梯形轨枕轨道力学性能分析
城市轨道交通桥上梯形枕轨道纵向力研究
摘
要 ：以往线桥模 型计算无砟轨道纵 向力时，是将线路 纵向阻力简化 为扣件纵 向阻力 ，这与桥
上梯形枕轨 道实际工况有很 大出入。文章在前人研 究的基础上 ，建立 了考虑 凸型挡 台胶垫及弹性 支承 的轨 一 形枕 一 梯 桥纵 向一体化力 学模 型 ，以一城 市轨道 交通 ５ ３ × ０ｍ双线箱型 梁桥为例 ，对其进行纵 向力分析 ，并与传统的线桥模 型进行 对比 ，结果表 明，凸型挡 台及 弹性 支承的影响不可忽略 。 关键词 ：无砟轨道 ；纵向阻力 ；梯形枕 ；力学模型 ；对比
讨 。针对 以上问题 ，本文建立一种能 同时反 映轨 一枕
一
挡 台作传 力装 置 ，两侧 贴 有缓 冲 胶垫 以缓 冲 其纵 向 力 ，其它 区域与桥面依靠 弹性支撑保持 滑动状态 ，枕 下 弹性支承等间距布置 ，桥梁接缝范 围内 ，梯 形枕可 直接跨越 ；连续的铺设方式有利 于缓 冲桥 梁伸缩对轨
中图分 类号 ：Ｕ １． ２ ２ ３２ １ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ８２ （０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ３— ８５ ２ １ ）４— ２ ４— ３
目前 ，国内外对桥上无缝线路梁轨相互作用虽 进
道板铺设在纵 向连续的底 座板上 ，轨枕一侧设 置凸型
行过研究 ，但其力学分析模型大都不考虑轨枕层 的影 响，在分析无砟 轨道 时认为线路纵 向阻力 即为扣件 阻 力 …。梯形轨枕是一种新 型无砟轨道结构 ，与桥梁 的 连接方式与无缝 线路有所不 同 ，用传统 的线桥模 型分 析桥上梯 形枕 轨道 纵 向力是 否 适 宜 ，仍需 要深 入 探
ｅｅ ｎ ｔ ｏ ． Ｔ ｒｕ ｈ ｃ ｍｐ ｒ ｏ ｆｂ ｔ ｍ ｎ ｅ ｔａ ｅ ｕ ａ ｍｅ ｔｏ ｉｅ ｅ ｔｅａ ｔ ｌｅ ｅ ｓｕ ｄ ｒ ｌｍｅ ｔｍｅｈ ｄ ｈ ｏ ｇ ｏ ａｉ ｎ ｏ ｏｔ ａ ｄ ｃ ｎｒ ｌ ｘ ｒｌｍｏ ｎ ｆｄｆ ｒ ｎ ｌｓｉ ｓｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｓ ｏ ｌ ｆ ｆ ｃ ｄｆｅｅ ｔｓ ｐ ｏｔ ｇ ｌｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｎ ｂｅ ｒｔ ｆｓｅ ｐ ｒｌｎ ｔ ｎ ｕ ｐ ｒ ｎ ｅ ｇｈ ｏ ｏ ｇｅａ ｔ ｌｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｕ ｐ ｒｉ ｅ ｇｈ，ｔｅ ｒａ ｏ ａ ｌ ａｉ ｏ ｌｅ ｅ ｅ ｇｈ ａ ｄ ｓ ｐ ｏ ｉ ｇｌｎ ｆ ｎ ｌｓｉ ｓ ｐ ｒ ｆ ｎ ｏ ｔ ｔ ｌ ｃ ｅ
城际铁路曲线地段梯形轨枕有砟轨道动力性能分析
城际铁路曲线地段梯形轨枕有砟轨道动力性能分析
张永伟;李萍;李玉路;周丽
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】围绕梯形轨枕有砟轨道在城际铁路中适应性问题,测试城际列车以
80~176 km/h通过半径为1432 m曲线地段时梯形轨枕有砟轨道系统动力性能指标,对比梯形轨枕有砟轨道和普通Ⅲ型枕动力性能。
运用车辆与轨道动力相互作用原理和有限元方法建立曲线地段梯形轨枕有砟轨道动力学模型,进一步评估城际列车以不同速度通过时的行车安全性及舒适性。
研究结果表明(:1)列车实际通过曲线地段梯形轨枕有砟轨道时的安全性和轨道结构稳定性均满足规范要求(;2)梯形轨枕有砟轨道较普通Ⅲ型枕有更良好的减振性能,车速从80提高至176 km/h时,减振效果从8.3降低至6.2 dB(;3)考虑道床横向阻力非线性特性的车辆与轨道动力相互作用分析表明,随着车速增大,梯形轨枕有砟轨道动力响应增大,列车运行安全性和舒适性均降低,但仍满足规范要求,其中车辆与轨道的横向动力响应受车速影响更为明显。
【总页数】6页(P276-281)
【作者】张永伟;李萍;李玉路;周丽
【作者单位】易科路通轨道设备有限公司;中国铁道科学研究院集团有限公司城市轨道交通中心;北京交通大学土木建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U239.5
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2.京张高速铁路有砟轨道动力特性及轨枕优化研究
3.浮置式梯形轨枕轨道减振器刚度对轨道动力特性影响分析
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5.地铁列车高速行驶时梯形轨枕轨道动力性能分析
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钢弹簧浮置板轨道和梯形轨枕道床综合性能比较
要减振措施。北京地铁在高等减振要求的区间大量使用钢弹簧浮置板 【 ３ １ 韦 红亮， 练松良 ， 周宇． 高架钢弹簧浮置 板轨道减振特性分析佣 ． 同济大 轨道 。分析结果表明：钢弹簧浮置板可以有效地减缓隧道正上方的振 学 学报’ ２ ０ １ ２ ４ ｏ ） ． 幅， 而对隧道两侧 的振动对 １ ０ ２ ０ Ｈｚ 频率段有显著作用 ， 对 １ ０ Ｈ ｚ 频率 ［ ４ １ 苏宇 ， 刘 维 宁， 孙 晓静 ． 梯 形轨 道 减 振 性 能研 究们． 铁道标准设计２ ０ ０ ７ 以下的频率段几乎没有作用日 。梯形轨枕兼具复合轨道的高刚性和适当 （ １ ０ ） ： ６ ９ － ７ １ ． 弹性的特点， 可以有效的减小结构振动。 北京交通大学对梯形轨道减振 ｆ ５ １ 朱勇坚． 从施工及维修 角度分析轨道减振措施的取舍ｆ Ｊ １ ． 中小企业管理 性能进行测斌， 结果表明： 对于 ２ ８ Ｈ ｚ 以上频率段梯形轨道可以使竖向 与科， ２ ０ ￣ ４ Ｃ ／ ） ． 加速度值降低两个数量级Ｈ 。而对低频振动的减振效果作用一般。 ［ ６ 】 安客艮 浮置板对地铁 列车的振动和噪声影响研究 ．山西建筑，
周内地铁铺轨 期一般要求铺轨综合进度能达 到 ７ ５～１ ０ ０ ｍ ／ 天， 起舒适 、 安全 、 快捷 、 方便的运输任 务， 城市轨道交通以其特有的优越 Ｔ作面。而当考虑到土建施工等其他 因素 ， 铺轨进度就需增加到 １ ０ ０～ 性， 有效的解决 了这一难题 Ｉ ， 但是， 随着城市轨道路网的密集化 ， 很多线 １ ５ ０ ／天 ／ ｍ 『 ｒ 作面， 这样才能满足工期要求。梯形轨枕道床施＿ ［ 工法采 路无可避免的需要下穿（ 侧穿 ） 民居 、 学校等建筑物， 这样城轨所带来的 用“ 自上而下一次浇筑成型” ， 因此轨枕 自身框架性好 ， 轨排组装后 的轨 振动更加严重的影响 ＿ 『 居 民的正常生活，因此必须设置必要的减振措 距及轨底坡精度高 ，精调丁作量可减少 ，故其施工速度与普通轨道一 施。目前 ， 我国针对下穿（ 侧穿 ） 建筑物的特殊减振地段大多采用钢弹簧 致 ， 在工期适应性方面有很大的优势。钢弹簧浮置板配筋多 、 结构复杂 、 浮置板和设置梯形轨道两种措施。因此 ， 本文通过结合我国国内实际使 序多 ，对工期的适应性相对较差 。钢弹簧浮置板施工工法一般有三 『 ｛ ｊ 和施工条件对比了钢弹浮置板轨道和梯形轨枕道床综合性能并做出 种 ， 不同工法的施工速度相差很大 ， 但是即使是施工速度最 陕的预制浮 合理 建议 。 