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考虑权重系数的浮置板系统多参数影响与匹配分析 被引量：1
1
作者 陈宪麦 黄厚龙 +3 位作者 徐磊 胡逸宁 仵雷振 邓燚 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期347-357,共11页
市域铁路作为连接城市与郊区的关键纽带,其快速发展引起的环境振动问题日益突出。减振垫和减振扣件虽能有效减振,但其低刚度特性会增大钢轨和道床板位移,影响车辆运行的平稳性和舒适性,因此,如何通过合理的参数匹配实现减振垫浮置板系... 市域铁路作为连接城市与郊区的关键纽带,其快速发展引起的环境振动问题日益突出。减振垫和减振扣件虽能有效减振,但其低刚度特性会增大钢轨和道床板位移,影响车辆运行的平稳性和舒适性,因此,如何通过合理的参数匹配实现减振垫浮置板系统的低动力响应设计显得尤为重要。基于此,本文以某市域减振垫浮置板轨道隧道段为研究对象,应用MATLAB建立三维车-线-隧耦合数值模型,考虑低速和高速运营条件,以隧道壁减振和车辆乘坐舒适性为核心优化目标,选择车体垂向加速度、钢轨和浮置板垂向位移及隧道壁最大Z振级为分析指标,以扣件垂向刚度及阻尼、浮置板板下垂向刚度及阻尼和板厚作为系统设计参数进行工况设计,排除超限工况后,通过加权计分法得出不同车速和不同权重组合下的最优参数匹配,并分析上述5个系统设计参数对动力响应指标的组合影响规律。研究结果表明:扣件阻尼对车体加速度、钢轨和浮置板位移的影响没有板下阻尼产生的影响大,板下阻尼的增加会轻微降低车体加速度和浮置板位移,隧道壁最大Z振级随着板下阻尼增加呈现非线性变化,其最小值出现在板下阻尼为0.15 MN·s/m^(3)处。钢轨和浮置板的位移受板厚的影响较小,较大的扣件刚度和板下垂向刚度可以减小钢轨的垂向位移,隧道壁最大Z振级与扣件和板下刚度呈明显正相关,减振垫道床配合使用减振扣件后,与原减振垫道床相比,可减小隧道壁的最大Z振级2.74 dB。 展开更多
关键词 市域铁路 减振垫浮置板 参数匹配 车辆-轨道耦合动力学 权重组合
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地铁环境振动对精密仪器影响的预测与分析 被引量：1
2
作者 冯青松 齐英睿 +2 位作者 周涛 李平 周思凡 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第2期185-190,共6页
为分析地铁列车运行引起的振动对精密仪器的影响,以广州地区某精密仪器实验室为研究对象,基于多体动力学软件和有限元软件建立振动响应分析模型,并用实测数据加以验证,分析不同运行速度、隧道埋深及浮置板轨道作用下的实验室内振动响应... 为分析地铁列车运行引起的振动对精密仪器的影响,以广州地区某精密仪器实验室为研究对象,基于多体动力学软件和有限元软件建立振动响应分析模型,并用实测数据加以验证,分析不同运行速度、隧道埋深及浮置板轨道作用下的实验室内振动响应特性。研究结果表明:地铁列车运行速度对实验室内振动有较大影响,随着车速由80km/h降低至40 km/h,列车运行引起的室内振动能够满足“l~3μm (小于3μm)的精密加工及检测装置”等精密仪器的规范限值;隧道埋深对实验室内振动影响较小,埋深由30 m增大至40 m并不能有效地将地铁振动降低至精密仪器的限值要求,同时还会增加经济成本;采用钢弹簧浮置板轨道可以使实验室内的振动满足“0.1~0.3μm的超精密加工及检测装置、电子束装置、电子显微镜”等精密仪器的限值要求;对于容许振动值不超过3μm/s的精密仪器,可以通过在仪器基座处设置隔振器等措施,确保仪器能够正常工作。 展开更多
关键词 振动与波 地铁荷载 精密仪器 有限元模型 浮置板轨道
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动力吸振器作用下浮置板轨道曲线段减振效果试验研究
3
作者 朱宁 曲帅 +2 位作者 杨新文 潘亮尘 叶子 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第6期301-307,共7页
