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波磨对CRTSⅡ型板式无砟轨道振动特性影响分析.pdf
铁 道 建 筑
RailwayEngineering
92
文章编号 :1003—1995(2013)10—0092-03
波磨对 CRTSlI型板式无砟轨道振动特性影响分析
张志远
(上海高铁维修段 ,上海 200439)
摘要:通过建立CRTSII型板式无砟轨道结构的车辆一轨道垂向耦合动力学模型 ,研 究在钢轨波磨不平
顺激扰下,不同运营速度时轮轨力响应及轨道结构各部件的振动特性。分析结果表明:在钢轨 中长波波
磨激励下,运营速度的改变对轮轨力响应最大值影响较小,但对轮重减载率影响较为 明显;钢轨垂向振
动主要表现为中高频振动;随着运营速度增加 ,轨道板及底座板在中高频范围内的振动频率增加。
关键词 :钢轨波磨 无砟轨道 轮轨力 振动特性
中图分类号 :U213.2 44;U213.4 2 文献标识码 :A DOI:10.3969/j.issn.1003—1995.2013.10.29
钢轨的波浪形磨耗是指钢轨顶面或侧面沿纵向出 架 、轮对 、一系悬挂和二系悬挂。车体、构架和轮对采
现规律性的类似波浪形状的磨损或塑性变形 ,简称钢 用刚体单元模拟,一系悬挂及二系悬挂简化为弹簧和
轨的波磨。钢轨的波磨是铁路线路上钢轨的一种普遍 阻尼元件 。考虑车体及前后构架的沉浮和点头位移 ,
损害形式。很多铁路线路上出现的钢轨波磨都会长达 轨道系统采用弹性点支承梁模型模拟 ,钢轨采用弹性
几 十米甚至上百米。波磨一经形成 ,则造成接触表面 点支承 Euler梁模拟 ,其支承 间距为扣件实 际间距。
的不平顺 ,加大动作用力 、振动和噪声 ,急剧缩短相关 道床板及底座板视为离散点支承的有限长梁单元 。将
零部件的使用寿命。波磨依据波长分为三大类 :一类 扣件 、CA砂浆及路基支承均简化为弹簧和阻尼单元 。
是波长 100mm 的波纹磨耗 ,一类是波长 100—200 钢轨、道床板及底座板考虑垂向及转动 自由度。
mm的中长波磨耗 ,最后一类是波长 200mm的长波
磨耗 。波长的成分一般认为是随机的或为有限个波长
的混合 。。研究表明 。:波磨与轨道条件和运营条
件有关 ,大轴重情况下主要产生短波波磨 ,高速运营情 钢轨 扣件弹簧和阻尼
轨道板
况下主要产生长波波磨。 底座板 砂浆弹簧和阻尼
路基弹簧和阻尼
CRTS11型板式无砟轨道是在我 国广泛应用的轨
道结构形式之一 ,京津城际、京沪高速等均采用了此种 图 1 车辆~轨道垂 向耦合振动模型
轨道结构 。对 已开通运营 的 CRTSI1型板式无砟轨道
结构线路进行调查发现 ,部分区段钢轨存在波磨现象。 1.2 计算参数
本文针对高速铁路的钢轨波磨问题 ,建立车辆一轨道 车辆结构参数参照文献 [6]选取 ;轨道结构参数
垂向耦合振动动力学模 型,研究轨道结构各部件在钢 参照文献 [1O]选取 。
轨波磨激扰下 的振动特性。 本文中钢轨波磨不平顺数据为实测某高速线路钢
轨所得。测试段钢轨发生明显波磨现象,其波长范 围
1 计算模型和计算参数 位于 125~165mm之 间,平 均为 145mm,波深为
1.1 计算模型 0.064mm 。
根据车辆一轨道耦合动力学理论
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