置板工法， 施工速度也仅为 ５ ０～ ６ ０ ｍ ／ 天／ 工作面 ， 而且此种工法加大了 ２基 本原 理 施工难度， 使得每公里的造价增加了 １ ５ ０ 万元。 钢弹簧浮置板的结构为一定质量和刚度的混凝土道床板浮置在若 ３ Ａ 养护 、 检修 与运 营适应 胜 干弹簧阻尼隔振器上 ， 隔振器 内放置有螺旋钢弹簧和粘滞 阻尼 ， 当动荷 梯形轨枕的主体结构耐久性一般可达到 １ ０ ０ 年之久 ， 而其减振垫 调整或更换也极其简单便捷。 相较之下虽然钢弹簧浮置板的隔 载传递到道床板上时会被具有很大 性质量道床板基本抵消掉 ，只有 的检查 、 少量残余动荷载和静荷载可以传递到基础垫层中去。道床板受力后， 将 振器数量众多 ， 且 由于浮置板本身刚度较大 ， 很难检查辨别出失效的隔 同时 ， 钢弹簧浮置板施工时应避免将隔振器设置在钢轨 下方 ， 否 受到的力传递给基础垫层上的隔振器，再由隔振器传递到基础垫层中 振器 ， 去， 力在通过隔振器时 ， 隔振器对传递过来的能量进行调谐 、 滤波 、 吸 则后期的检修和更换隔振器之前都必须先要拆除钢轨 ，增加了施工难 度 和施工 成本 。而 在排水 方面 ， 梯 形轨 枕道床 拥有 着天 然的 陛能优 势 ， 收， 从 而达 到隔振 减 振的效 果日 。 梯形轨枕道床可以同时设置中心排水明沟和两侧排水沟 ，这样不管是 梯形轨枕减振道床为弹性支座板式结构， 并在纵向轨枕的形式下 ， 左右枕梁问等距离加设横梁 ，由于沿纵向保持连续的纵向梁互相连接， 普通无砟轨道 的两侧排水沟，还是像钢弹簧浮置板一样的中心排水沟 防止了纵向梁端部轨道沉降量过大和易破损。而且通过连续设置轨垫， 都很容易做链接过渡 。而钢弹簧浮置板由于 自身结构构造的所限 ， 只 减少 了地基震动 、 滚动噪音和轨道的波浪变形 ， 从而达到了减振降噪的 能在浮置板底部设置排水暗沟 ， 但是 由于暗沟的 标高较低 ， 所以很容易 目的 。 产生积水病害 ， 并且暗沟较难设置排水过渡段。 更为严重的是很难对暗 沟进行行之有效的检查 ， 一旦产生淤积后很难清理。
浮置式梯形轨道的承载性能与环境性能分析
本东京农工大学， 士。 博
铁道标准设 计
Ｒ Ｉ ＡＹ Ｔ ＮＤ Ｒ ＤＥ Ｉ Ｎ ２ ０ （ ０ Ａ ＬＷ Ｓ Ａ Ａ Ｄ ＳＧ ０ ７ １ ）
维普资讯
产 品研究 ・
・
张 杰， 姜坚白， 邓玉姝， 等一浮置式梯形轨道的承载性能与环境性能分析
量弹簧 系统 。其 “ 轻量 化 ” “ 、 必要 充 分 的 弹性 ” “良 和
关键 词 ： 形 轨 道 ；冲 击轮 重 ； 限状 态设 计 ； 造 物噪 声 梯 极 构
中 图分 类 号 ： ２ １ ２ ３ ２ Ｕ ３ ；Ｕ １ ． 文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： ０ １ ４—２ ５ ２ ０ ） ０ ０ １ ０ ０ ９ ４（ ０ ７ １ —０ ５ — ４
３ ．北 京 交 通 大 学 ， 京 １ ０ ４ ４ 北 ０ ０ ４； ．北 京 易 科 路 通 科 技 有 限 公 司 ， 京 １ ０ ４ ） 北 ００ ４
摘
要 ： 为 第二 代 无 碴 轨 道 ， 置 式 梯 形 轨 枕 轨 道 实 现 了低 作 浮
量 ） 又能 大 幅度 提 高 荷 载 的 分 散 能 力 。 如 果 将 现 有 ， 的钢 轨重 量化 ， 么 ， 那 冲击 轮 重 将 增 大 ， 无 缝 长 钢轨 在 的轨 道纵 弯 曲将增 加 ， 传动 声 、 冲击 声将 提 高等 相关 弊 病 随之而 来 。为 了减 少 这 些 弊 病 ， 者 对 由钢 轨 和梯 笔
０２ ．５
第 一 种设计 轮重 是根 据轨 道不 平顺 以静 止轮 重为 中心在 低频 范 围 的动 态 轮 重 。在梯 形 轨 枕 的设 计 中 ，
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一
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，
不同桥型上梯形轨枕轨道动力特性及减振性能研究 (1)
北京交通大学硕士学位论文均采用了弹性短轨枕产品。
在此以后的几年在深圳地铁一号线延伸线、地铁二号线，广州地铁二、八号线，成都地铁一号线，天津地铁二号线和沈阳地铁一号线都采用了弹性短轨枕产品【３Ｊ。
但是随着先期应用弹性短轨枕的地铁线路投入运营之后，人们发现弹性短轨枕减振方案有几个明显的缺陷：一是轨距保持能力较差；二是轨距和轨底坡调整困难；三是养护更换困难；四是橡胶包套进水之后减振性能下降；五是弯道钢轨浪磨现象严重。
尤其是在香港地铁比大陆应用更早的弹性短轨枕轨道的更换维护上遇到了工程设计之初所未想到的困难：减振部件橡胶包套和弹性垫板无法用原设计部件直接更换，只能重新设计尺寸更小的橡胶包套、弹性垫板和混凝土短枕进行更换后再用高强度快干水泥来填补空隙来完成。
后来将弹性短轨枕减振方案废除而用其它减振扣件来代替【３１。
２．浮置板轨道浮置板轨道是一个弹簧一质量系统，即通过弹性体将轨道上部结构与底座基础完全隔离开来，使其处于悬浮状态，利用整个轨道板在弹性体上进行惯性运动来隔离和衰减列车运行所产生的振动。
其隔振原理是增大振动体的振动质量和弹性，利用其惯性力吸收冲击荷载，从而起到隔振作用。
这种隔振系统在共振频率下的放大倍数很低，所以减振降噪效果非常显著。
目前，常见的浮置板轨道结构主要有两种型式：钢弹簧浮置板和橡胶浮置板【５１。
（１）钢弹簧浮置板轨道钢弹簧浮置板轨道是用钢弹簧设计制成钢弹簧支座作为混凝土浮置板的弹性支撑从而形成一个“质量．弹簧”系统，其结构分为以下５个部分：下部基础、弹性隔振器、混凝土浮置板、钢轨、扣件、剪力铰。
支承部件由螺旋钢弹簧和粘滞阻尼组成，根据钢弹簧支承位置的不同可分为侧置式、内置式两种，如图１．７及图１．８所示【２１。
图１．７侧置式钢弹簧浮置板图１－８内置式钢弹簧浮置板钢弹簧浮置板轨道隔振效果很好，隔振系统的固有频率约为５－７Ｈｚ，减振效果为１５．２５ｄＢ。
但钢弹簧浮置板轨道的造价较高，适合应用在医院、博物馆、音乐厅、科研院所、会议中心等对减振降噪有特殊要求的地段。
时速120 km地铁梯形轨枕轨道现场测试与分析
关键词 ： 梯 形 轨 枕 ；时 速 １ ２ ０ ｋ ｍ；现 场 测 试 ；减 振 效 果 ：地 铁 中图 分 类 号 ： Ｕ ２ ３ １ ； Ｕ ２ １ ３ ． ２ ４ 文 献标 识码 ： Ａ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ３ ２ ３ ８ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ — ２ ９ ５ ４ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ ０ ９
时速 １ ２ ０ ｋ ｍ 地铁 梯形轨枕 轨道现场测试 与分析
葛 辉 ，王
（ １ ．西南 交 通 大 学 高 速 铁 路 线 路 工 程 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ； ２ ．西南 交 通 大学 土 木 工 程 学 院 ， 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
第６ １卷
第 ４期
铁 道 标 准 设 计
ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ Ｓ ＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳ Ｉ ＧＮ
ＶＯ １ ． ６１ ＮＯ． ４
２ ０ １ ７年 ４月
Ａｐｒ ．２ ０１ ７
文章编号 ： １ ０ ０ ４～２ ９ ５ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４— ０ ０ ３ ８— ０ ４
摘 要 ： 为详细评价速度 １ ２ ０ ｋ ｍ ／ ｈ地铁 中梯 形 轨 枕 轨 道 的 减 振 效 果 ， 通过 对 某 地铁 线路 现 场 测 试 的 方 法 ， 在 时域 和 频 域 内对 比分 析 梯 形 轨 枕 轨 道 较 普 通 长枕 整体 道床 轨 道 的 减 振 效 果 。 结 果 表 明 ： 梯 形 轨 枕 轨 道 从 振 动 根 源 处 就 得 到 了有 效 的 减 振 且 减 振 的效 果较 好 。普 通 长枕 整体 道床 轨 道 能 有 效 减 弱振 动 加 速 度 从 钢 轨 至 道 床 的 传 播 ， 但 是 从 道 床 至 隧道 振 动 加 速 度 的 衰 减效 果要 弱 于 梯 形 轨枕 轨 道 。梯 形 轨 枕 轨 道 减振 效 果 整 体 好 于 普 通 长枕 整 体 道 床 轨 道， 且 能 有 效 地 降 低 中 高频 段 的 噪 声 。
梯形轨枕的结构特点
梯形轨枕的结构特点
梯形轨枕是一种用于铁路轨道上的支撑装置。
它的结构特点如下：
1. 梯形形状：梯形轨枕的截面呈现出梯形形状，上部较宽，下部较窄。
这种形状有助于提供更大的支撑面积，增加轨道的稳定性。
2. 高强度材料：梯形轨枕通常由高强度的混凝土材料制成，能够承受
大的轨道负荷和动力作用。
这种材料能够确保轨枕的耐久性和稳定性。
3. 内部结构设计：梯形轨枕内部通过设计，使其具有良好的阻尼和弹
性特性，能够吸收和分散轨道上的动荷载和振动。
这有助于降低轨道
的噪音和震动，提高行车的平稳性。
4. 安装和连接方式：梯形轨枕通常采用螺栓或其他连接方式与轨道连接。
这种连接方式能够确保轨枕与轨道之间的稳固性和紧密度，提高
轨道的安全性和可靠性。
总结起来，梯形轨枕的结构特点包括梯形形状、高强度材料、良好的
阻尼和弹性特性，以及稳固的安装和连接方式。
这些特点使得梯形轨
枕能够提供良好的支撑和稳定性，从而确保铁路轨道的安全和可靠运行。
有砟道床梯形轨枕横向阻力试验与构成分析
高也在规范中不断强化[3-4]. 然而，当列车高速通过时，砟肩堆高和枕心部位存在较大的空气负压力，是飞砟现象主要发生区域，影响行车安全[5]. 因此，研究不同形式的轨道结构对铁路发展十分重要. 尤其在“一带一路”倡议中，研究不同类型轨道结构，丰富我国轨道形式，对我国铁路走出去至关重要.梯形轨枕起源于日本，由两根纵向预应力混凝土梁和3根起连接作用的横向圆钢或方钢构成，适用于城市轨道交通、重载铁路和高速铁路[6]：（1）在城市轨道交通中，研究表明梯形轨枕能显著提高道床横向阻力，基于这一提升作用，梯形轨枕可用于优化有砟道床选型，例如降低砟肩堆高、减小砟肩宽度，这一优点可在大大节约道砟用量、减少占地面积[7-10].（2）在重载铁路上，相比Ⅲc型轨枕，梯形轨枕稳定性更好，能够减小列车经过时传递给道床的动荷载和振动. 因此，轨道养护维修频率低，使用寿命更长[9, 11-12].（3）在高速铁路无砟轨道中，梯形轨枕已有较多应用[10, 13]；在有砟轨道中，列车以350 km/h或更高速度运营时，存在飞砟风险，而梯型轨枕运用在有砟轨道上，采用平肩式道床，可降低飞砟风险.然而，现阶段对梯型轨枕有砟道床横向阻力数值和分担机理尚不明确. 本文基于现场试验，测定梯形轨枕有砟道床横向阻力，并与我国Ⅲc型轨枕进行对比. 需要说明的情况是，本次试验道床仅采用小型夯实机夯实，未经过列车碾压或大机稳定.1 方法及材料1.1 材料本次试验为道床横向阻力测试，测试地点位于北京交通大学滨海学院试验场内，铺设的12 m有砟道床作为试验平台. 试验道床厚度350 mm，边坡坡度1∶1.75. 试验采用道砟材质为玄武岩，各项指标均符合特级道砟要求[3].为保证道床密实，铺设时采用分层夯实方法，使用110型电动平板夯实机，350 mm厚道床分4层4次夯实铺设，轨枕放置后，枕心及砟肩部位采用3层3次夯实. 为确保试验对比准确，所有工况严格采用同样铺设夯实方法，保证道床密实度相同.梯形轨枕实长5.9 m，名义长6.0 m （铺设间隔0.1 m），质量3.6 t，2根预应力混凝土梁长5 900 mm，宽580 mm，厚185 mm，内侧间距840 mm，通过3根横截面长125 mm、宽75 mm的方钢连接，扣件中心间距600 mm，梯形轨枕与其结构如图1所示. 对比试验采用我国Ⅲc型轨枕.图 1 梯形轨枕Fig. 1 Ladder sleeper1.2 试验方法本文为道床横向阻力现场试验，梯型轨枕的测试无垂向荷载，采用临近轨道提供横向反力[13]. 反力装置分为两部分，第1部分采用6根长度4.0 m、外径48 mm、壁厚3 mm钢管横向排列，在1.3 m及2.6 m处加设横向钢管，扣件连接，钢管一端固定在临近道岔区钢轨上，另一端固定在架立起的钢轨上，此部分作为基础部分，可提供稳定的反力支撑；第2部分采用4根长度4.0 m、外径76 mm、壁厚3.5 mm 钢管，2根一组，一端固定在钢轨上，另一端放置千斤顶施加推力，此部分为传力部分，提供直接反力.反力装置整体情况如图2所示.图 2 反力装置Fig. 2 Counterforce device在梯形轨枕横向阻力测试中，采用2个10 t液压千斤顶分别布置在距轨枕端部1 400 mm处的两侧，采用同步分级加载方式；轮辐式压力传感器（量程10 t、灵敏度2 mV/V）连接INV3018A型数据采集仪记录压力值；2个位移计（量程30 mm、精度10西 南 交 通 大 学 学 报第 54 卷0.001 mm ）分别布置在梯形轨枕千斤顶的对侧两端，测定位移值. 现场布置与测试情况如图3（a ）所示.由于采用液压式千斤顶，每一级加载后，需要随时读数、补加压力，以保证推力稳定，待到位移基本不变或1 min 后，进行下一级加载. 位移计的读数与记录同推力保持一致，一一对应. 试验进行至阻力大致不变而轨枕位移不断增加时，认为达到阻力极限，停止加载. 每级加载前后记录两组数据. 试验采用严格相同的道床铺设方法，最大限度保证了每次试验道床情况的统一，因此，每种工况进行3次测试. 将平均值绘制成图，取位移2 mm 时对应的阻力值为此种工况的道床横向阻力[14-16].Ⅲc 型轨枕横向阻力测试中，采用自制反力架提供反力，1个液压式千斤顶加压，其余控制条件及测试标准与梯形轨枕相同. 现场试验情况如图3（b ）所示.(a ) 梯形轨枕横向阻力测试(b ) Ⅲc 型轨枕横向阻力测试图 3 横向阻力现场测试Fig. 3 Lateral resistance in situ test1.3 试验工况为研究梯形轨枕与Ⅲc 型轨枕的对比. 设置工况R1为砟肩宽度500 mm 、砟肩堆高150 mm 、Ⅲc型轨枕；工况R2为砟肩宽度500 mm 、平肩式（砟肩堆高为0）道床、Ⅲc 型轨枕. 为研究砟肩宽度对梯形轨枕横向阻力的影响，在平肩式道床基础上，设置工况A1～A4分别为砟肩宽度500、400、300、200 mm.