地铁列车运行引发的低频振动在曲线段传播和放大,对周边环境及基础设施造成潜在影响。传统钢弹簧浮置板轨道在低频减振方面存在局限,而动力吸振器(Dynamic Vibration Absorber,DVA)作为一种被动减振技术,可有效抑制低频振动。然而,现有... 地铁列车运行引发的低频振动在曲线段传播和放大,对周边环境及基础设施造成潜在影响。传统钢弹簧浮置板轨道在低频减振方面存在局限,而动力吸振器(Dynamic Vibration Absorber,DVA)作为一种被动减振技术,可有效抑制低频振动。然而,现有研究主要集中于理论分析和数值模拟,缺乏基于实际运营线路的试验验证。依托苏州地铁4号线曲线段,针对配置动力吸振器的浮置板轨道与传统浮置板轨道(Floating Slab Track,FST)开展现场测试,在钢轨、浮置板和隧道壁布设传感器,采集振动加速度数据,并进行时域与频域分析。结果表明,动力吸振器能够显著增强浮置板轨道系统的低频振动衰减能力,其中钢轨、浮置板和隧道壁的垂向振动加速度级插入损失最大值均超过10 dB。研究还发现,动力吸振器的减振效果随轨道曲线半径变化而呈现出规律性,曲线半径较大时减振效果更为显著。试验结果使动力吸振器在曲线段轨道中的减振性能得到验证,可为地铁轨道振动控制及设计优化提供重要的工程实践依据。 展开更多
关键词 振动与波 车致振动 浮置板轨道 动力吸振器 振动测试 轨道减振
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隔振垫浮置板结构动力参数试验研究
4
作者 李沛成 曾志平 +4 位作者 郭无极 李桩 李秋义 吴达 曾强 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1648-1657,共10页
隔振垫浮置板轨道动力参数是评价隔振垫浮置板轨道减振效果的重要指标,也是浮置板轨道动力仿真的关键参数。为了对隔振垫浮置板轨道的动刚度和阻尼比进行系统测定,对组装和零置状态下的隔振垫进行循环加载,基于滞回曲线法探究考虑轨道... 隔振垫浮置板轨道动力参数是评价隔振垫浮置板轨道减振效果的重要指标,也是浮置板轨道动力仿真的关键参数。为了对隔振垫浮置板轨道的动刚度和阻尼比进行系统测定,对组装和零置状态下的隔振垫进行循环加载,基于滞回曲线法探究考虑轨道结构的不同层间结构的轨道动力参数差异性。研究结果表明:在钢轨、浮置板和隔振垫上分别施加简谐荷载,整体浮置板、无钢轨浮置板和隔振垫的平均动刚度分别为230.6、224.6、1.99 kN/mm,转化为隔振垫动力地基模量分别为0.021 3、0.020 7、0.022 1 N/mm^(3);对各位移测点的位移-加载力滞回曲线环进行面积积分,在钢轨、浮置板和隔振垫上分别施加简谐荷载时,3种状态下隔振垫的平均等效阻尼比分别为0.110、0.096、0.122;直接对隔振垫施加循环荷载所测得的隔振垫动力地基模量和阻尼比最大,在钢轨上施加循环荷载的情况次之,在浮置板上施加循环荷载的隔振垫动力地基模量和阻尼比最小,说明在隔振垫、钢轨和浮置板上施加循环荷载时,隔振垫参与压缩变形程度依次减小,直接对隔振垫施加循环荷载所测得的隔振垫动力地基模量和阻尼比能准确描述隔振垫的实际力学性能。 展开更多
关键词 隔振垫浮置板轨道 滞回曲线 动刚度 阻尼比 动力地基模量
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轨旁多传感器融合的曲线浮置板振动特性及列车异常分析
5
作者 高天赐 江乐鹏 +4 位作者 王源 刘晓舟 罗钦 何庆 王平 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第5期1296-1302,共7页
为研究曲线以及列车状态对浮置板轨道振动响应的影响,在直线及曲线等多个地段的浮置板上安装便携式智能传感终端,测量列车通过时浮置板的振动加速度并计算相关位移;对比分析直线和曲线区段浮置板轨道的加速度、位移等振动特征,进而掌握... 为研究曲线以及列车状态对浮置板轨道振动响应的影响,在直线及曲线等多个地段的浮置板上安装便携式智能传感终端,测量列车通过时浮置板的振动加速度并计算相关位移;对比分析直线和曲线区段浮置板轨道的加速度、位移等振动特征,进而掌握其振动特性的差异;获得同一位置处不同列车通过时浮置板的振动特点,识别列车是否存在车轮不圆顺等病害.研究结果表明:曲线地段浮置板轨道振动加速度大于缓和曲线地段和直线地段的,其中位于半径为500 m的浮置板板端垂向加速度95%分位数峰-峰值约为直线地段的5倍~10倍,而三者的垂向位移相差不大;相比正常列车,车轮多边形列车通过浮置板时造成的加速度更加明显,垂向加速度95%分位数峰-峰值约为其3倍,而垂向位移基本相近;通过分析二者振动差异绘制的“车辆谱”,能够辨识车轮不圆顺等病害,可为地铁浮置板区段的车辆病害快速检测提供技术参考. 展开更多
关键词 浮置板轨道 便携式智能传感终端 振动特性 传感数据融合 车辆谱
