弹性支承块式无砟轨道减振性能研究

第 ６期
刘士 煜 ， ： 等 弹性 支承块 式无砟轨 道 减振 性 能研 究
致 匹配．
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从 隧道 的走 向及 荷载 的持续 作 用等特 点考 虑 ， 交叠 隧道在列 车 振动 荷 载 作 用 下 的数 值 模 拟应 考
假 如轮轨 间相互 作用 力 Ｆ ｔ经钢 轨后成 为 均 （） 布荷 载 ， 不考 虑相 邻 车 厢 的相 互 影 响 ， 若 则钢 轨 上 均部 的每延 米竖 向激 振荷 载为 ： ｐ ： （）
础 是在支承块 式 承轨 台的基 础 上 对 支 承块 包 裹 一 层橡胶 靴套 以及在 支承块 下增设 一块 橡胶 垫板 ， 从
而与轨下橡胶垫板构成双层 弹性体系， 最大程度上 模拟 了传统碎 石道 床 弹 性 点支 承 的结 构 和受 荷 响
应特性 ． 橡胶 套靴 的 橡胶 硬 ， 道 的竖 向 弹性 主 要 轨 由套 靴 内的橡 胶垫 提供 ． 靴 内支承 块下 的橡胶 垫 套 较软 ， 且橡胶 垫两 面开槽 ， 并 以提供 变形空 间 ， 高 提 轨道结 构弹性 ． 支承 块外 的橡胶 靴套 提供 了轨道 的 小量纵 、 向弹性变形 ， 横 使这 种无 碴轨 道在 承载 、 动
一
０２ 远 隧道 处 最 大 长 度 ０ ８ 土 体 采 用 粘 弹 性 ．ｍ， ．ｍ．
式中： 为车体转 向架数 ； 为列车长度 ；为修正系 ｎ 后 数．
对一 节车 厢 ， ｎ＝２ Ｌ＝１． ｍ， ， ９２ ｋ＝１则 Ｐ ｔ ， （） Ｆ（）４ ８ ｋ ／ ， 式 即为列 车竖 向振 动荷载 ｔ／ ． （Ｎ ｍ）上
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本模 型 中房 屋基础 为 天然地 基 ， 六层砖 混结构
楼房 ； 普通整体道床 ，３ 混凝土 ； Ｃ０ 标准 ６ 轨 ， ０ 每延 米 ６ ． ４ ｇ Ｄ Ｉ２扣 件 ， 量 ９ ｇ 刚 度 ２ Ｋ ／ ０ ６ ｋ ； ＴＩ Ｉ 质 ｋ， ５ Ｎ
ｍ 阻尼 ７５４ ｓｍ； ｍ， ．ｅＮ／ 弹性 支撑 块质量 １０ ｇ支撑 ０ｋ，
第２ ９卷 第 ６期
２１ 年 １ 月 ０１ １
佳 木 斯 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｊｕｎ ｌ ｆ ｉ ｕｉ ｎｖｒ ｔ Ｎ ｔｒｌ ｃｅｃ ｄ ｉ ） ｏ ｒａ ｏ ａ ｓ Ｕ ｉ ｓ ｙ（ ａ ａ Ｓ ｉ ｅＥ ｉｏ Ｊｍ ｅｉ ｕ ｎ ｔｎ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ． １２ ６
振 动响应值 同实测数据 基本 吻合 ， 道床及 隧道 测点 处的振动 响应值 略 高于 实测数据 ．
关键 词 ： 弹性 支承块 ； 载 ； 限元 ； 动 ； 荷 有 振 振级
中图分类 号 ： Ｔ ４ １ ３ Ｕ １ ． ； ２ １ ３ Ｕ ５ ． ； ２ ３ ７ Ｕ １ ． 文献标识 码 ： Ａ