为研究枕心高差的影响，在无砟肩的道床上，设置工况B1～B4分别为枕心饱满、降低40 mm （约为一个道砟粒径）、降低高度50%、枕心内无道砟. 与此同时，工况A1、B1、B4间组合、做差可表示梯形轨枕横向阻力分担. 10种工况具体情况如表1所示.表 1 工况类型Tab. 1 Test condition 工况砟肩宽度/mm 砟肩堆高/mm 枕心高差轨枕类型R1500150饱满Ⅲc 型R25000饱满Ⅲc 型A15000饱满梯形A24000饱满梯形A33000饱满梯形A42000饱满梯形B1饱满梯形B2降低40 mm 梯形B3降低50%梯形B40梯形2 结果与分析梯形轨枕总长6.0 m ，在相同长度上可铺设10根Ⅲc 型轨枕，因此道床横向阻力采用每延米阻力（kN/m ）进行对比分析.2.1 梯形轨枕与Ⅲc 型轨枕梯形轨枕与标准工况Ⅲc 型轨枕对比如图4所示. 结果表明，R1工况中，Ⅲc 型轨枕的横向阻力为16.11 kN/m. 然而，取消砟肩堆高后（R2），Ⅲc 型轨枕的横向阻力仅为11.75 kN/m ，降低了29%；在相同道床条件上铺设的梯形轨枕（A1）道床横向阻力为18.31 kN/m ，相比工况R1，提升约14%，相比工况R2，提升约55%.图 4 梯形轨枕与Ⅲc 型轨枕对比Fig. 4 Comparison between ladder sleeper and Ⅲc sleeper 2.2 砟肩宽度对梯形轨枕道床横向阻力影响不同砟肩宽度对梯形轨枕道床横向阻力影响如图5所示. 这一对比中，梯形轨枕均铺设在平肩式道床上，结果表明，工况A1 （砟肩宽度500 mm ），梯形轨枕道床横向阻力为18.31 kN/m ；工况A2 （400 mm ）为18.20 kN/m ；工况A3 （300 mm ）为18.14 kN/m ；工况A4 （200 mm ）为17.93 kN/m. 砟肩宽度由200 mm第 1 期井国庆，等：有砟道床梯形轨枕横向阻力试验与构成分析11增加至500 mm 过程中，道床阻力无明显增加，并且，在砟肩宽度200 mm 时，铺设梯形轨枕的道床横向阻力已大于工况R1约13%. 由于梯形轨枕限位凸台宽度200 mm ，故200 mm 为最低砟肩宽度.图 5 砟肩宽度对梯形轨枕道床横向阻力的影响Fig. 5 Influence of shoulder width onladder sleeper lateral resistance2.3 枕心高差对梯形轨枕道床横向阻力影响枕心高差对横向阻力的影响如图7所示. 试验均为无砟肩道床，结果表明，枕心无道砟（工况B4）道床横向阻力为6.21 kN/m ，填入高度50%道砟（工况B3）阻力为11.46 kN/m ，降低40 mm （工况B2）阻力为13.43 kN/m ，枕心饱满 （工况B1）阻力为14.76 kN/m. 这一加高过程中，相比枕心无道砟，阻力分别提高约84%、116%、137%.图 6 枕心高差影响Fig. 6 Influence of crib height onladder sleeper lateral resistance2.4 梯形轨枕道床阻力分担工况A1的测试结果为道床横向阻力总值，工况B1的测试结果为轨枕底面与枕心两部分的阻力，工况B4的测试结果为轨枕底面的阻力，A1、B1的测试结果差值可表示砟肩部分阻力，B1、B4的测试结果差值可表示枕心部位阻力，由此可得到3部分道床横向阻力值及其分担. 结果如表2所示.表 2 梯形轨枕阻力分担Tab. 2 Ladder sleeper lateral-resistance constitution 阻力部分计算来源横向阻力/（kN•m –1）所占比例/%总值A118.31100枕底B4 6.2134端部A1、B1的差值 3.5519枕心B1、B4的差值8.5547相关研究表明，条形轨枕道床横向阻力的来源分为3个部分，受力情况如图7（a ）所示，F bottom 表示轨枕底面与道床的摩擦，承担整体阻力值的45%～50%；F side 表示轨枕侧面与枕心部位道砟的摩擦，承担15%～20%；F end 表示轨枕端部道砟抗剪提供的阻力，承担35%～40%[17-19]. 关于梯形轨枕与Ⅲc 形轨枕阻力差异分析可总结如下：（1） 梯形轨枕底部面积6.964 m 2，小于相同长度上10根Ⅲc 型轨枕7.72 m 2，因此梯形轨枕底面提供阻力值占比较小.（2） 不同于Ⅲc 轨枕侧面摩擦力F side ，由于梯型轨枕为纵向轨枕，枕心部分由轨枕框架内道砟抗剪（F crib ）提供. F side 占比较小，而F crib 则提供了最大部分阻力.（3）梯形轨枕端头面积为1.09 m 2，提供最少部分阻力，相同长度上Ⅲc 型轨枕端头面积为0.590 m 2.但由于Ⅲc 型轨枕端头间隔不连续，每一部分影响扩展深度更大，阻力更大.图 7 轨枕横向阻力构成Fig. 7 Constitution of lateral resistance 3 结 论本文基于现场试验测试梯形轨枕横向阻力，并与Ⅲc 型轨枕进行对比，分析了梯形轨枕道床阻力特性，结论如下：（1） 砟肩宽度500 mm 情况下，梯形轨枕平肩式道床，与Ⅲc 型轨枕，砟肩堆高150 mm 及平肩式相比，道床横向阻力分别提升约14%、55%.（2） 梯形轨枕砟肩宽度由200 mm 增加至500 mm 过程中阻力无明显增加，由于梯形轨枕限位凸台宽12西 南 交 通 大 学 学 报第 54 卷200 mm ，故不再降低砟肩宽度.（3） 梯形轨枕枕心高差由无砟变为填入50%道砟、较承轨台低40 mm 、饱满，这一过程中，道床横向阻力分别提高约84%、116%、137%，即枕心道砟道床阻力贡献显著.（4） 本次试验基于平肩式结构，梯形轨枕底部阻力占道床横向阻力总值34%；枕心提供约47%；端头阻力提供约19%.（5） 砟肩宽度200 mm 、平肩式道床上采用梯形轨枕，道床横向阻力已超过阻力最大的Ⅲc 型轨枕工况（砟肩宽度500 mm 、砟肩堆高150 mm ） 13%，由此表明采用梯形轨枕可大幅降低轨道占地及道砟用量.参考文献：井国庆. 铁路有砟道床[M]. 北京：中国铁道出版社，2012: 140-141.[ 1 ]KISH A. On the fundamentals of track lateralresistance[R]. 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梯形轨枕对轨道交通高架桥梁的减振作用分析的开题报告
梯形轨枕对轨道交通高架桥梁的减振作用分析的开题报告一、研究背景及意义随着城市化的不断推进，城市轨道交通建设也在不断发展。
然而，高架桥梁在城市轨道交通线路中起到了非常重要的作用，但其运行噪音和振动问题一直存在。
这不仅会影响人们的居住品质和生活质量，也会影响桥梁运行的安全性和寿命。
因此，减小高架桥梁的振动和噪音成为了解决问题的重要环节。
梯形轨枕作为一种常见的轨道交通铺设方式，其对轨道交通高架桥梁的减振作用得到了广泛关注。
本研究旨在探究梯形轨枕对轨道交通高架桥梁的减振作用，为轨道交通高架桥梁的设计和运行提供参考依据。
二、研究对象及内容本研究以轨道交通高架桥梁为研究对象，重点探究梯形轨枕对其减振作用的影响，并分析其减振机理。
具体研究内容包括以下几个方面：1、梯形轨枕的特点和类型。
2、轨道交通高架桥梁的结构和运行振动特点。
3、梯形轨枕对轨道交通高架桥梁的减振作用分析。
4、梯形轨枕减振机理的研究。
5、实验验证梯形轨枕对轨道交通高架桥梁的减振作用。
三、研究方法本研究主要采用文献调研和实验研究相结合的方法。
