秦沈客运专线板式无砟轨道不平顺功率谱分析(x)

高速客运专线铁路铺设无砟轨道过渡段结构设计

高速客运专线铁路铺设无砟轨道过渡段结构设计李朝锋【摘要】对无砟轨道的刚度进行计算分析,提出轨道过渡段的合理刚度设置标准为钢轨挠度变化率应控制在0.3 mm/m以下.同时轨面变形折角的限值应控制在1.5‰.对设置辅助轨过渡方式进行计算分析,通过计算得出基本轨内侧设置2根60kg/m钢轨较设置2根50 kg/m钢轨更为合理.对设置辅助轨过渡方式进行设计方案系统阐述,介绍粘结道砟、调整扣件刚度、采用合成轨枕等过渡方式.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2009(000)007【总页数】4页(P1-4)【关键词】客运专线;无砟轨道;过渡段;结构设计【作者】李朝锋【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司线路站场设计研究处,武汉,430063【正文语种】中文【中图分类】U238;U213.2+44随着我国客运专线的大规模建设,轨道系统的高精度、高稳定性和高平顺性的要求越来越高,对轨道过渡段的结构方案和工程措施就变得非常迫切和重要。

过渡段应采取控制线下基础沉降和实现轨道结构刚度均匀过渡的措施,从而实现轨道结构的平顺性。

无砟轨道的特点是轨道刚度比较大,在不同线下结构物之间、无砟轨道与有砟轨道之间以及不同类型的无砟轨道之间,都需要设置一定长度的过渡段,主要是为了减缓不同基础型式、不同轨道结构之间由于刚度差异和沉降差异存在的不平顺而设置。

尤其是路桥过渡段存在有两方面的问题,一是受到列车荷载影响较大的范围内(基床以上部分)线路结构抵抗变形能力差异,即轨道综合模量(刚度)平顺过渡的问题；二是人工结构的刚性桥台等建筑物与土工结构的柔性路基间工后沉降差引起轨面弯折的限值问题。

所以无砟轨道的过渡段主要是需要解决线路上部结构的过渡和线下基础的过渡。

1 无砟轨道刚度计算及过渡段合理刚度设置标准1.1 无砟轨道的刚度计算图1 轨道刚度的组成无砟轨道结构通常用质量-弹簧系统来模拟,而轨道弹性又多用刚度参数来表征(图1)。

铁路轨道不平顺功率谱分析与数值模拟毕业设计答辩PPT

结果应用前景
根据对比分析结果，提出针对性的改善措施和建议，为铁路轨道维护和优化提供参考。
05
结论与展望
研究结论
1 2 3
结论一
通过功率谱分析，成功提取了轨道不平顺的主要频率成分，为后续的数值模拟提供了基础数据。
结论二
数值模拟结果显示，轨道不平顺对列车运行平稳性和安全性有显著影响，其中高频不平顺的影响尤为突出。
期刊论文
学位论文
会议论文
THANKS
感谢观看
滤波处理
对轨道不平顺信号进行滤波处理，以去除噪声和异常值，提高分析精度。
轨道不平顺数据采集
数据采集设备
01
使用高精度的测量设备，如激光位移传感器、加速度计等，对
轨道不平顺数据进行采集。
数据预处理
02
对采集到的数据进行预处理，包括数据清理、格式转换等，以
便进行后续分析。
数据存储与传输
03
将采集到的数据存储在计算机中，并采用适当的数据传输方式，
VS
功率谱分析是研究随机过程功率随频率变化的一种方法，广泛应用于信号处理、振动分析等领域。在铁路轨道不平顺研究中，功率谱分析可以用于分析轨道不平顺的特性，如幅值、频率等，为轨道结构的优化设计和车辆动力学性能的改善提供理论支持。
研究目的和意义
研究目的
本毕业设计旨在通过功率谱分析和数值模拟方法，深入研究铁路轨道不平顺的特性，分析其对车辆动力学性能的影响，为铁路轨道结构的优化设计和车辆动力学性能的改善提供理论依据和实践指导。
结论三
本研究提出的数值模拟方法能够较为准确地模拟轨道不平顺对列车运行的影响，为实际工程应用提供了有益参考。
研究不足与展望
不足

秦沈客运专线轨道谱的研究

１改进的Ｗｅｈ谱分析方法ｌｃ
随机序列｛，，Ｉ＝０１２ … ，一１的傅里叶（Ｉ，），，，Ｍ｝变换为：
＾一ｌ，
图１几种常用的窗函数表１几种窗谱的主■ 宽度和旁 ■■ 值 ■ 度
（＝∑ ｎｅ）（）舢一
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铁
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Ａｕｕｔ２６ｇｓ，００
ＲａｌｙＥｎｉｅｒｎｇｉｗａｇｎｅｉ
文章编号：０３１９（０６０．０４０１０．９５２０）８０９．４
秦沈客运专线轨道谱的研究＊
余窗
一ｌ．３６６
一２．３６５一１５３．ｌ一２６４．３一５．６８２
２ｎ９Ｉ０／ｊｆ
８／ｆｎｊＩ８／ｆｎｊＩ８／ｎ肘１ｎ肘２／
致性估计的条件，须进行改进，估计方差减小，必使
第二种平滑方法是周期图平均法，即先将数据分段，各段数据分别求其周期图，将各段周期图进行对再平均作为功率谱的估计。对数据的分段，以选择是可
＾＝０
窗函数
矩形窗
旁瓣峰值／Ｂｄ
一１，３４０
主瓣宽度
４／ｆｘｊＩ
则周期图法估计的功率谱可定义为，甜）＝（Ｉ（）ＩＭ［。期图法作为功率谱的估计不满足３周Ｉ】

