基于轨道振动特征的地铁钢轨波磨成因研究

• 作者: 彭华 汤雪扬 蔡小培 孙天驰
• 来源期刊: 铁道工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 钢轨波磨 轨道振动 有限元 频响函数 模态振型
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 线路与轨道|Railway and Rail
• 页码范围: 41-46,66
• 页数: 7页
• 分类号: U213.42
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-2106.2021.11.007

摘要

研究目的:钢轨波磨是地铁线路中常见的钢轨伤损形式,本文以某地铁线路短枕式整体道床地段出现的钢轨波磨为研究对象,现场测试钢轨波磨特征和轨道动力响应,基于轨道振动理论和有限元方法,建立轨道结构频域分析模型,研究波磨地段的钢轨位移导纳特性和轨道结构模态振型,从轨道振动角度揭示钢轨波磨的形成原因,为地铁线路的设计及养护维修提供借鉴与参考.研究结论:(1)钢轨波磨主波长在40-80 mm之间,其通过频率为278 ～556 Hz,60 mm左右波长最为显著,其通过频率为370 Hz;(2)实测的轨道系统垂横向动力响应在主波长通过频率278～556 Hz范围内均有峰值,钢轨波磨的产生可能与轨道系统的垂向和横向振动有内在联系;(3)导致40-80 mm波长波磨的轨道振动,在垂向上主要表现为310 Hz、408 Hz频率处钢轨和轨道板的扭转共振以及两者在341 Hz处的同向弯曲共振和449 Hz处的反向弯曲共振,横向上主要表现为钢轨相对于轨道板在304 Hz、370 Hz、439 Hz、522 Hz处的弯曲振动,其中370 Hz频率处钢轨相对于轨道板的横向振动是导致该地段60 mm显著波长出现的主要原因;(4)本研究成果可为地铁钢轨波磨形成机理的研究提供理论依据.