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上海轨道交通浮置板道床病害分析及治理
6
作者 瞿锋 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第7期99-105,共7页
[目的]浮置板道床因其优越的减振降噪性能,在城市轨道交通中被较多采用。但随着服役时间的增加,浮置板状态不良问题也逐步暴露,使得浮置板轨道结构的维护和管理面临诸多挑战。应对浮置板道床病害进行分析并梳理相应的治理措施,为浮置板... [目的]浮置板道床因其优越的减振降噪性能,在城市轨道交通中被较多采用。但随着服役时间的增加,浮置板状态不良问题也逐步暴露,使得浮置板轨道结构的维护和管理面临诸多挑战。应对浮置板道床病害进行分析并梳理相应的治理措施,为浮置板检修工作提供参考。[方法]以上海轨道交通全线网浮置板道床检修工作为背景,分析了浮置板的工作原理、结构特点。剖析了上海轨道交通线网中浮置板轨道结构的主要病害类型、影响特点及病害成因。提出了包括荷载力精调、吊空垫平及失效部件更换等各项治理措施,并以上海轨道交通某线为例,具体分析其浮置板病害治理步骤。[结果及结论]通过在线监测、荷载力精调及维护更换等各类措施,可以确保浮置板状态满足服役要求。应加强重点地段常规检查,加强在线监测技术的应用,并通过建立大数据平台,驱动轨道结构设计优化,实现预防性维护方案升级及全生命周期成本管控,全面提升轨道结构运维的主动性与科学性。 展开更多
关键词 城市轨道交通 轨道结构 浮置板 隔振器 剪力铰
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地铁振源-传播路径协同控制全频段环境振动方法研究
7
作者 谭新宇 姜博龙 +3 位作者 刘冀钊 齐春雨 左汉文 陈江雪 《振动工程学报》 北大核心 2025年第8期1848-1856,共9页
地铁采用钢弹簧浮置板轨道降低对沿线敏感目标的环境振动影响,但在固有频率处存在振动放大问题。为降低浮置板轨道固有频率处振动放大对周围环境的负面影响,本文基于周期结构带隙理论提出低频隔振排桩结构以及考虑频率匹配的地铁振源-... 地铁采用钢弹簧浮置板轨道降低对沿线敏感目标的环境振动影响,但在固有频率处存在振动放大问题。为降低浮置板轨道固有频率处振动放大对周围环境的负面影响,本文基于周期结构带隙理论提出低频隔振排桩结构以及考虑频率匹配的地铁振源-传播路径协同控制全频段环境振动方法,通过建立三维地铁列车-浮置板轨道耦合频域解析模型及三维道床-隧道-土层-排桩有限元模型分析该方法对车致环境振动的控制效果。研究表明:针对浮置板轨道固有频率设计的周期性排桩带隙范围为7~9 Hz,可使地表拾振点处在浮置板固有频率附近频段的振动加速度级降低4~7 dB,消除了轨道固有频率处振动放大的不利影响;相比普通轨道,地铁振源-传播路径协同的环境振动控制方法有效降低了地表拾振点处全频段的振动水平,具有良好的车致环境振动控制效果。 展开更多
关键词 地铁 浮置板轨道 局域共振型排桩 综合减隔振 带隙
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双块式浮置板轨道隔振器刚度及减振效果研究
8
作者 沈山杉 禹雷 +1 位作者 黄慧超 谷呈朋 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期100-105,共6页
[目的]为解决目前高等及特殊减振浮置板轨道中存在轨底坡保持精度差、施工精度不足等弊端,引入CRTS(中国铁路无砟轨道系统)双块式无砟轨道技术至浮置板轨道中,以提高城市轨道交通高等及特殊减振轨道结构的稳定性、平顺性及安全性,减少... [目的]为解决目前高等及特殊减振浮置板轨道中存在轨底坡保持精度差、施工精度不足等弊端,引入CRTS(中国铁路无砟轨道系统)双块式无砟轨道技术至浮置板轨道中,以提高城市轨道交通高等及特殊减振轨道结构的稳定性、平顺性及安全性,减少维修量,提高施工效率。[方法]建立车辆-双块式浮置板轨道竖向动力耦合模型,对合理的隔振器刚度和隔振器布置方案开展研究,并与整体道床轨道进行对比,分析其减振效果和振动传播规律。[结果及结论]两种隔振器布置方案下,不同隔振器刚度的稳定性和安全性指标均能很好地满足限值要求。提出隔振器刚度选取8 kN/mm,隔振器采取1.785 m与1.190 m间距交替布置的方案。双块式浮置板轨道拥有优异的隔振效率,采用双块式浮置板轨道后,隧道壁的振动加速度峰值比道床振动加速度峰值降低了90%。在隧道壁振动加速度频谱分析中,双块式浮置板轨道总体上能减小隧道壁在不同频率下的竖向振动加速度,最大Z振级的差值降幅可达18.3 dB。当距离隧道中心正上方超出70 m,城市区域环境振动控制标准均满足要求。 展开更多
