地铁减振降噪论文

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1、地铁轨道减震降噪原理与措施1、基木原理1）减小激振能级。减少车辆对轨道的运动力是重要的，而保持轨头平面的光滑又是减少轨道振能的根本条件。2）减少因激振动力引起的振动级。为了减少轨道振动加速度级和振动速度级，增大作为振源对彖的轨道个部件振动体得质量或抗弯刚性是控制轨道振动的关键。3）减小传递力的振幅级。在轨道组成部件之间设置弹性支撑材料，以期减低轨道支承刚度，隔断减振的传递。2、轨道减振的基木措施1）减振降噪型钢轨扣件的选择钢轨扣件由扣压件、轨下垫层和联结螺栓组成。为了保持轨道结构的稳定性以及可维修养护

2、性、减振等要求，钢轨扣件应具有一定的扣压力、必要的弹性和相应的可调能力。主要扣件有町-2型、DTIII型及WJ-4型扣件及Cologne-Egg弹性扣件（在减振要求较高地段采用的轨道减振器扣件。该扣件的承轨板与底座之间用减振橡胶硫化粘贴在一起，利用橡胶圈的剪切变形获得较低竖向刚度，较DTI型扣件的振动传递减少15〜30dB,较DT111型扣件减少10〜20dB）o2）无砂轨道结构的噪声特点与设计原则有晞轨道的道硝提供了很好的弹性，对减振降噪有利。但有硝轨道在列车荷载作用下会发生几何形位的变化，需进行经

3、常性的养护。轨道交通线路如采用有磴轨道，在运营时间内对其进行养护维修几乎不可能，而夜间的养护维修作业在安全、质量和设备要求上提岀了更为苛刻的要求；此外，高架桥上采用道磴道床增加了桥梁的自重，增加投资，且道床的清筛粉尘也对城市环境造成污染。因此,与有磴轨道相比，无磴轨道具有稳定性、平顺性、刚度均匀性好、维修工作量少、简洁易清洗等显著优点。日本、德国等国家已把它作为高速铁路和城市轨道交通的主要轨道结构型式加以发展和应用。3）轨道减振器与弹性支承块或浮置板组合的应用对于几十赫兹到几百赫兹频率范围的屮、低频振

4、动，应用轨道减振器、弹性支承块轨枕和浮置板可以得到比较好的减振降噪效果。弹性支承块利浮置板可以隔离振动向道床和路基的传递，从而起到减振降噪的作用。而轨道减振器或高弹性钢轨扣件除了有隔振作用外，还可以在一定频率范围内降低轮轨间动荷载。随之而来的问题是，在应用弹性支承块或浮置板的同时，采用高弹性扣件或轨道减振器会不会降低它们原有的隔振性能？研究通过建立轨道结构的频域计算模型和车辆-轨道系统相对位移激励模型，提出了评价轨道结构隔振效果的标准，仿真计算分析垫片/轨道减振器-弹性支承块/浮置板轨道结构的隔振性能

5、,以及相对位移激励下轮轨间动载荷和传递给基础的力。结果表明，与垫片-弹性支承块/浮置板轨道组合相比，轨道减振器-弹性支承块/浮置板轨道组合可以在中频范围大大减少轮轨动态作用力，并且在中、高频段具有更好的隔振性能。因此轨道减振器完全可以与弹性支承块和浮置板组合应用，达到比较理想的减振、隔振和降噪效果。不足之处是，弹性支承块和浮置板轨道结构在低于系统固有频率约1・4倍的频段没有隔振效果。4)III型轨道减振器的设计与应用如果考虑到偶然岀现却难以避免的车辆过载工况，性能优越的纯剪型轨道减振器己不能满足其要求

6、,赖以提供刚度的单层胶圈有可能在超载情况下因橡胶过度拉伸而失效。因此，必须设计出一种更加合理的减振器产品，III型轨道减振器由此应运而生。通过理论分析，在承轨板底部增加一个平面并硫化一层胶梨的设计变得非常有用。结合剪切与压缩两类轨道减振器的优点,胶垫在载荷超过一定范围时提供剪切刚度以外的压缩刚度，二次刚度的应用既保护了减振器产品，又使得扣件系统在短时过载时仍能提供理想的弹性，不会显著降低减振降噪性能。该减振器在胶料配方上以天然胶为主体,采用炭黑与白炭黑原位接枝改性技术，使得胶料的扯断伸长率与300%定

7、伸大幅度提高，产品动、静刚度比降低，并极大延长了产品的疲劳寿命。在产品的结构设计上应用有限元分析，采用ABAQUS软件，在获得初步设想的基础上通过计算对产品结构进行分析、评估与优化。分析橡胶的自由而形状、垂向静态刚度特性、横向静态刚度特性，使用ABAQUS软件的ABAQUS/Stand2ard通用模块,分析屮描述橡胶材料的超弹本构模型为VanderWaals模型，描述承轨板、底座件所用的材料本构模型为线弹性模型。计算确定最佳型面。最后进行试制后的产品(胶垫厚度9mm)在株洲时代新材料科技股份有限公司国

8、家级检测中心产品检测室完成了静刚度、动静比试验及疲劳试验。III型轨道减振器已大量用于北京地铁5号线高架线。5)铁高架桥上梯形轨枕减振道床技术梯形轨枕轨道是一种新型的低噪声、低振动的板式轨道系统。经过室内减振性能测试后，其工程应用试验铺设研究设在北京地铁5号线屮铁一局集团标段高架桥左线K27+84.047—K27+255.047,试验段铺设长度171m。梯形轨枕通过减振垫支撑在混凝土道床上，列车通过吋，只有梯形轨枕下表面和两侧有减振垫和缓冲垫的接触面受力