轨道交通列车过岔振动特性研究

摘
要
建立 了列车过岔有限元模型， 利用轨道振动微分方
加， 从而加剧轮轨系统的动力响应 ， 增大岔区轨道部 件的动应力 ， 缩短其使用寿命 ， 轻则影响列车通过时 的舒适 性 ， 重则 形成 安 全 隐 患 。本 文 试 图 从理 论 上
探讨轨道 交通 中列 车过 岔 时对 轨 道 振 动 的影 响 ； 通 过 建立 分析模 型 ， 性研 究 不 同列 车 速 度 和轨 下 刚 定 度在辙叉 区对 轨道 振动 响应 的影 响 。
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难度 较大 。与基 本 轨 相 比， 道岔 区 内钢轨 的一 个 主 要 受力特 点是 ： 岔枕 的偏 心受 载和弯 曲变形 ， 非 长 使 承载 钢轨 间接地 分 担 着一 部 分 列 车荷 载 ， 承 载 钢 对 轨 起着 帮轨作 用 ， 如图 １ 示 。 所
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图 １ 轮载作 用下 岔区轨道结构力学模型
根据道 岔 的复 杂 结构 ， 区 内所 有 的梁 单元 均 岔 假定 为欧拉 梁 ， 不计轴 力 和剪 切影 响 ； 轨梁单 元均 钢 为 双向 可弯 的弹性梁 ， 岔枕梁 单元 为可弯 的弹性 梁 。 由于 双 向可弯梁 单 元 的垂 向和横 向位 移不 耦 合 ， 因 而单元 刚度 和质 量 矩 阵可 按 单 向可 弯向可弯 的有 限梁 单元 的节 点 位移 列 阵 、 函数及单 元 内任意一 点 的位 移分 别为 ： 形
１ 轨道 交通 列车过岔动力分析模 型
１ １ 岔 区轨 道结构 有 限元控制 方程 【－】 ． １２
关键 词
轨道交通 ；轨道振 动特性 ； 岔；有限元模 型 道
Ｕ １ ． １ ； ２ ３ ６ ２３ ２ ２ Ｕ １ ．
中图分 类号
在道 岔 区 ， 道结构 型式 比区间线 路复 杂 ， 算 轨 计
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轨道交通列车过岔振动特性研究
谭 晓春 罗雁 云
（ 同济大学铁道与城市轨道交 通研究 院 ，０ ８ ４ 上海∥第一作者 ， ２ １０ ， 硕士研究生）
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刚度
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程原理 ， 性研 究城市轨道交通中不 同轨下 刚度和列 车速度 定 在道岔辙叉 区对轨道振 动特性 的影响。分析 了心轨 尖端、 心 轨跟端及辙叉 区共用 垫板 中心 等特 殊部位 处的轨道 振动特 性 。结果表 明： 列车速度 的变化对钢轨最大 竖向加速度和 岔
枕最大竖 向加速度 的影响较大 ； 而辙叉 区轨下 刚度的变化对 钢轨最大竖 向位 移、 岔枕最大 竖向位移及岔枕最大竖 向加速 度有较大的影响。