关键词 城市轨道交通 双块式浮置板轨道 隔振器刚度 减振效果
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地铁线路曲线段钢弹簧隔振器失效对列车运行安全影响分析
9
作者 朱梅 韩翔宇 +2 位作者 尹大伟 李嘉怡 赵树峰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第5期181-187,共7页
[目的]在浮置板轨道小半径曲线段,列车和轨道具有更复杂的动力响应特性。浮置板轨道系统中钢弹簧隔振器不仅起到减振作用,而且还对保证列车安全运行至关重要。因此,有必要深入研究钢弹簧隔振器局部失效对小半径曲线预制式浮置板轨道结... [目的]在浮置板轨道小半径曲线段,列车和轨道具有更复杂的动力响应特性。浮置板轨道系统中钢弹簧隔振器不仅起到减振作用,而且还对保证列车安全运行至关重要。因此,有必要深入研究钢弹簧隔振器局部失效对小半径曲线预制式浮置板轨道结构及列车运行安全的影响。[方法]以某地铁线路预制式浮置板轨道为例,采用ABAQUS有限元软件建立了车辆-浮置板轨道-隧道耦合动力学模型,并通过实测数据验证了模型的有效性。根据所建立的模型,计算隔振器失效前后列车和轨道结构动态响应,并分析轨道结构及行车安全性指标的变化。此外,讨论了隔振器失效对剪力铰受力情况的影响,并校核了其强度。[结果及结论]轮重减载率和脱轨系数虽然有所增加,但满足相关规范要求,说明列车在隔振器失效时仍可维持运行安全性。隔振器失效导致轨道刚度降低,使得轨道结构动态位移显著增加,超出相关规范限值。上置式剪力铰在隔振器失效后受力显著增大,尽管满足强度要求但仍需加强对其监测。 展开更多
关键词 地铁 小半径曲线 浮置板轨道 钢弹簧隔振器 行车安全
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浮置板轨道双层弹性单元垂向参数匹配研究
10
作者 王树国 杜香刚 +1 位作者 张茉颜 刘伟斌 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1223-1233,共11页
为获取浮置板轨道双层弹性单元垂向参数的合理匹配关系,以钢弹簧浮置板轨道为研究对象,基于有限元软件建立钢弹簧浮置板谐响应模型和车辆-钢弹簧浮置板轨道动力耦合模型,从时频域角度分析浮置板轨道扣件和钢弹簧的刚度及阻尼间匹配关系... 为获取浮置板轨道双层弹性单元垂向参数的合理匹配关系,以钢弹簧浮置板轨道为研究对象,基于有限元软件建立钢弹簧浮置板谐响应模型和车辆-钢弹簧浮置板轨道动力耦合模型,从时频域角度分析浮置板轨道扣件和钢弹簧的刚度及阻尼间匹配关系对轨道隔振性能和安全性能的影响。研究结果表明,扣件和钢弹簧的垂向参数匹配作用主要影响轨道系统的隔振性能和钢轨位移,其中当扣件刚度小于2×10^(7)N/m,改变钢弹簧刚度对隔振率基本没有影响,当扣件刚度小于3×10^(7)N/m时,最高隔振率与钢弹簧刚度呈正比,当扣件刚度大于3×10^(7)N/m时,最高隔振率与钢弹簧刚度呈反比;当扣件刚度小于2×10^(7)N/m时,钢轨位移随着扣件刚度的变化基本不受扣件阻尼的影响,而当扣件刚度大于2×10^(7)N/m时,随着扣件阻尼的增加,扣件刚度对钢轨位移的影响越显著。随扣件刚度与钢弹簧刚度比值增大,轨道结构的最高隔振率先迅速增加后保持不变,而随着钢弹簧刚度和钢弹簧阻尼乘积的增加,浮置板轨道最低隔振率和支反力峰值会存在一个快速增加阶段,建议扣件刚度和钢弹簧刚度的比值大于2.22。研究结果可进一步为浮置板轨道参数优化和减振性能提升提供参考。 展开更多
关键词 浮置板轨道 减振性能 扣件 钢弹簧 参数匹配
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基于ANSYS的谐荷载下钢弹簧浮置板轨道宽频振动分析
11
作者 张之潮 李莉 +2 位作者 李洪晓 叶长鑫 刘存真 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第11期74-80,共7页