首先，通过文献调研了解梯形轨枕的特点和类型，探究其在轨道交通系统中的应用情况，并了解轨道交通高架桥梁的结构和运行振动特点。
其次，通过实验研究验证梯形轨枕对轨道交通高架桥梁的减振作用。
在研究过程中，我们将分别采用有和无梯形轨枕的情况进行对比实验，测量不同情况下高架桥梁的振动情况，从而分析梯形轨枕的减振作用。
最后，通过分析实验数据，总结梯形轨枕对轨道交通高架桥梁的减振作用表现形式及其作用机理，为改善城市轨道交通高架桥梁的减振噪音问题提供参考依据。
四、预期成果通过本研究，预计可以得到以下成果：1、深入探究梯形轨枕对轨道交通高架桥梁减振的机制，为相关领域的技术和工程建设提供依据。
2、对梯形轨枕与其他轨道交通铺设方式进行比较，分析梯形轨枕的优劣势以及投资效益。
3、对于城市轨道交通高架桥梁的建设运营，提出关于减振噪音管理的技术和政策建议。
梯形轨道减振性能研究
+
2ζ1 )
-
1 ( 2ζ1α2 + 2ζ2α)
μ 1
ω
α
=
2
ω
1
= m1 m2
ω2 1
ω 1 =ω
1
= k1 m1
ω2 2
= k2 m2
ζ 1
=
c1
2 k1 m 1
ζ 2
=
c2
2 k2 m 2
式 (3)表明 :
(1)在高频区 ,传递系数 TF 按 24 dB /oct下降 ,比
普通的减振器减振快得多 。
的振动加速度级称为振动级 ,简称振级 ,记为 VL ,单位
为 dB
VL = VAL + C
(4)
式中 VAL ———振动加速度级 ; C———不同频率计权因子修正值 ,其值取决 于振动频率的大小及振动方向 。
对铅垂向振动不同频率计权因子修正后得到的振
动加速度级 ,称为铅垂向 Z振级 [ 3 ] ,记为 VLZ ,单位为 dB。按上 面 的 公 式 计 算 各 测 点 的 Z 振 级 , 如 表 1
铁轨上运行对铁路路基 、桥基产生的动力状态 ,具有变
频 、变矩 、变向的功能 。
梯形轨道相关测点的布置如图 4所示 。
注 :测点 1—钢轨轨顶 ;测点 2—轨枕 ;测点 3—轨道支座 ; 测点 4—基础垫层 ;测点 5—隧道壁 。 图 4 梯形轨道相关测点布置 (单位 : mm )
加速度传感器采用的是 LC01系列压电加速度传 感器 ,量程为 20g;数据采集器采用的是高速便携式数 据采集 W avebook /516E /WBK18。
铁道标准设计 RA ILWA Y S TANDARD D ES IGN 20 07 ( 1 0 )
城市轨道交通梯形轨枕轨道高架桥梁试验研究
*DENG Yu-shu1 , XIA He1 , ZENDA Yasuo2 , INOUE Hiromi2 , QI Lin2
(1. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2. TESS Co. Ltd, Tokyo 186-0002, Japan)
———————————————
收稿日期：2009-08-24；修改日期：2010-03-09 基金项目：国家自然科学基金重点项目(50538010)；北京市自然科学基金项目(8082021)；比利时-中国政府间合作项目(BIL07/07) 作者简介：*邓玉姝(1982―)，女，内蒙古赤峰人，博士生，从事环境振动研究(E-mail: shumail@)；
时的减振量均超过了 25dB，减振效果十分明显。
图 6(b)为冲击荷载作用下梯形轨枕的减振等级，结
果表明，在 0Hz―80Hz 频段范围内，除 30Hz 左右
的减振量约为 15dB 外，其余频段的减振量均在
20dB 以上，减振效果十分明显。
为了研究梯形轨枕轨道系统的减振特性，在北 京交通大学结构实验室进行了梯形轨枕轨道实尺 单元动力加载试验，如图 5 所示。
图 5 梯形轨枕轨道实尺单元动力加载试验 Fig.5 Loading test of ladder track
采用拟动力试验设备产生的简谐荷载对一段 6.25m 长的梯形轨枕单元进行加载试验以及采用锤 击的方法进行冲击试验。在钢轨、轨枕和底座位置 布置 KISLER8305A 型加速度传感器。加载频率为 2Hz―20Hz，频率增量为 1Hz，采样频率 500Hz， 每个频率的加载时间为 2min。
地铁梯形轨枕道床减振效果研究
地铁梯形轨枕道床减振效果研究摘要：通过对梯形轨枕进行振动测试，对比测试实车运行条件下梯形轨枕相对于普通整体道床在隧道壁的减振效果，验证其减振和降噪性能。
测试结果表明：梯形轨枕断面ZDK35+720隧道壁垂向加速度Z振级值为70.3dB，普通轨道断面ZDK37+070 隧道壁垂向加速度Z振级值为80.5dB，得出梯形轨枕插入损失为10.2dB。
关键词：梯形轨枕；减振；降噪一、概况广州地铁二十一号线设置梯形轨枕道床约21公里，为了解广州地铁二十一号线梯形轨枕道床的实际减振效果，通过现场测试地铁列车运行在非减振措施地段、梯形轨枕道床时引起的隧道振动进行分析，并对比相同工况条件下采取各减振措施与未采取减振措施地段隧道的振动水平和频谱特性，从而评估减振措施对隧道减振效果。
测试内容如下：(1) 地下线隧道壁及钢轨垂向振动加速度测试列车正常运营条件下，梯形轨枕及普通轨道的隧道壁垂向振动加速度、钢轨垂向振动加速度。
(2) 梯形轨枕动态垂向位移测试列车正常运营条件下梯形轨枕的动态垂向位移。
二、测试断面为正确反映梯形轨枕道床的实际减振效果，梯形轨枕道床轨道和作为对比的普通整体道床的线路条件（钢轨类型、有/无缝线路、曲线半径、坡度、竖曲线）、隧道类型（圆形、马蹄形或矩形）、列车类型、载客情况、列车速度等应尽量保持一致。
测试断面应选择在轨道施工质量良好地段，扣件安装必须符合设计要求，测试减振轨道的铺设长度不宜小于200m。
经过查看相关技术资料和现场勘查，测试断面详见表1。
表2.1 测试断面信息表三、测试设备测试系统采用多通道高性能数据采集系统，所有加速度传感器及位移传感器通过屏蔽线连接到多通道高性能数据采集仪，数据采集仪通过数据传输线与计算机进行通讯，实现数据采集及保存。
测试仪器设备如下表所示。
表3.1 仪器设备列表四、测试方案地下线振动加速度测试，测试内容包括钢轨垂向加速度、梯形轨枕动态垂向位移及隧道壁垂向振动加速度，隧道壁垂向振动加速度测点安装在轨旁隧道壁位置。
长大连续坡道梯形轨道垂向动力学性能研究
长大连续坡道梯形轨道垂向动力学性能研究李娟;刘学毅;刘欢;袁岳淦【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2015(000)008【摘要】梯形轨枕轨道是一种纵向轨枕轨道系统，轨枕由 PC纵梁和横向钢管联接杆件构成。
国内外城市轨道系统铺设梯形轨道的应用结果表明，梯形轨枕可大幅度提高对列车荷重的分散能力，且具有良好的减振和降噪性能。
根据梯形轨枕轨道结构特点建立弹性地基梁-板模型，利用有限元方法计算在不同列车运行速度和不同坡度情况下梯形轨枕轨道系统的垂向动力响应，对在线路长、落差高的长大连续坡道上铺设梯形轨道的垂向稳定性进行论证。
计算结果表明长大连续坡道上梯形轨枕垂向动力响应符合标准，可以在城市轨道交通的长大连续坡道区段铺设。