高速铁路板式无砟轨道不平顺下路基动应力的概率分布特征

高速铁路板式无砟轨道不平顺下路基动应力的概率分布特征陈仁朋;江朋;段翔;蒋建群;程翀【摘要】路基动应力的概率分布特征是路基极限状态法设计的基础.本文利用列车-板式轨道-路基耦合三维动力有限元模型,研究了高速列车在德国低干扰谱下以3种典型速度运行时路基动应力的概率分布特征,给出了路基动应力的均值及变异系数沿深度方向的分布,讨论了列车运行速度对均值及变异系数的影响.最后根据柯尔莫哥洛夫检验方法,对路基动应力进行了正态性验证,发现列车运行时各个路基深度处的动应力均服从正态分布.本文获得的动应力概率分布特征可为路基累积沉降的可靠度分析提供基础.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2016(038)009【总页数】6页(P86-91)【关键词】三维动力有限元模型;概率统计;路基动应力;不平顺谱【作者】陈仁朋;江朋;段翔;蒋建群;程翀【作者单位】湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江杭州310058;浙江大学建筑工程学院,浙江杭州 310058;安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽合肥 230088;浙江大学建筑工程学院,浙江杭州 310058;浙江大学建筑工程学院,浙江杭州 310058;浙江大学建筑工程学院,浙江杭州 310058【正文语种】中文【中图分类】U213.2高速铁路路基动应力的分布特性是路基极限状态设计方法的基础[1]。

除了列车速度、轴重等因素外，轨道不平顺是影响路基动应力分布特性的重要因素[2]。

目前，多数学者对路基动应力的研究都是基于确定性分析。

Chen等[3]通过室内1∶1无砟轨道路基模型试验，对列车荷载作用下的路基动应力进行了研究，发现动应力沿路基深度的衰减曲线可用布氏解进行计算。

陈建国等[4]建立车-轨-路基耦合动力学模型，研究了不同列车编组和行车速度条件下路基的动力响应，发现轴重对动应力的影响最为显著，列车速度对动应力也有一定的影响。

秦沈客运专线常用跨度桥梁的动力分析_黎国清

文章编号:1001-8360(2002)01-0104-05秦沈客运专线常用跨度桥梁的动力分析黎　国　清(铁道科学研究院科学技术处,北京　100081)摘　要:铁路列车通过桥梁时将引起桥梁结构的振动,而桥梁的振动又反过来影响列车的运行,其中线路的轨道不平顺对列车和桥梁的振动起很大作用,这种相互作用、相互影响的问题就是列车-线路-桥梁耦合振动问题。

随着列车速度的提高,桥梁的动力特性和列车运行安全性与舒适性在设计桥梁时必须加以充分考虑。

本文利用160km/h、200km/h、300km/h三种等级的列车参数以及对应的轨道不平顺波,综合考虑列车-线路-桥梁的共同作用。

全面分析秦沈客运专线设计过程中的62种不同设计方案的桥梁,评价以上桥梁动力特性及列车走行性,为客运专线桥梁设计提供技术依据,其中有27种方案经有关单位审查后在秦沈客运专线中使用。

关键词:客运专线;桥梁;动力分析中图分类号:U448.212 文献标识码:ADynamic analysis of general bridges for Qin-Shen passenger railwayLI Guo-qing(R&D M anag ement Department,China Academy of Railw ay Science,Beij ing100081,China)Abstract:Bridg es under m ov ing v ehicle loads produce v ibratio n having an effect on the v ibratio n of vehicles at the same time,and the track irreg ula rity affects the vibra tio ns of bo th bridg e a nd v ehicle.This is called“vehi-cle-track-bridg e coupling vibration”.With the increase of train speed,it must be co nsidered that the ride com-for t creteria a nd train operation safety including load reductio n coefficient ratio w hen desig ning bridge.In this paper,parameters o f three kinds of passeng er trains who se v elocity is160o r200or300km/h a re used,a nd different track ir reg ularity is picked o ut.By using these parameters and track irreg ula rity,62type bridg es o n design tim e fo r Qin-Sh en passeng er railway a re analysed roundly.To provide technical g ro und fo r design of pas-senger railway,this paper appraise dy namic character of these bridg es and train running perfo rmance.After ex-amined by co rrelative sections,27type bridg es a re made use of Qin-Shen passeng er railw ay.Keywords:dedicated pa ssenger railw ay;bridg e;dynamic a nalysis 秦沈客运专线是我国修建的第一条设计时速200 km的客运专线,桥梁动力分析是客运专线桥梁设计的关键技术。