基于ANSYS建立包含钢轨、扣件、轨道板、钢弹簧及其支撑层的浮置板轨道三维模型,旨在探究其在2000 Hz内承受静、动谐荷载时的振动特性。分频导纳分析揭示钢轨与浮置板的动态响应规律。分析结果显示,受跨中谐荷载作用时,钢轨在9,147,1122... 基于ANSYS建立包含钢轨、扣件、轨道板、钢弹簧及其支撑层的浮置板轨道三维模型,旨在探究其在2000 Hz内承受静、动谐荷载时的振动特性。分频导纳分析揭示钢轨与浮置板的动态响应规律。分析结果显示,受跨中谐荷载作用时,钢轨在9,147,1122 Hz处呈现3个明显振动峰值,分别对应于浮置板浮沉、扣件浮沉以及钢轨pinned-pinned共振。在低于120 Hz的频段内,浮置板的振动对整体系统的影响较为显著;而在300 Hz以上的高频段,钢轨的振动成为主导。双侧钢轨在不同幅值移动谐荷载的响应表明,荷载耦合效应导致激励频率处的振动响应出现峰值分叉。同时,浮置板的前三阶固有频率处出现共振峰和反共振谷,体现扣件离散支撑参数的激励特征。当两侧荷载不均衡时,非对称力矩使得受力较小侧钢轨和浮置板在大部分频段内的振动响应更为剧烈。 展开更多
关键词 钢弹簧浮置板 宽频振动 谐荷载 ANSYS仿真 位移导纳
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9号道岔区铺设减振垫浮置板的行车安全性及舒适性研究 被引量：4
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作者 曾志平 曾强 +4 位作者 郭无极 王卫东 李秋义 何永春 岑尧 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1015-1024,共10页
地铁道岔区在基本轨、尖轨处以及道岔钢轨接头处存在大量钢轨不连续地段,轮轨相互作用强烈,轨道系统振动明显,减振垫浮置板轨道作为一种高等减振措施已应用于地铁线路道岔区。为探究减振垫浮置板应用于9号道岔的适用性,并作为减振地段... 地铁道岔区在基本轨、尖轨处以及道岔钢轨接头处存在大量钢轨不连续地段,轮轨相互作用强烈,轨道系统振动明显,减振垫浮置板轨道作为一种高等减振措施已应用于地铁线路道岔区。为探究减振垫浮置板应用于9号道岔的适用性,并作为减振地段与普通无砟轨道的过渡段的可行性,以某地铁高架9号道岔为研究对象,建立桥上道岔三维有限元模型,仿真分析地铁B型车在120 km/h直向过岔和30 km/h侧向过岔的情况下,列车的行车安全性、舒适性以及轨下结构形变。对比在9号单开道岔区域设置的2种刚度过渡方式的优劣及其减振效果,较为系统地论证了在9号道岔区域铺设减振垫浮置板的可行性。研究结果表明:1)列车通过铺设减振垫浮置板的9号道岔区域时,浮置板位移极值出现在转辙区域和心轨区域,最大位移出现在尖轨位置,可增大尖轨处单板橡胶垫支承刚度,以保证轨道结构变形均匀;2)列车逆向侧向通过设置过渡段的减振垫浮置板道岔区时,2级过渡方式的车体最大垂向加速度、最大横向加速度、最大脱轨系数、最大轮重减载率、轨道刚度变化率以及减振效果等指标均优于1级过渡方式;3)在道岔区铺设减振垫浮置板,列车直向和侧向通过时的行车安全性和舒适性均能满足相关评价指标,且2级过渡方式更优。研究结果可为后续道岔区减振设计研究提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 减振垫浮置板 道岔 过渡段 车辆-轨道耦合动力学 轨道刚度变化率
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不同类型装配式钢弹簧浮置板减振效果分析 被引量：4
13
作者 任娟娟 梁捷 +4 位作者 屈昌衡 李辰 章恺尧 刘锦辉 赵华卫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期270-278,共9页
为研究不同钢弹簧数量和钢弹簧刚度参数下装配式钢弹簧浮置板轨道的减振效果,且便于运输吊装,提出了三种类型装配式钢弹簧浮置板轨道。通过建立车辆-轨道-隧道耦合动力学模型对比分析了钢弹簧浮置板轨道的动力性能和减振效果,并在深圳... 为研究不同钢弹簧数量和钢弹簧刚度参数下装配式钢弹簧浮置板轨道的减振效果,且便于运输吊装,提出了三种类型装配式钢弹簧浮置板轨道。通过建立车辆-轨道-隧道耦合动力学模型对比分析了钢弹簧浮置板轨道的动力性能和减振效果,并在深圳地铁某号线路选取对应类型装配式钢弹簧浮置板结构断面和整体道床断面进行现场测试与仿真结果进行对比验证。研究结果表明:钢弹簧浮置板轨道与整体道床相比,钢轨和浮置板的垂向位移增加了57.23%~95.00%,垂向加速度减小了19.93%~60.13%;钢弹簧浮置板在16~200 Hz内的减振效果明显,最大减振效果可达16.61 dB;钢弹簧浮置板轨道均出现了道床的固有频率向低频偏移和浮置板的隧道壁振动加速度级超过整体道床的现象;三种类型装配式钢弹簧浮置板轨道的减振效果为:类型A>类型B>类型C,其中类型A的减振效果最好;仿真数据与现场实测数据误差率为1.43%~14.25%,减振效果误差在0~1 dB内。 展开更多
