊接而成,为保证列车高速运行的安全性,钢轨焊接后必须进行严格的打磨,形成无缝钢轨,因此保证钢轨的焊缝质量至关重要。目前国内钢轨打磨机主要依靠手工操作和工人经验,打磨质量差、效率低、劳动强度大。介绍一种全自动钢轨焊接缝仿形打磨机,可以对钢轨焊接接头进行精确仿形打磨,同时可以实现对钢轨维护的肥边打磨及毛刺修整等工作,结构简单,操作简单,在保证钢轨表面打磨质量的基础上提高了生产效率,降低了劳动强度。 展开更多

关键词 无缝钢轨 焊缝打磨 仿形加工

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钢轨在轮轨力作用下的垂向应力响应特性 被引量：3

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作者 焦振华 戴恒震 +1 位作者 刘冲 周文静 《铁道建筑》 北大核心 2014年第11期148-151,共4页

为选择无缝钢轨垂向响应测量传感器的合理安装位置,需要寻找无缝钢轨在车轮荷载作用下的最大垂向应力响应区域。运用Abaqus有限元软件建立三维模型,仿真分析了无缝钢轨在不同轮轨力作用下的垂向应力分布规律,并通过轮轨力加载试验台进... 为选择无缝钢轨垂向响应测量传感器的合理安装位置,需要寻找无缝钢轨在车轮荷载作用下的最大垂向应力响应区域。运用Abaqus有限元软件建立三维模型,仿真分析了无缝钢轨在不同轮轨力作用下的垂向应力分布规律,并通过轮轨力加载试验台进行了试验验证。研究发现:轨腰处的垂向应力响应与车轮荷载基本成线性关系;在平行于钢轨底面的同一平面内,轨腰内侧的垂向应力响应大于轨腰外侧;轨腰处的垂向应力最大区域分布在钢轨跨中轨腰最上方。 展开更多

关键词 无缝钢轨 垂向应力 轮轨力 ABAQUS 有限元方法

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基于STM32和FPGA的钢轨超声导波信号源设计 被引量：4

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作者 刘修扬 周杏芳 《电子测量技术》 2018年第11期126-130,共5页

超声导波因检测距离远、速度快,成为检测无缝钢轨温度应力的手段之一。然而目前通常使用任意波函数发生器和功率放大器组成信号源,户外携带不便。因此,结合STM32和FPGA,研发了一种便携式的钢轨超声导波信号源。系统功能丰富,集成化程度... 超声导波因检测距离远、速度快,成为检测无缝钢轨温度应力的手段之一。然而目前通常使用任意波函数发生器和功率放大器组成信号源,户外携带不便。因此,结合STM32和FPGA,研发了一种便携式的钢轨超声导波信号源。系统功能丰富,集成化程度高,可实现激励波形可调、激励频率可调、触发间隔可调,以满足不同检测要求下,对波形和频率的要求。软件部分在移植μC/OS-Ⅱ操作系统的基础上,设计了图形用户操作界面,可通过LCD触控,输入各种控制信号。经验证,该系统性能可靠,体积小,便携性高,具有良好的实用价值。 展开更多

关键词 超声导波 无缝钢轨 STM32 FPGA

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城市轨道交通小半径曲线轨道振动噪声控制应用研究

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作者 刘铁生 张鲁顺 +3 位作者 范建君 秦莹 叶军 田春雨 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第7期86-92,共7页

[目的]近年来城市轨道交通建设受城市规划布局等因素影响,小半径曲线轨道在逐渐增多。为解决小半径曲线轨道振动噪声问题,需要对减振降噪措施及实施效果进行研究。[方法]以北京某城市轨道交通线路小半径曲线轨道为研究对象,运用有限元... [目的]近年来城市轨道交通建设受城市规划布局等因素影响,小半径曲线轨道在逐渐增多。为解决小半径曲线轨道振动噪声问题,需要对减振降噪措施及实施效果进行研究。[方法]以北京某城市轨道交通线路小半径曲线轨道为研究对象,运用有限元和边界元方法分别建立车辆-轨道-桥梁耦合动力学模型和钢轨有限元-边界元声辐射模型。提出小半径曲线轨道振动噪声控制措施——钢轨无缝化及更换高等级减振扣件,并对采取减振降噪措施后的振动加速度及振级进行仿真分析,以检验减振降噪效果。针对列车主要噪声源轮轨噪声,基于钢轨有限元-边界元声辐射模型,计算、分析了钢轨固有频率、振型及声辐射,比较了采取减振降噪措施前后轨旁声辐射情况。[结果及结论]采用钢轨无缝化的振动噪声控制措施后,道床最大振动加速度降低了0.35 m/s^(2),振级最大降低了1.42 dB。采用更换高等级减振扣件的振动噪声控制措施后,道床最大振动加速度降低了1.05 m/s^(2),振级最大降低了7.29 dB。采用振动噪声控制措施后轨旁声压级降低了4.93 dB(A)。 展开更多

关键词 城市轨道交通 小半径曲线轨道 振动噪声 减振扣件 钢轨无缝化

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固定型提速道岔辙叉冻结接头施工

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作者 朱林宝 张明龙 《铁道标准设计》 2001年第2期22-23,共2页

介绍津浦下行线 K777～K819+765铺设跨区间超长无缝线路时 。

关键词 提速道岔 冻结接头 施工技术 铁路 津浦线 无缝钢轨线路

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