秦沈客运专线钢轨的焊接及相关问题

秦沈客运专线钢轨的焊接及相关问题
周清跃;张银花;陈朝阳;周镇国
【期刊名称】《铁道学报》
【年(卷),期】2003(025)005
【摘要】对用于秦沈客运专线铁路的攀钢、鞍钢产PD3及进口法国UIC900A钢轨闪光焊及铝热焊焊接接头进行了性能检验,对其结果进行了归纳整理.结果表明:闪光焊及铝热焊焊接接头的疲劳、静弯性能均可达到相应技术条件的要求;焊接接头的硬度与母材匹配,平直度良好.闪光焊焊接接头的落锤、试样拉伸、试样冲击韧性均达到和超过TB/T1632-1991的规定.而铝热焊接头的抗拉强度、伸长率、冲击韧性与母材的比值均小于闪光焊.结合国内外情况对基地闪光焊接的工位布局进行了讨论;对各种焊接方法进行了对比.建议在秦沈客运专线的运营中应加强对焊接接头使用情况的跟踪观察.
【总页数】5页(P114-118)
【作者】周清跃;张银花;陈朝阳;周镇国
【作者单位】铁道科学研究院研发中心,北京,100081;铁道科学研究院金化所,北京,100081;铁道科学研究院金化所,北京,100081;铁道科学研究院金化所,北
京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】U213.4;TG40
【相关文献】
1.秦沈客运专线300m长钢轨装卸方案的优化 [J], 薛淑红
2.秦沈客运专线60 kg/m钢轨18号单开道岔设计 [J], 田德仓
3.秦沈客运专线60 kg/m钢轨18号单开道岔设计 [J], 田德仓
4.秦沈客运专线钢轨铝热焊缺陷分析 [J], 胡智博;李力;邹立顺;裘德海
5.秦沈客运专线钢轨的基本要求及国产化 [J], 周清跃;周镇国;郭福安
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秦沈客运专线板式无砟轨道不平顺功率谱分析

金守华曾志平陈秀方曾华亮，，，
（．１中国铁建股份有限公司，北京１０５；．０８５２中南大学土木工程博士后流动站，湖南长沙４０７）１０５
摘要：以秦沈客运专线轨检车实测轨道不平顺数据为统计样本，于样本平稳性检验，用Ｆｒ方法进行样本空间的谱基采ｒ
ｒｌｔｄｆｃｉｎｓｏｒｃｒｅｕａｉｙｗｅｅｏｔｉｅｙＭＡＴＬｅａｅｕｎｔｏｆｔａｋｉｇｌｒｔｒｂａｎｄｂＡＢｒｇａｐｏｒｍ．Ｂｙｔｅｃｎｒｓｎｌｓｓｔｉｏｄｈｏｔａｔａａｙｉ，ｉｓｆｕｎｔａａｌｓｌｓｒｃｒｅｕｌｒｔｓｂｔｅｈｎｂａｌｓｅｒｃｒｅｕａｉｈｔｂｌａｔｓｔａｋｉｒｇａｉｙｉｅｔｒｔａｌａｔｄｔａｋｉｒｇｌｒｔｅｙ，ｅｐｃａｌｒｃｅｔａｒｆｅｉｒｇ — ｓｅｉｌｔａｋｖｒｉｌｐｏｌｒｅｕｙｃｉｌｒｔｎｒｃｌｎｎｒｅｕａｉｙＢａｌｓｌｓｒｃｒｅｕａｉｙｗｉｖｌｎｔｅｓｔａｉｅｏｄ，ａｉａｄｔａｋａｉｍｅｔｉｒｇｌｒｔ．ｙｇｌａｔｓｔａｋｉｒｇｌｒｔｔｗａｅｅｇｈｌｓｈｎ８ｍｓｖｒｇｏｅｈｙａｄｔｒｓｎｅｒｂｙｐｒｏｃｃｍｐｎｎ．Ｔｅｔａｄｒｇｔｒｉｌｔｒｌｉｒｇｌｒｔｆｂａｌｓｌｓｒｃｓｎｎｈｅｅｉｏｒｍａｋａｌｅｉｄｉｏｏｅｔｈｅｌｆｎｉｈａｌａｅａｒｅｕａｉｙｏｌａｔｅｓｔａｋｉ — ｎｆｒ．Ｔｈｏｒｌｔｎｏｅｔｃｌｐｏｌｒｅｕａｉｙｏｅｎｉｈａｌｉｔｏｇ，ａｄｔｅｃｒｅａｉｎｏｌｇ — ｉｍｏｅｃｒｅａｉｆｖｒｉａｒｆｅｉｒｇｌｒｔｆｌｆａｄｒｇｔｒｉｓｓｒｎｏｉｔｎｈｏｒｌｔｏｆａｉｎ

高速铁路无砟轨道不平顺谱的比较分析

高速铁路无砟轨道不平顺谱的比较分析高建敏【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】从功率谱密度、时间样本和动力影响角度，对中国高速铁路无砟轨道不平顺谱进行分析，并与德国高速铁路轨道谱进行比较。

结果表明：中国高速铁路无砟轨道高低和方向不平顺谱均明显优于德国高速铁路低干扰轨道谱，更优于其高干扰谱，尤其在10～100 m 波长范围；不同线路状态的中国高速铁路无砟轨道水平和轨距不平顺谱与德国高速铁路水平和轨距不平顺谱在不同波长范围内各有优劣，除90％百分位数谱外，在中长波范围内，中国高速铁路无砟轨道水平和轨距不平顺谱优于德国高速铁路轨道谱；从时间样本来看，中国高速铁路无砟轨道不平顺谱幅值明显小于德国高速铁路低干扰和高干扰轨道谱；相同运营条件下，中国高速铁路无砟轨道不平顺谱对行车动力性能的影响最小，德国高速铁路低干扰轨道谱的影响次之，其高干扰谱的影响最大。