【总页数】5页(P35-38,39)【作者】李娟;刘学毅;刘欢;袁岳淦【作者单位】西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，成都 610031;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，成都 610031;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，成都 610031;广州铁路股份有限公司广州工务段，广州 510610【正文语种】中文【中图分类】U213.2+4【相关文献】1.贵阳轨道交通1号线长大连续坡道及运营安全研究 [J], 何建枝2.长大坡道上梯形轨道稳定性研究 [J], 刘志彬;任娟娟;赵坪锐;刘欢;巫江3.轨道工程车在长大坡道线路的牵引和制动性能分析 [J], 曹鹏;任涛龙;赵力;吴超凡4.接触网检修作业车和重型轨道车在西成高铁长大坡道牵引和电阻制动性能试验[J], 张向阳;张彩霞5.基于长大坡道的城市轨道交通车辆走行部轴承故障诊断研究 [J], 李富盈因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
梯形轨枕轨道振动特性研究
龙源期刊网
梯形轨枕轨道振动特性研究
作者：杨新文和振兴
来源：《振动工程学报》2012年第04期
摘要：为了探明梯形轨枕轨道在地铁车辆作用下的振动特性，利用车辆轨道合动力学理论建立了地铁车辆和梯形轨枕轨道系统振动模型，假设车辆模型为多刚体系统，钢轨模型为无限长两端绞支离散支撑的Ｅｕｌｅｒ梁，用有限长两端自由的Ｅｕｌｅｒ梁模拟离散弹性支撑的梯形轨枕，利用显式积分法求解车辆轨道非线性动力学方程，计算分析了梯形轨枕轨道在地铁车辆作用下的振动特性，讨论了轨道系统的振动与列车运行速度之间的相关性。
研究结果表明：梯形轨道具有良好的减振性能，可以减小基础的动反力；随着地铁车辆速度的增加，钢轨和轨枕的垂向振动有所增大，而横向振动变化不明显。
轮轨力随着车速的升高而增加。
关键词：车辆；梯形轨枕轨道；振动特性；多刚体系统；减振。
桥上梯形轨枕轨道结构的谐响应分析
・ ５・ １
桥 上 梯 形 轨 枕 轨 道 结 构 的谐 响应 分 析
马 娜 ，李成辉 ，方 宜
（ 西南交通大学土木工程学 院 ，成都 ６０３ ） １０ １
摘
要 ：梯形轨枕是 一种新型轨枕 ，具有 多方 面的优 点 ，越 来越受到各 国铁路 工程界 的关 注。已
梯形轨枕是一种新 型轨枕 ，它的 出现具 有革命性 意义 ，并越来越受 到铁路 工程界 的关注 。国 内外对 梯形轨枕轨道系统 的研究多集 中在静力及减振 降噪方 面 。我 国是 日本之 后第 二个 采用 和生产 梯形 轨枕 的国家 ，但对梯形轨枕 的研究并 不太久 。本 文对梯 形轨枕有砟轨道结构进行谐 响应 分析 ，得到梯 形轨枕 轨道 的特性 ，并与相 同条件 下的普 通轨枕轨 道进行对
有对 它的研 究大多集 中在 静力方 面。论文从幅频响应 方面分析 了梯 形轨枕的动 力特性 ，结果表 明，梯
形轨枕具有 分散 动荷载的能力 ，并有很好 的减振 效果。
关键词 ：梯形轨枕 ；谐 响应 ；频率 中图分类号 ：Ｕ １． ２３３
０ 引言
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１０ ０ ３—８２ （００ ０ ０ １ ０ ８ ５ ２ １ ）４— ０ ５— ２
基本相 同。最大 变形 都 出现 在 ８Ｈ 左 右 ，即都 是 在 ｚ
计算参数 ：桥梁 为 ２ ４ｍ箱型梁 ，截面如 图 ２ ；梯 形轨枕纵梁长 × × 为 ６ １ ０ ４ ０ １５ｍ， 宽 高 ． ５ｍ× ． ６ｍ× ． ７ 弹性模量为 ３４ ．５×１ Ｐ ，泊 松 比为 ０ １７ ０ ａ ．６ ，密度 为
道床块 刚度 １０ Ｍ ａ ２ Ｐ ，阻尼 为 ６ Ｎ ・ ｍ；参 振质 量 ０ｋ ｓ 的选取 为道床 １ ｒ 以上质量属于轨枕 。 ０ｃｌ ｌ
梯形轨枕空吊对轨道结构力学特性的影响及其整治技术研究
第 54 卷第 4 期2023 年 4 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.4Apr. 2023梯形轨枕空吊对轨道结构力学特性的影响及其整治技术研究王鑫1，丁宇1，赵静存1，刘力2，王朋松3，王森3，张胜龙2(1. 中国铁道科学研究院集团有限公司 金属及化学研究所，北京，100081；2. 中国铁道科学研究院集团有限公司 城市轨道交通中心，北京，100081；3. 北京交通大学 土木建筑工程学院，北京，100044)摘要：为研究垫板空吊对梯形轨枕服役性能的影响，建立考虑细观混凝土损伤的梯形轨枕轨道结构塑性损伤分析模型，结合现场实测数据计算分析不同轨枕空吊状态下轨道结构的变形与损伤规律。
在此基础上，通过分析填充材料不同性能对该病害修复效果的影响及现场试验结果，得到材料的性能指标，并开展填充材料和病害整治技术的研究。
研究结果表明：当梯形轨枕中间3块垫板出现大面积空吊时应予以重点关注，此时轨枕在列车荷载下将发生明显的变形，与正常工况相比，位移最大值将增加约60%，轨枕底部易出现受拉损伤并产生裂纹。
对于空吊的修复，建议填充材料的弹性模量应不低于5.0 GPa 。
通过调整填充材料中填料和交联剂的用量可以在满足弹性模量要求的同时，保证粘接强度和黏度分别不低于5.0 MPa 和500 mPa·s 。
采用研发的填充材料进行空吊修复后，轨枕变形明显减小，其结果与理论分析结果基本一致。
关键词：梯形轨枕；空吊；塑性损伤模型；填充材料；病害整治中图分类号：U213.1 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）04-1622-11Study on influence of track sleeper voiding on mechanical characteristics of track structure and maintenance technologyWANG Xin 1, DING Yu 1, ZHAO Jingcun 1, LIU Li 2, WANG Pengsong 3, WANG Sen 3, ZHANG Shenglong 2(1. Institute of Metals and Chemistry, China Academy of Railway Sciences Co. Ltd., Beijing 100081, China;2. Urban Rail Transit Center, China Academy of Railway Sciences Co. Ltd., Beijing 100081, China;3. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)Abstract: In order to study the influence of voiding on the service performance of ladder sleeper, a ladder track收稿日期： 2022 −05 −28； 修回日期： 2022 −07 −10基金项目(Foundation item)：中国铁道科学研究院集团有限公司科研开发重点项目(2017YJ150)；中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所基金资助课题(2019XC0204) (Project(2017YJ150) supported by the Foundation of China Academy of Railway Sciences Co. Ltd.; Project(2019XC0204) supported by the Institute of Metals and Chemistry of China Academy of Railway Sciences Co. Ltd.)