关键词 装配式钢弹簧浮置板 振动 现场试验 车辆-轨道-隧道耦合动力学模型
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基于结构振动响应的长型浮置板轨道隔振器失效检测方法
14
作者 巫江 卢宁 +3 位作者 庞玲 高建敏 张庆铼 朱胜阳 《铁道建筑》 北大核心 2024年第6期63-70,共8页
目前钢弹簧浮置板轨道的隔振器失效判别主要依赖于人工巡检或视觉成像系统,但此类方法效率低、检测滞后且成本高昂。本文提出了一种自动化的检测方法,该方法利用残差学习思想和卷积神经网络基本理论构建数据分类器,并通过列车动荷载作... 目前钢弹簧浮置板轨道的隔振器失效判别主要依赖于人工巡检或视觉成像系统,但此类方法效率低、检测滞后且成本高昂。本文提出了一种自动化的检测方法,该方法利用残差学习思想和卷积神经网络基本理论构建数据分类器,并通过列车动荷载作用下的结构动力响应对现役某常见的长型浮置板轨道进行隔振器失效的检测识别。首先,基于车-轨垂向耦合动力学建立考虑隔振器不同服役状态的地铁车辆-浮置板轨道垂向耦合动力学仿真分析模型,进而生成多种运营工况下的数据集,用于网络的训练和性能测试;其次,进一步研究了传感器布置方式对网络检测性能的影响,以决定适宜的传感器布置方案;最后,在实际地铁线路中开展试验,对所提出的方法进行了验证。结果表明:通过对传感器布置位置进行优化,深度残差网络模型的检测准确性显著提升;合理设置传感器的数量也可以提高本文方法的检测性能;此外,通过适当选取传感器布置方案,本文提出的基于深度残差网络的隔振器失效检测方法在仿真数据中实现了98.99%的准确度,并在试验数据中实现了96.33%的准确度。该方法具有较高的可行性和应用潜力,可为地铁浮置板隔振器智能运维提供参考,并有望在未来用于隔振器失效的自动化检测。 展开更多
关键词 浮置板轨道 隔振器 失效检测 振动响应 车辆-轨道耦合动力学 深度学习 残差网络
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车辆载荷下钢弹簧浮置板轨道振动特性分析 被引量：7
15
作者 王文波 关庆华 温泽峰 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期212-219,共8页
建立车辆-钢弹簧浮置板轨道垂向耦合振动有限元模型,分析车载作用下的浮置板轨道和车辆垂向振动特性。结果表明,钢轨和车体垂向振动在浮置板1阶弯曲频率(10 Hz)、P2共振频率、部分阶次的轮对弯曲频率及车轮辐板模态频率处存在明显峰值,... 建立车辆-钢弹簧浮置板轨道垂向耦合振动有限元模型,分析车载作用下的浮置板轨道和车辆垂向振动特性。结果表明,钢轨和车体垂向振动在浮置板1阶弯曲频率(10 Hz)、P2共振频率、部分阶次的轮对弯曲频率及车轮辐板模态频率处存在明显峰值,其中车体振动在车体浮沉频率(1 Hz左右)处也存在明显峰值。扣件刚度和阻尼的影响主要在轮对1阶弯曲频率以内的车辆-轨道系统耦合振动行为,扣件阻尼在高频处对轨道垂向振动也有较大影响。钢弹簧刚度和阻尼主要影响浮置板1阶弯曲频率附近的车辆和轨道响应,对车辆运行平稳性影响显著。车辆悬挂参数及车体和构架质量对轨道振动基本无影响,簧下质量通过P2共振以及系统约束下的轮对1阶弯曲和辐板对称伞形模态影响轨道振动。增大一系悬挂刚度和阻尼以及二系悬挂阻尼会增大中高频的车体垂向振动加速度,二系悬挂刚度主要影响车体浮沉频率附近的车体垂向振动。车体、构架和簧下质量对车体浮沉运动、浮置板1阶弯曲和P2共振处的车体振动加速度峰值有影响。 展开更多
关键词 振动与波 钢弹簧浮置板轨道 车辆 系统参数 振动特性 模态分析 平稳性
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惯性增强动力吸振器-浮置板轨道低频减振性能研究 被引量：5
16
作者 张群 程志宝 石志飞 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期102-111,共10页