由此可见，中国高速铁路无砟轨道几何状态优良，在其不平顺谱激扰作用下，高速车辆运行的轮轨动力学性能优秀。

【总页数】9页(P715-723)【作者】高建敏【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】U211【相关文献】1.高速铁路无砟轨道几何不平顺区段管理长度研究 [J], 徐伟昌;仲春艳;许玉德;李海锋2.利用高速铁路轨道不平顺谱估算不平顺限值的方法 [J], 田国英;高建敏;翟婉明3.高速铁路无砟轨道软土地基沉降区深部转移的不平顺控制理论及应用 [J], 赵国堂4.高速铁路大跨桥无砟轨道不平顺管理波长及施工误差研究 [J], 褚卫松; 魏周春5.国家铁路局发布《高速铁路无砟轨道不平顺谱》等13项铁道行业技术标准 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

秦沈客运专线轨道谱与德国轨道谱的比较

ｃａｇｓａｈｒｔｃｌｗａｅｅｇｓｏ０ｍｎ０ｍｎｌｔｒｌａｄｖｒｉａｉｅｔｏｓ，ｒｓｅｔｅｙ．Ｉｈｎｅｔｔｅｃｉａｖｌｎｔｆ２ａｄ３ｉａｅａｎｅｔｃｌｄｒｃｉｎｉｈｅｐｃｉｌｖｎ
Ａｕ．２０ｇ０７
文章编号：２８２２（０７０－２－６０５－７４２０）４０５０４
秦沈客运专线轨道谱与德国轨道谱的比较
王开云，翟婉明，蔡成标
（西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都６０３）１０１摘要：从轨道谱的功率谱密度、时间样本幅值及对动力学性能影响的角度，比了秦沈线轨道谱和德国于德国高干扰谱和低干扰谱之间，中高低谱与德国高干扰谱接近，３４其在Ｏ一５Ｉｎ波长范围内方向谱优于德国低干扰谱．秦沈线有碴谱和德国高干扰谱互有优劣，向和高低谱的分界波长分别方是２和３．从时间样本来看，０Ｉｎ０Ｉｎ秦沈线无碴谱方向不平顺与德国低干扰谱非常接近，明显小于高于扰谱；有碴谱方向不平顺度略小于德国高干扰谱，明显大于低干扰谱；但无碴谱和有碴谱的高低不平顺均介于德国低干
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第４２卷第４期２００７年８月
西
南
交
通
大
学
学
报
Ｖｏ．Ｎｏ４１４２．
ＪＯＵＲＮＡＬＯＯＵＷＥＴＪＡＯＯＮＧＮＩＲＳＴＦＳＴＨＳＩＴＵＶＥＩＹ

铁道工程-第六章轨道几何形位之轨道不平顺功率谱密度

和林建辉（2002），曾志平、余志武（2008）等所做工作。
七、轨道不平顺功率谱密度
长铁院随机振动研究室建议的轨道谱
Sv ( f ) 2.755 103 f 2 8.879 101 f 4 2.524 102 f 2 9.61 107
Sa ( f ) 9.404 103
2 /
( 3m) ( 3m)
A和B为系数，对于高低不平顺，有
A 2 10
6
B 0.36
七、轨道不平顺功率谱密度
日本轨道谱 G( f ) Af
n
七、轨道不平顺功率谱密度
美国六级轨道谱
kAv S v ( ) 2 2 2 ( c )
2 c
kAa S a ( ) 2 2 ( 2 c)
铁科院王澜——20C80Y, 0.01～1m 短波
铁科院罗林课题组——20C90Y，主要干线
和不同轨道结构、质量状态以及曲线、桥梁、焊缝等特殊地段的轨道谱
陈宪麦——21C10Y，秦沈线，干线铁路
此外，夏学文和谢世浩（1991），李成辉（1997），陈果、翟婉明等人（2001），王福天、周劲松（2002），赵桦
Ag c Aa 2 c Sa () S g () 2 2 2 2 2 2 2 ( 2 2 )( ) ( 2 )( )( r c r c s)
2 2
七、轨道不平顺功率谱密度
2 国内研究现状
国内：长沙铁道学院——20C60～70Y，京广线
七、轨道不平顺功率谱密度
（一）轨道不平顺功率谱密度的基本概念
2、轨道不平顺的功率谱密度估计对于长度为（0～x）的轨道不平顺平稳样本 x 的功率谱 ˆ f 定义为：密度估计值G x 在频率 f 到 f f 微小带宽内的均 2 ˆ f , f 除以带宽 f ，即方值 2 ˆ f , f ˆ

