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题名扣件横向刚度对地铁小半径曲线轨道动力特性的影响
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作者
曾志平
唐杰
田春雨
李平
吴达
李沛成
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机构
中南大学土木工程学院
重载铁路工程结构教育部重点实验室(中南大学)
中铁工程设计咨询集团有限公司
广州地铁设计研究院股份有限公司
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出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第9期3979-3991,共13页
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基金
中国中铁股份有限公司科技研究开发计划项目(2022-重大-14)
国家自然科学基金资助项目(U2368210)。
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文摘
为揭示地铁小半径曲线条件下扣件横向刚度对轨道动力特性的影响规律,在曲线半径为350 m的线路上,建立6节编组车辆-轨道-隧道刚柔耦合动力学模型,通过设置5种不同的扣件横向刚度工况(即扣件横向刚度分别为10、20、30、40和50 kN/mm),对比分析行车动力学性能指标、减振效果和轨道系统振动特性的差异性。研究结果表明:1)当扣件横向刚度由10 kN/mm增大至50 kN/mm时,车体横向加速度降幅65.5%,横向Sperling指标降幅27.3%,横向力增幅46.0%,脱轨系数等其他指标受其影响较小。2)当行车速度发生变化时,低扣件横向刚度区间(10~20 kN/mm)引起内轨和外轨的横向位移和扭转角变化更明显。3)当扣件横向刚度由50 kN/mm减小至10 kN/mm时,隧道壁减振量达2.77 dB。4) 5种工况的轨道纵向振动衰减率均在2.2~2.6 dB·m^(-1)范围内,对应的频率临界点分别为88、115、152、189和226 Hz。扣件横向刚度增大会影响90~200 Hz频段内的振动响应,对700 Hz以上频段的影响较弱。研究成果可为地铁小半径曲线扣件减振及系统固有振动特性研究提供参考。
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关键词
扣件横向刚度
横向位移
扭转角
减振效果
振动衰减率
钢轨位移导纳
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Keywords
fastener lateral stiffness
lateral displacement
torsional angle
vibration reduction effect
vibration attenuation rate
rail displacement admittance
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分类号
U211.5
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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