图 ｌ 轨道 一隧道 一土体 一结构三维有 限元模型
２ 地 铁 振 动数 值 模 拟 模 型
２ １ 有 限元模 型建立 ．
力传递和振动能量吸收诸方面更接近坚实均匀基 础上的碎石道床 ， 弥补 了无 碴轨道弹性不足 的缺
陷， 最大 限度地满 足环保 对 轨道 结构低 振动低 噪音
的要求 ０ ．
质量在减振耗 能方 面有一定 的贡献 ， 于上述问 鉴 题， 本论文模型中将扣件 的质量和钢轨的质量均合 并到 一个质 量点 上． 钢轨 、 撑块采 用 Ｍ ｓ １质量 支 ａｓ ２
单元 ， 扣件 取 ｃｍｂｎ４弹簧 一阻尼单元 ． ｏ ｉｌ
① 收稿 日期 ：０ １—１ ０ ２１ １— ２ 作者简介 ： 士煜（９ ７一 ） 女 ， 刘 １８ ， 辽宁抚顺人 ， 同济大学铁道与城市轨道交通研究院硕士研究生
块下 刚度 ２ ｋ ／ ０ Ｎ ｍｍ， 阻尼 ２４ ｓｍ． 将扣 件 等效 ｅＮ／ 仅
１ 工 程概 况
本项 目位 于上 海 市轨 道交 通 十号线 区间段 内
为 刚度 一阻 尼弹 簧 ， 略扣 件 的质量 ， 能反 映实 忽 未 际扣件 的特 点 ． 量 一刚度 一阻 尼体 系 中 ， 件 质 扣
虑为三维问题． 本文进行 了三维弹塑性有限元数值
模拟 ， 考虑地下 工程 动力 计算在 微 机上 实现所 存在
的客观条件限制 ， 仅进行钢轨 一 扣件 一 道床 一 隧道 土体 一 结构典型断面的二维弹塑性计算 ． 模型范 围 １０ ７ ｍ， 限元 单 元 近 隧道 处 选 取 ０ ２ × ０ ｍ× ０ 有 ．ｍ
Ｎｏ ． ｖ ２ １ ０１
文章编号：０ ８—１０ ２ １ ）６—０ ０ ０ １０ ４２（０ １ ０ ８６— ４
弹 性 支 承块 式 无 砟 轨道减 振 性 能 研 究①
刘士煜 ， 吴宪迎 ， 曲 媛
（ 同济大学铁道与城市轨道交通研究院 。 上海 ２０ ３ ） ０ ３ １
摘 要： 运用 Ａ Ｓ Ｓ有限元软件 ， ＮＹ 模拟弹性支承块式轨道结构模型． 模型中采用 Ｄ Ｉ２ ＴＩ 扣件， Ｉ 弹性 支承 块整体 道床 ， 载为 实测 的弹 性 支承 块 下的 Ｄ Ｉ２扣件 的轮 轨 力． 荷 ＴＩ Ｉ 结合 穿越 上 海 市 某 小 区的地 下轨道 振动 实测 情况 ， 选取 不 同测 点进 行振 动响应 计算． 结果表 明 ， 型 中 ， 面测点的 模 地
某住宅小区 ， 部分楼房下方 上下行线隧道上下叠 交， 地面振动明显放大 ， 严重影响了居 民的 Ｅ常生 ｔ 活， 因此必须采取行之有效的减振措施． 处住宅 该 为６ 层楼房 ， 砖混结构 ， 构造柱 ， 无 基础为条形基
础． 穿越处 上下行 线埋 深 （ 至轨 顶 ） 分别 为 ２ ． １１米
０ 引 言
目前 国内外 对减 振 降噪 型轨 道 结构 的研究 主
要 集 中在 弹性扣 件 、 性 支 承块 、 弹 浮置 板 等无 碴 轨
和 ２ ． 米 ， 采用 弹性支 承块 式无砟 轨道 ９１ 拟
道 上． 中 ， 其 弹性 支承 块 式 轨 道结 构 是 一种 新 型的
无碴 轨道结 构 ， 低 振 动 型轨 下 基 础 ． 属 这种 轨 下 基