高速无砟轨道扭曲不平顺谱统计分析

高速无砟轨道扭曲不平顺谱统计分析余翠英;向俊;陈涛;龚凯;毛建红【摘要】According to track geometry data measured from Shanghai-Beijing and Harbin-Dalian high-speed railways,the torsion irregularity spectrums of high speed railways were statistically analyzed from the perspective of power spectrum density (PSD),fitting model,simulation parameters and time domain samples.The results show that the characteristics of torsion irregularity of high-speed railway were related to the type of track slab. The simulation results in time domain of torsion irregularities agree well with the measured values as well as the simulation results infrequency domain by selecting the appropriate simulation parameters and fitting model,which can also embody the torsion irregularity character of high-speed railway ballastless track.The simulation ampli-tude of time domain samples will increase with the increasing of percentile spectrum of torsion irregularity.There-by,it can be concluded that the influence of torsion irregularity researched on high-speed train as well as track structure should based on different percentile spectrum of torsion irregularity,which was provided as the excitingvibration source for vibration analysis of high-speed train and bridge (track)time-variant system on the basis of different geometrical states of high-speed railway.%基于京沪和哈大高速铁路轨道不平顺实测数据，从扭曲不平顺功率谱密度，拟合模型和拟合参数以及时域样本角度，对高速铁路扭曲不平顺谱进行统计分析。

高速铁路0.01~120_m波段轨道不平顺功率谱密度函数的构建

第 54 卷第 6 期2023 年 6 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.6Jun. 2023高速铁路0.01~120 m 波段轨道不平顺功率谱密度函数的构建陈宪麦1, 2，董春敏1，魏子龙3，李赛1，杨飞3，孙宪夫3(1. 中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075；2. 高速铁路建造技术国家工程研究中心，湖南长沙，410075；3. 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京，100081)摘要：目前国内外铁路轨道不平顺功率谱密度(power spectral density, PSD)函数的表达式多种多样，但因检测仪器有效测量范围有限，其表征波段范围往往较窄，常以短波、中波或中长波等形式呈现，因此，开展更宽波段轨道不平顺功率谱密度函数的研究对铁道工程领域的科学研究和工程应用具有参考价值。

本文对波磨小车与综合检测列车测得的高速铁路轨道(面)不平顺数据进行预处理，采用改进的周期图方法计算和分析其功率谱密度，总结其宽带和周期性成分特征；基于计算所获得的中位轨道不平顺功率谱密度，提出短波[0.01，1) m 、中长波[1，120] m 以及更宽波段0.01~120 m 的轨道不平顺功率谱密度函数的拟合公式，并将本文提出的拟合谱与既有的典型谱进行比对分析。

研究结果表明：高速铁路功率谱密度存在多个周期性成分，短波不平顺周期性成分主要与钢轨接头以及波磨相关，中长波不平顺周期性成分主要与无砟轨道结构和32 m 简支梁桥的构造形式有关；所提出的短、中长波以及0.01~120 m 波段的拟合公式能够很好地表征轨道不平顺功率谱密度的宽带波长特性，且参数少，形式简洁，适用性强。

关键词：高速铁路；轨道不平顺；波段；功率谱密度函数；拟合中图分类号：U213.7 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）06-2111-11Development on power spectral density function of trackirregularity of 0.01−120 m waveband of high-speed railwayCHEN Xianmai 1, 2, DONG Chunmin 1, WEI Zilong 3, LI Sai 1, YANG Fei 3, SUN Xianfu 3(1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China;收稿日期： 2022 −08 −28；修回日期： 2022 −10 −02基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51478482)；中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划重点项目(N2019G012) (Project(51478482) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(N2019G012) supported by the Key Program of Science and Technology Research and Development Plan of China National Railway Group Co. Ltd.)通信作者：陈宪麦，博士，副教授，从事轨道工程研究；E-mail ：*******************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.06.003引用格式：陈宪麦, 董春敏, 魏子龙, 等. 高速铁路0.01~120 m 波段轨道不平顺功率谱密度函数的构建[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(6): 2111−2121.Citation: CHEN Xianmai, DONG Chunmin, WEI Zilong, et al. Development on power spectral density function of track irregularity of 0.01−120 m waveband of high-speed railway[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(6): 2111−2121.第 54 卷中南大学学报(自然科学版)2. National Engineering Research Center of High-speed Railway Construction Technology,Changsha 410075, China;3. Infrastructure Inspection Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China) Abstract:At present, there are various expressions for the power spectral density(PSD) function of railway track irregularity at home and abroad. However, due to the limitation of the test accuracy of the detection instruments, the range of its characteristic bands is often narrow, and it is usually presented in the form of shortwave, medium wave or medium-long wave. Therefore, the research on the power spectral density function of railway track irregularity with the wider band has reference value for scientific research and engineering application in the fieldof railway engineering. Based on the short-wave irregularity data and the medium-long wave irregularity data of the high-speed railways, the power spectral density was calculated and analyzed using the improved periodic graph method, and the characteristics of their broadband and periodic components were summarized. Based on the calculated power spectral density of the medium track irregularity, the fitted formulas of the power spectral density function for shortwave [0.01, 1) m, medium-long wave [1, 120] m, and wider band 0.01~120 m were presented. The proposed fitting formula was compared with the existing typical spectrum. The results show that there are several periodic components in the power spectral density of high-speed railways, the short wave irregularity periodic components are mainly related to the wave wear and rail joints, the medium and long wave irregularity periodic components are mainly related to the ballastless track structure and the construction form of 32 m simply supported beam bridges. The fitted formulas of short, medium and long waves bands and 0.01−120 m bands can well characterize the broadband wavelength characteristics of the power spectral density of track irregularity with fewer parameters, simpler form and better applicability.Key words: high-speed railway; track irregularity; waveband; power spectral density(PSD) function; fitting轨道不平顺是轮轨系统的激扰源，是引起机车车辆产生振动和轮轨动作用力的关键因素，对列车的行车安全性、平稳性、车辆和轨道部件的寿命、养护维修以及周边环境品质等都产生不利影响。