浮置板轨道(floating slab track, FST)对低频车轨耦合振动具有放大作用,由此引起的低频环境振动难以解决。引入惯性增强动力吸振系统(inerter enhanced dynamic vibration absorber, IDVA),提出带有IDVA的FST,即FST-IDVA,以减小列车移... 浮置板轨道(floating slab track, FST)对低频车轨耦合振动具有放大作用,由此引起的低频环境振动难以解决。引入惯性增强动力吸振系统(inerter enhanced dynamic vibration absorber, IDVA),提出带有IDVA的FST,即FST-IDVA,以减小列车移动荷载下的低频振动影响。理论分析给出浮置板轨道结构等效单自由度系统;考虑轮轨激励随机性,应用H_(2)优化理论给出IDVA的设计参数理论解;开发一种Matlab-Ansys联合仿真技术,应用该技术计算8编组列车运行过程中的车轨耦合动力响应。对比无动力吸振器和普通动力吸振器,验证惯性增强动力吸振器对浮置板轨道低频振动的抑制性能。研究结果表明,移动车辆荷载作用下,应用惯性增强动力吸振器后,FST板在其基频处加速度响应、钢弹簧支反力、单块板传往基础的合力均得到有效减小。惯容器的动态质量效果使吸振器与FST之间的相对位移减小大于50%。该技术可在浮置板轨道有限空间内实现更好的低频减振性能。 展开更多
关键词 浮置板轨道 动力吸振器 惯容器 车轨耦合 低频减振
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基于振幅放大机制的浮置板轨道低频轻质减振 被引量：4
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作者 杨舟 冯青松 +1 位作者 成功 张凌 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期117-132,共16页
为探讨在浮置板轨道低频振动控制中实现轻质减振和有效减振兼容的可行性,基于振幅放大机制,设计一种杠杆式动力吸振器(LT-DVA)。采用能量泛函变分法建立了配置有LT-DVA的钢弹簧浮置板轨道动力分析模型,以轨道结构的力传递率、位移导纳... 为探讨在浮置板轨道低频振动控制中实现轻质减振和有效减振兼容的可行性,基于振幅放大机制,设计一种杠杆式动力吸振器(LT-DVA)。采用能量泛函变分法建立了配置有LT-DVA的钢弹簧浮置板轨道动力分析模型,以轨道结构的力传递率、位移导纳为评价指标,通过与普通动力吸振器(DVA)进行对比验证LT-DVA的有效性。在此基础上,利用多频控制的思路,在浮置板上引入多个杠杆式动力吸振器(LT-MDVA),以实现宽频控制、高衰减的效果。进一步考虑列车荷载的作用,分析验证动态轮轨力作用下LT-MDVA的低频隔振性能以及对轨道结构动力响应的影响。结果表明:由于振幅放大机制(振幅放大系数为α)的有益效果,LT-DVA的有效惯性质量、刚度、阻尼是同参数DVA的α^(2)倍,即工作能力是DVA的α^(2)倍;在LT-DVA的基础上,LT-MDVA能够有效拓宽振动衰减频段且提升振动衰减能力;相较于普通钢弹簧浮置板轨道,在动态轮轨力作用下,质量比仅为0.02的LT-MDVA不仅能够有效减小传递至下部基础的力(最大衰减约7.5dB),还能有效减小轨道结构的响应(钢轨和浮置板振动最大衰减约7.2dB和7.1dB),抑制浮置板轨道的振动放大现象,而同参数的MDVA几乎没有效果,证明了LT-MDVA能够在浮置板轨道低频振动控制中实现轻质减振和有效减振兼容。 展开更多
关键词 浮置板轨道 低频振动 振幅放大 轻质减振 动力吸振器
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预制式浮置板轨道隔振器/剪力铰设计参数优化研究 被引量：4
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作者 刘文武 赵才友 +1 位作者 贺利工 罗信伟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4497-4506,共10页