通信作者：王鑫，硕士，副研究员，从事高速铁路新材料的开发和应用研究；E-mail ：****************DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.04.037引用格式： 王鑫, 丁宇, 赵静存, 等. 梯形轨枕空吊对轨道结构力学特性的影响及其整治技术研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(4): 1622−1632.Citation: WANG Xin, DING Yu, ZHAO Jingcun, et al. Study on influence of track sleeper voiding on mechanical characteristics of track structure and maintenance technology[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(4): 1622−1632.第 4 期王鑫，等：梯形轨枕空吊对轨道结构力学特性的影响及其整治技术研究model considering meso concrete damage was established. Combined with the field measured data, the deformation and damage of track structure under different voiding conditions of sleeper were analyzed. On this basis, by simulating the repair effect of different filler materials on the disease and field tests, the performance index requirements of the materials were obtained, and the research on filling materials and disease treatment technology was carried out. The results show that attention should be paid to the condition when the three plates in the middle of the track sleeper is voided in large area. Under the above condition, the sleeper deformation is obvious, and the maximum displacement increases by about 60% compared with that of the normal working condition. At the same time, the sleeper bottom is prone to tensile damage, and cracks will occur. For voiding repairing, it is recommended that the elastic modulus of the filling material should not be less than 5.0 GPa. By adjusting the amount of filler and cross-linking agent in the filler material, the above-mentioned rigidity requirements can be met while ensuring that the bonding strength and viscosity are not less than 5.0 MPa and 500 mPa·s, respectively. The sleeper deformation is significantly improved after the use of the developed filler material for the voiding repair, and the effect is basically the same as that of the theoretical analysis result.Key words: ladder sleeper; voiding; plastic damage model; filler material; disease treatment梯形轨枕是一种高等减振轨道结构，具有质量小、减振降噪性能好、维护成本较低等优点，已在城市轨道交通中广泛应用。
城市轨道交通高架桥梯形轨枕轨道动力及减振作用分析
・产品研究・收稿日期:2007205201基金项目:中国国家自然科学基金重点项目(No .50538010)和中比合作项目(No .B I L 04/17)资助;北京市轨道交通建设管理有限公司资助项目(No .DTKH2004005002)。
作者简介:邓玉姝(1982—),女,在读博士生,北京交通大学桥梁与防灾工程专业。
城市轨道交通高架桥梯形轨枕轨道动力及减振作用分析邓玉姝1,夏 禾1,邹永伟1,齐 琳2,井上宽美2,周丽艳2(11北京交通大学土建学院,北京 100044;21北京泰思谊铁道技术有限公司,北京 100044)摘 要:建立列车荷载作用下梯形轨枕轨道的动力分析模型,模拟在不同车速下列车穿过高架桥的整个时间历程,计算出采用梯形轨枕轨道的高架桥的动力响应和列车的运行安全性和舒适性指标,并将计算结果与采用普通无碴轨道的高架桥动力响应作比较,从而分析出梯形轨枕轨道的减振作用。
分析结果表明,与普通无碴轨道相比,梯形轨枕轨道有很好的减振特性。
关键词:轨道交通;梯形轨枕轨道;高架桥;减振;列车;动力响应中图分类号:U231;U21312 文献标识码:A 文章编号:100422954(2007)1020055203随着轨道交通系统的快速发展,列车运行引起的振动已经引起了人们的重视。
国内外学者已研究出了各种措施进行减振。
浮式梯形轨枕轨道就是其中的一种,并在日本和美国已有较好的应用。
日本近年的理论分析和应用实践证明,梯形轨枕轨道系统具有轻量化质量弹簧系统、减振降噪能力好、大幅度减少维护管理成本等优越性。
降噪起到良好作用,还因其具有“改善车辆-轨道结构相互作用系统的动力特性”的特点,对车辆运行系统也起到了良好作用。
[1～4]1 弹性支撑的梯形轨枕轨道简介弹性支撑的梯形轨枕轨道是一种新型的低噪声、低振动的轨道系统,由梯形轨枕、减振垫、混凝土底座构成。
梯形轨枕由预应力混凝土纵梁和钢管连接件构成,形状似梯子,以一定间隔的减振垫支撑在L 形的钢筋混凝土台座上,形成弹性支撑的梯形轨枕轨道系统,见图1。
中等减振梯形轨枕轨道结构关键设计参数