无碴轨道谱的初步分析

研究的基础上，参考国外无碴轨道的技术和经验，国我京津、武广、郑西等多条客运专线的建设，都将大量采
用无碴轨道。
利于高速行车。同时可大大减少养护维修工作量，降
低作业强度，善作业条件改。鉴于上述诸多优点，碴轨道在世界各国铁路上无得到了程度不同的发展，中，国和Ｅ本的研究和应其德ｔ用走在前列ｊ都已制订了无碴轨道的设计、工，施规范，而且还在不断加大研究力度。其他国家和地区（如英、、大利亚、大利、兰、士、国、国台法澳意荷瑞韩中湾）也都不同程度的研究和应用了无碴轨道技术。总之，世界高速铁路、客运专线的轨道无碴化已成为发展
的轨道谱，并建立了相应的反演模型，用非线性最小二乘优化算法获得了模型参数。分析结果认为，采
长枕埋入式无碴轨道的平顺性好于板式无碴轨道，无碴轨道的平顺性远远好于有碴轨道。
关键词：碴轨道无轨道谱轨道不平顺反演轨道谱
并在相关工程中应用。在秦岭Ｉ线隧道中铺设了
１．ｍ的弹性支撑块式无碴轨道。在秦沈客运专８４ｋ线，沙河特大桥铺设了６２１ｍ长的长枕埋人式无碴９．轨道．狗河和双河特大桥分别铺设了７１７７０ｍ４．１ｍ、４

秦沈线月牙河特大桥轨道周期性高低不平顺分析

秦沈线月牙河特大桥轨道周期性高低不平顺分析
宋国华;黎国清;高芒芒
【期刊名称】《铁道学报》
【年(卷),期】2008(030)004
【摘要】结合月牙河特大桥动力分析和轨道不平顺分析,以及量测所得到的数据,表明桥上线路周期性高低不平顺并非动荷载下桥梁挠度变形造成的,也不是由车桥共振引起的,从所得到的数据分析来看,不平顺值的增长速度随时间的增加而逐渐减小,符合徐变上拱的发展规律.目前桥上线路高低不平顺值尚未达Ⅰ级超限,对行车安全没有造成影响.建议在客运专线建设中,进一步控制长大连续等跨简支梁的徐变上拱,尤其应控制二期恒载轨道铺设后的徐变上拱,并加强桥上线路高低不平顺的检测.桥上线路在达到高低不平顺Ⅰ级超限前,就及时进行大型养路机械捣固或调整扣件作业.由于在桥梁上产生相同的多个波连续作用,应对有关车辆在该特殊高低不平顺作用下的动力学性能进行校核.
【总页数】4页(P50-53)
【作者】宋国华;黎国清;高芒芒
【作者单位】铁道部基础设施检测中心,北京,100081;铁道部基础设施检测中心,北京,100081;铁道科学研究院铁道技术研究发展中心,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】U213.213;U443.312
【相关文献】
1.既有线新建涵管地段轨道高低不平顺成因分析及整治措施 [J], 关利杰
2.秦沈线月牙河特大桥冬季施工技术 [J], 郑春;孔宪刚;等
3.秦沈线月牙河特大桥预应力混凝土管桩成桩施工技术 [J], 张克平;郑春
4.秦沈线月牙河特大桥冬季施工技术 [J], 张克平
5.秦沈线月牙河特大桥冬季施工技术 [J], 张克平;邱渐根;倪江波
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城市轨道交通轨道不平顺谱分析