为减小列车通过板缝时车轨振动响应、提升预制式浮置板轨道减振性能,以某地铁预制式浮置板轨道为例,采用ABAQUS有限元软件建立列车-预制式浮置板轨道-隧道刚柔耦合动力学模型,计算预制式浮置板总支撑刚度恒定的条件下隔振器纵向间距2.4/... 为减小列车通过板缝时车轨振动响应、提升预制式浮置板轨道减振性能,以某地铁预制式浮置板轨道为例,采用ABAQUS有限元软件建立列车-预制式浮置板轨道-隧道刚柔耦合动力学模型,计算预制式浮置板总支撑刚度恒定的条件下隔振器纵向间距2.4/1.8/1.2 m、横向间距1.84/1.64/1.44/1.24 m、剪力铰数量为3/4/5、布置形式为中置式/侧置式/上置式时车辆、浮置板轨道、隧道壁源强振动响应。通过对比分析各工况浮置板板端位移及隧道壁源强振动响应,提出了预制式浮置板隔振器布置、剪力铰布置的优化建议。研究结果表明:在预制式浮置板总支撑刚度恒定的情况下,适当增加隔振器的数量,可以降低浮置板板端位移,提高行车平稳性,同时不显著增加隧道壁源强振动。在1.24~1.84 m范围内,随着隔振器横向间距的增加,浮置板板端位移、隧道壁源强振动出现了先减少后增加的变化趋势,隔振器横向间距应存在一个最优值。随着预制式浮置板剪力铰数量的增加,浮置板板端位移和隧道壁源强振动均逐渐降低,但降低幅度亦有所下降,剪力铰对板端位移、源强振动的抑制作用应存在一个上限。在预制式浮置板轨道剪力铰数量不变的情况下,布置形式为上置式和侧置式时板端位移要小于中置式。研究成果为进一步优化预制式浮置板轨道的设计参数提供了参考依据。 展开更多
关键词 地铁 预制式浮置板轨道 优化设计 隔振器 剪力铰
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钢弹簧浮置板轨道减振性能现场对比测试 被引量：6
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作者 李明航 吴宗臻 +2 位作者 马蒙 王文斌 张胜龙 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期44-51,196,共9页
为研究随机列车荷载作用下钢弹簧浮置板轨道(steel spring floating slab track,简称SSFST)上线运营后的减振效果,选取某地铁线路同一区间、同一曲线段内的普通无砟轨道及钢弹簧浮置板轨道典型测试断面,在同一天内开展了现场对比测试。... 为研究随机列车荷载作用下钢弹簧浮置板轨道(steel spring floating slab track,简称SSFST)上线运营后的减振效果,选取某地铁线路同一区间、同一曲线段内的普通无砟轨道及钢弹簧浮置板轨道典型测试断面,在同一天内开展了现场对比测试。研究结果表明:钢弹簧浮置板轨道减振效果的线上评估结果与列车、轨道的实际运营状态直接相关;在不同列车的随机激励作用下,Z振级相对插入损失(ΔVL_(Z,max))相差超过10 dB,且部分测试样本无法满足特殊减振的设计需求;为获得保守的评价结果,应选择轮、轨平顺状态良好的运营区段开展对比测试;通过合理的养护维修,使运营列车及轨道保持良好的运行状态,是减振轨道区段满足振动控制需求的关键。 展开更多
关键词 钢弹簧浮置板轨道 减振效果 列车振动 地铁
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考虑剪力铰与钢弹簧变刚度下浮置板轨道减振特性研究 被引量：2
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作者 黄腾锋 万灵 +2 位作者 黄强 张雨萱 崔正阳 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第2期185-191,共7页
针对浮置板轨道中浮置板端部位移偏大的问题,研究剪力铰设置与钢弹簧变刚度两种方式对浮置轨道位移的改善效果。将剪力铰简化为剪切弹簧阻尼单元,根据浮置板挠度分布及钢弹簧间距调整浮置板下钢弹簧刚度,基于振型叠加法和龙格-库塔法数... 针对浮置板轨道中浮置板端部位移偏大的问题,研究剪力铰设置与钢弹簧变刚度两种方式对浮置轨道位移的改善效果。将剪力铰简化为剪切弹簧阻尼单元,根据浮置板挠度分布及钢弹簧间距调整浮置板下钢弹簧刚度,基于振型叠加法和龙格-库塔法数值计算研究不同剪力铰刚度与钢弹簧刚度下浮置板轨道的减振特性。研究表明,设置剪力铰可以有效减少浮置板端部的位移差,但主要对端部3 m左右范围内的浮置板位移改善较为有效,剪力铰刚度并非越大越好,刚度取值应使浮置板和钢轨的位移波动幅度尽可能小。在钢弹簧总刚度不变的前提下,根据浮置板挠度分布调节钢弹簧刚度对浮置板位移和端部位移差的改善效果不大,但可以有效减少钢轨位移及其波动幅度,且长型浮置板轨道下的减振效果更好。适当扩大钢弹簧间距从而增大弹簧刚度可以改善浮置板轨道的位移响应,但间距过大时浮置板位移会出现剧烈波动。研究可为浮置板轨道的减振设计提供一定参考。 展开更多
关键词 振动与波 浮置板轨道 剪力铰 钢弹簧刚度 端部位移差 钢轨位移 浮置板位移
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