中等减振梯形轨枕轨道结构关键设计参数黄国庆;孙魁;陈虹兵;刘文武;冯青松【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2024(64)3【摘要】为研究中等减振梯形轨枕轨道的动力学特性,采用直接刚度法建立了车辆-梯形轨枕轨道-隧道垂向耦合动力学模型,分析了减振垫垂向静刚度和梯形轨枕厚度对钢轨、轨枕和隧道动力响应的影响。
结果表明:当减振垫静刚度在15~30kN/mm时,减振效果均达到了中等减振要求,梯形轨枕减振垫的垂向静刚度可以根据环境敏感点的具体振动超标量进行选取;与普通整体道床相比,当梯形轨枕的板中减振垫垂向静刚度为25 kN/mm时,梯形轨枕在40 Hz以上的频率范围具有较好的减振效果;增加梯形轨枕厚度可以降低钢轨和轨枕的垂向位移,并通过增加参振质量的方式提高减振性能;当梯形轨枕厚度从0.15 m增至0.35 m时,钢轨垂向位移、轨枕垂向位移和隧道垂向加速度减小幅度达7.73%、和6.82%和18.18%;中等减振梯形轨枕轨道与普通整体道床衔接时,需要在梯形轨枕铺设段设置3块5.8 m过渡梯形轨枕,过渡梯形轨枕的减振垫静刚度应优先按照三级刚度过渡方案进行选取。
【总页数】5页(P47-51)【作者】黄国庆;孙魁;陈虹兵;刘文武;冯青松【作者单位】广州地铁建设管理有限公司;广州地铁设计研究院股份有限公司;华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】U216.3【相关文献】1.梯形减振轨枕轨道施工方案2.应用复合减振器的梯形轨枕提高轨道的减振效果3.北京轨道交通大兴线梯形轨枕减振道床铺设施工技术4.梯形轨枕作为高等级轨道减振措施的应用性分析5.轨道交通工程中的梯形轨枕减振道床铺设施工技术因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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２ 梯形轨枕轨道结构组成及几何 尺寸
由于梯 ｊ 中， 易发 生 容
空气
（） ３ Ｌ形底 座 ： ４ 浇钢筋 混凝 土结 构 ， 过 Ｃ ０现 通
预 埋钢筋 与 下部基 础连 接 ，固定和支 撑梯 形轨 枕 ， 将 通过 防振垫 传 递来 的 竖 向和横 向荷载 传 递到 下
部 基础 。
１ 概
述
枕轨 道的几何尺 寸 ， 考虑 初步拟定横 向连接杆 为钢 筋混凝土 的新型梯形轨枕轨道几何尺寸如图 ２ 所示 。
梯 形轨 枕轨道 具有 减振 降噪 、少维修 等特 点 ， 适 用于桥 梁 、 隧道 等需 要减 少构造物 振动传 递 的地 段 以及 维 修养 护 困难 地段 。该轨 道 形式 最先 应 用 在 日本 东海 道货 物支 线 。 国内北 京地 铁 ５号线 高
采用
＿ 圈
铁道 勘
ＤＥ ＧＮ２ １ ６ ＳＩ ０ ０（）
梯形轨枕轨道力学性 能分析
张珍珍 令 蛳来自由表 １ 知 ， 形轨枕 轨道 在列 车设计 荷载作 可 梯
３梯形轨枕轨道 的静力学性能分析
３１ 向受 力分析 ．垂
用下 ，钢 轨垂 向位移 为 ２２ｍｍ。梯形 轨枕 纵横 向 ．７ 拉应力 均超 过混凝 土抗拉 强度 容许值 ， 可通 过配筋
轨 枕 位 移 ｎｍ １
１３ ． ５ ５． ２５ ６ ．． ９５ ９ ５２ ． ５ ９５ ．９
钢 轨 正弯 矩 钢轨 负 弯 矩
ｋ ｍ Ｎ． ． ｍ
５． ２６ ４ ．．８ ９ ８ ６０ ． ２ ９２ ． ２
９． ３２ ５
梯形轨枕垂向应力 ＭＰ 一２５ ３４ —．９ｌ ． ａ １． ｌ ． ０ ３ ９ ２４ ３ ９
架 线路铺 设 了 １ ｌ 梯 形轨 枕 的试验段 。另外 ， ７ｍ 应 用 梯形轨 枕轨道 的线路有 上海 地铁 、 深圳地 铁等 。
图１ 为北 京地铁 ５号线梯 形轨枕 轨道 。
Ｌ １ ～１ ０ ０ １０ 一 ５■ ５ ２ ５ ２ 上 ５
６ ５ １０
ｌ ２ 一上 １ｏ ２ …上 ５５ ５ ２Ｊ
改进型梯 形轨枕轨 道进行 力 学性 能分析 ， 包括 轨道垂 向受 力 、 轨距扩 大、 态和 落锤动 力试验模 拟 分析 ， 模 为
改 进型梯 形轨枕 的设 计提供 依据 。 【 关键词 】 梯 形轨枕 轨道 力学性 能 分析
混 凝土 连接 杆 。参 照北 京地 铁 ５号线 上 的梯形 轨
嬗 毒 勘测与设计
．
梯形轨枕轨道 力学性 能分析
张珍珍
（ 中铁第四勘察设计院集团有 限公司线站处 武汉 ４０ ６ ） ３ ０ ３
【 摘
要 】 梯 形轨枕 轨 道 由预 应 力钢 筋混凝土 纵 梁与保持 轨距 用钢 管联接 杆构 成 ， 文对梯 形轨枕轨 道 本
进 行结构 改进 ， 出将梯 形轨 枕轨 道 中联 接纵 梁 的钢管 改为 混凝土 结构 以提 高轨道 结构 的耐 久性 。并对 提
满 足轨 枕裂 缝设 计要 求 。采 用混凝 土代 替钢 管 时 ， 梯 形轨 枕应 力增 大 。
车辆在 轨道 上运 行 ， 轮重 通过 轮轨接 触面传 递 至 下部 结构 ， 引起轨 道 结构产 生应 力和变 形 。根 据 梯形 轨枕轨 道 的结构特 性和 受力特 点 ， 立梯形 轨 建 枕轨 道垂 向受 力有 限元计 算模 型 ， 图 ３ 如 。
梯 形轨 枕 第 一 主 应 力 ＭＰ ａ 梯 形 轨 枕等 效应 力 Ｍ Ｐ ａ
图 ５ 传统 梯形轨 枕垂 向应 力云图
３ ． 距 扩大分 析 ２轨
钢管轴 力
钢 轨 支 点 反力
Ｎ
ｋ Ｎ
３ ．１ ０】
９． １４ ８
扣 件 上 拔 力
算， 以中间轨枕 作 为研 究对象 。列车 荷载 以单 轴双 轮 形式 加载 。设计 动轮 载 为 ２ ５ Ｎ。计 算 结 果见 ５ｋ 表 １梯 形轨 枕应 力云 图如 图 ４ 图 ５ ， ～ 。 表 ｌ 梯形 轨枕轨 道 结构 响应
参 数名 单位 型梯 形 轨 枕 统 梯 形 轨 枕 新 传 轨道 （ 凝土 ）轨 道 （ 管 ） 混 钢 １５ ． ５
图 ２ 新型梯 形 轨枕轨 道简 图
梯形 轨枕 的主要 几何 结构 参数如 下 ： （） １预应 力钢筋混 凝土纵梁 ６ ５ ｍｍ ６ ｍｍ １０ Ｘ ４０
Ｘ １５ ｍ， ６ ｍ 混凝土强度等级采用 Ｃ ０ ５。
图 １ 北京 地铁 ５号线梯 形轨 枕轨道
（ ）横 向联 结混 凝土 柱边长 ８ ｍ 的正 方体 ， ２ ０ｍ 混 凝土 强度 等级采 用 Ｃ ０ ５。
上浮 的现象 。
图 ３ 梯 形轨 枕轨 道垂 向受力有 限元 计算模 型 模 型 中， 钢轨 采用 弹性 点支承 梁 单元模 拟 ； 扣 件 简化 为线性 点支撑 弹簧 ； 为尽量 保证 计算模 型 与
实际情 况 的相符 ， 梯形轨 枕采 用 实体单 元模 拟 ； 梯 形 轨枕 底 部减 振 垫简 化 为线 性 点支 撑 弹簧 。为消 除边界效应 ， 算模 型 中选取 三块 梯形 轨枕进 行计 计
此外， 列车荷载 分布范 围为 ６ 个扣 件 问距长度 ，
最 大 分 配 系 数 约 ０３ ５ ．６ 。扣 件 的 最 大 上 拔 力 为 ４２ ｋ ． Ｎ，出现 在加 载轨 枕边缘 的扣件位 置上 ， ３ 其余 两 块轨枕 的扣件 总上拔力 为 １ ７ Ｎ， 于轨枕重力 ．ｋ 小 ５ ２４ ｋ ． Ｎ。 因此 ， 列车荷 载作 用下 ， ６ 在 不会 出现 轨枕
０３ ＿ ８
＋ ０７
１ Ｅ ８ ， ０９ ＋０ 一
一． １ Ｏ Ｓ３ Ｅ＋ ７
１ １＋ ７ ８￣ ０
一． ５ １＋ ７ １ ８￣ ０
２ ￣ Ｂｓ ｉ ５３
． ５ ０ ２ｉ Ｅ＋ ７
— ３￣ ＋ ７ ｑ ＳＥ ０
图 ４ 新型 梯 形轨枕 垂 向应 力云 图
钢 轨和 轨 枕 的相对 位 移 ｍ ｍ