城市轨道交通轨道不平顺谱分析李再帏;练松良;李秋玲;陈鑫【摘要】According to the track geometry data collected by track recording vehicles from Shanghai urban rail transit , the characteristic of track irregularity is analyzed. Firstly, the elimination methods of abnormal value and nonlinear trend are given and used in the data preprocessing of track irregularities on urban rail transit based on the change rate of track irregularity and the method of empirical mode decomposition. Secondly, power spectral density is calculated with Matlab program, and compared with US class 6 railways, German railway spectra of high irregularity and low irregularity, and China main railway spectra. The statistic and analyzing result indicates that the track irregularity spectrum values of Shanghai urban rail transit are close to German railway spectra of low irregularity except for short wavelength bands and better than US class 6 railways, German railway spectra of high irregularity, and China main railway spectra. Furthermore, the coherence functions are utilized to analyze the relationship between track irregularities and vertical / lateral axle box accelerations; a conclusion is drawn about the range of detrimental track irregularity wavelengths. Finally, the track irregularity spectrum is suggested as an index to control track geometry irregularity.%以上海域市轨道交通的轨道不平顺检测数据为样本,对城市轨道交通轨道不平顺的特征进行分析.首先,利用轨道不平顺变化率法和经验模态分解法对检测数据进行预处理,有效消除轨距和轨向不平顺检测数据的异常值和非线性趋势线,其次,对检测数据进行功率谱密度分析,并与美国6级轨道谱、德国铁路高低干扰谱和中国提速干线7参数谱进行比较,结果表明:除短波波段外,城市轨道交通轨道不平顺谱和德国铁路低干扰谱水平相当,优于美国6级轨道谱、德国铁路高干扰谱和中国提速干线谱；然后,利用相干函数对轨道不平顺和轴箱垂向和水平振动加速度进行相干分析,得出城市轨道交通轨道不平顺不利波长范围；最后,建议将轨道不平顺谱纳入到轨道质量管理指标中.【期刊名称】《华东交通大学学报》【年(卷),期】2011(028)005【总页数】5页(P83-87)【关键词】城市轨道交通;轨道不平顺;功率谱密度;相干分析【作者】李再帏;练松良;李秋玲;陈鑫【作者单位】同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804;上海申通地“集团维护保障中心工务公司,上海200233;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804【正文语种】中文【中图分类】U213.313随着我国城市轨道交通运营里程的不断增加，列车运营的舒适性和安全性引起人们越来越多的关注。

客运专线轨道不平顺功率谱分析

ＦＴ方法进行样本空间的谱估计，用ＭＡＬＢ编程得到客运专线轨道不平顺谱密度曲线，究表明，Ｆ并ＴＡ研轨道高低与方向不
平顺谱曲线均连续变化，不平顺包含许多不同幅值和波长的谐波成分，长范围较宽，道高低和方向不平顺谱密度曲其波轨
ｍｅｈｄｆｒｓｅｔａｓｉｔｎｏａｌｐｃｔｏｏｐｃｒｌｅｔｍａｉｎｓｍｐｅｓａｅ，ａｄＭＡＴＬＡＢｐｒｇａｏｎｏｒｍｍｉｇｔｅｈｒｃｒｅｕａｔｐｃｒｌｎｏｇｔｔｅｔａｋｉｒｇｌｒｙｓｅｔａｉｄｎｉｙｃｒｅｏｈａｓｎｅｉｓＴｔｄｓｓｏｈａｈｅｌｖｌａｄｉｅｔｏｆｔｒｃｒｅｕａｉｙｅｓｔｕｖｆｔｅｐｓｅｇｒｌｎｅ．ｈｅｓｕｙｈａｈｗｎｔｔｔｅｅｎｄｒｃｉｎｏｈｅｔａｋｉｇｌｒｔｓｅｔｕｃｖｓｏｔｎｏｓｙｃａｅ，ｗｈｃｉｃｕｄｓｍａｙａｍｏｉｃｍｐｎｎｓｏｉｆｒｎｇｉｕｅｎｐｃｒｍｕｒｅｃｎｉｕｕｌｈｎｇｉｈｎｌｅｎｈｒｎｃｏｏｅｔｆｄｆｅｔｍａｎｔｄａｄｅ
２１年底，国已建成京津城际、广、０１我武秦沈、石
太、福、台温、济、武、宁等多条客运专温甬胶合合
Байду номын сангаас

秦沈客运专线轨道谱与德国轨道谱的比较

第 4期
王开云等 :秦沈客运专线轨道谱与德国轨道谱的比较
427
对于高低不平顺 ,如图 1 ( b) ,在 1～30 m 波长范围内 ,秦沈线无碴谱功率密度略小于德国高干扰谱密度 ,而秦沈线有碴谱密度明显高于德国高干扰谱功率密度 ,在 30～45 m 波长范围内 ,秦沈线无碴谱密度值小于高干扰谱密度值 ,而秦沈线有碴谱密度值与高干扰谱密度值非常接近 ;在整个波长范围内 ,德国低干扰谱明显优于其他 3种谱.
另外对于秦沈线无碴轨道不平顺文献的作者根据同样方法得到了由k特征参数控制类型的功率谱密度表达式单位与波长范围同有碴轨道德国轨道谱有2种形式即高干扰和低干扰轨道谱的表达式参见文献1功率谱密度根据轨道谱密度函数式出了145m波长范围内4种类型秦沈线有碴谱秦沈线无碴谱德国低干扰谱德国高干扰谱轨道谱密度的对比
另外 ,对于秦沈线无碴轨道不平顺 ,文献 [ 5 ]的作者根据同样方法 ,得到了由 A, B , C, D, E和 K特征参
数控制类型的功率谱密度表达式 (单位与波长范围同有碴轨道 ) .
高低、方向不平顺功率谱密度
Sv ( f )
= Sa ( f )
AB 2 = ( f 2 + B 2 ) ( f 2 + C2 ) .
( a) 德国低干扰谱
( b) 德国高干扰谱
( c) 秦沈线无碴谱
( d) 秦沈线有碴谱
图 2 轨道方向不平顺样本的比较 Fig. 2 Comparison on alignment irregularities
428
西南交通大学学报
第 42卷
对比高低不平顺幅值 (图 3)可以发现 ,德国低干扰谱最小 ,高干扰谱最大 ,秦沈线无碴谱和有碴谱介于二者之间 ,且无碴谱的平顺度优于有碴谱的平顺度. 4种类型不平顺幅值最大值分别为 5. 7, 9. 4, 6. 8和 7. 7 mm ,如图 3所示.

客运专线轨道不平顺功率谱分析.

我国对轨道不平顺谱密度进行了长期的试验研平顺谱密
度尚缺乏系统成果，文章以秦沈客运专线在线检测轨道不平顺数据为样本，研究分析客运专线轨道不平顺谱密度，得出了新建客运专线轨道不平顺谱密度及其拟合曲线，并与既有运营铁路轨道不平顺谱密度进行比较，为客运专线铁路工程设计、施工及管理提供基本参数。
随机信号的平稳性检验在信号检验中最为重要，其目的是检查被测随机信号的时间历程是否属于平稳随机过程。文章用以进行谱密度计算的ＦＦＴ法，及其他许多（如最大熵等）方法都是建立在平稳性假定基础之上的，其优点是简单实用，并能满足工程精度要求。
客运专线轨道不平顺功率谱分析
陈秀方，金守华，曾华亮
（中南大学土木建筑学院，长沙４１００７５）
［摘要］轨道不平顺是车辆振动的主要激扰源，也是限制列车最高运行速度的主要因素之一，直接关系到列车运行的平稳性、安全性和舒适性。文章以秦沈客运专线轨检车实测轨道不平顺数据为统计样本，基于样本平稳性检验，采用ＦＦＴ方法进行样本空间的谱估计，并由ＭＡＴＬＡＢ编程得到轨道不平顺谱密度。基于轨道不平顺样本的总体平均，得出了谱密度频率平滑曲线和谱密度曲线拟合表达式，并与我国重载提速干线的谱密度曲线进行了对比分析。在此基础上，对秦沈客运专线的轨道状态进行了评估。［关键词］客运专线；轨道不平顺；功率谱密度；平稳性检验［中图分类号］Ｕ２１１．３［文献标识码］Ａ［文章编号］１００９－１７４２（２００８）０４－００５６－０４
3 轨道不平顺功率谱分析
3 ．1 总体平均和频率平滑在工程中常用总体平均和频率平滑方法来降低

板式轨道动力特性分析及参数研究

板式轨道动力特性分析及参数研究赵坪锐,刘学毅(西南交通大学土木工程学院,四川成都　610031)摘要:运用车辆—轨道耦合动力学理论建立板式轨道和高速车辆垂向耦合动力学模型,其中轨道板采用弹性薄板模型。

通过对板式轨道短波不平顺即焊接接头不平顺进行计算机仿真分析,研究高速铁路板式轨道的动力特性,并探讨板式轨道C A 砂浆垫层厚度和扣件刚度对系统动力性能的影响规律。

关键词:高速铁路　板式轨道　弹性薄板　动力特性中图分类号:U21312+43　文献标识码:A 文章编号:100321995(2004)0520048203 在各国的高速铁路上使用的无碴轨道结构中,板式轨道以其结构简单、施工方便,被认为是未来非常有发展前途的无碴轨道型式之一。

秦沈客运专线上也铺设了板式轨道。

但板式轨道动力学方面的研究较少,文献[2]将轨道板简化为梁进行动力学分析,得出了一些结论。

本文通过将轨道板简化为弹性薄板,建立车辆—轨道耦合动力学模型,并以钢轨焊接区轨面短波不平顺为例,分析高速铁路板式轨道结构的动力特性,同时就板式轨道C A 砂浆厚度和扣件的刚度对板式轨道动力学性能的影响规律进行了探讨,为板式轨道动力学参数的优化提供依据。

1　板式轨道动力学分析模型的建立板式轨道系统采用连续弹性点支撑模型,用有限单元法建立,因其结构左右对称,故取半边轨道结构为研究对象,其中钢轨采用Euler 梁单元,轨道板采用弹性薄板单元[3],轮轨间采用赫兹非线性接触[4]。

运用车辆—轨道耦合动力学原理建立如图1所示的动力学分析模型。

本文主要研究秦沈客运专线板式轨道,为了达到与运营的车辆一致,采用的车辆是ICE 动车[1][5],轨道板采用秦沈客运专线A 型轨道板[5]。

图1　板式轨道—车辆垂向耦合动力学模型2　板式轨道短波不平顺地段的动力分析211　长钢轨短波不平顺激励模型长钢轨焊接区轨面短波不平顺是高速铁路轨道不平顺的激扰形式之一。

根据日本新干线高速铁路的调查统计,焊缝低凹不平顺[2]可用长1m 的余弦波上叠加一短波不平顺来描述[6],其函数表达式为:y (t )=12δ1(1-cos2πvt )　0≤t ≤1-λ2v ,1+λ2v <t ≤1v12δ11-cos (1-λ)π+12δ21-cos 2πv λt -1-λ2v1-λ2v <t ≤1+λ2v(1)图2　列车通过焊接凹头接头时的动力响应—84—铁道建筑 2004年第5期式中　y———轨面不平顺幅值(m);v———车辆运行速度(mΠs);δ1、δ2———长波和短波波幅(m);λ———短波波长(m)。

秦沈客运专线板式无砟轨道不平顺功率谱分析(x)

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高速铁路0.01~120_m波段轨道不平顺功率谱密度函数的构建

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