武广高速铁路轨道不平顺谱特征分析.pdfVIP

2013年9月 郑州大学学报(工学版) Sep．2013 of 第34卷第5期 Journal V01．34No．5 zhengzhouUniversity(EngineeringScience) 文章编号：167l一6833(2叭3)05—0052—04 武广高速铁路轨道不平顺谱特征分析 李再帏1，练松良2 (1．上海工程技术大学城市轨道交通学院，上海201620；2．同济大学道路与交通工程教育部重点实验 室，上海201804) 摘 要：以武广高速铁路轨道不平顺检测数据作为样本，对轨道不平顺谱的特征进行分析．首先，对检 测数据进行功率谱分析，并与欧洲高速铁路谱进行比较，结果表明：轨道不平顺谱低于欧洲高速铁路轨 道不平顺下限谱，但方向不平顺谱值相对较大；其次，利用相干函数对轨道不平顺和车体垂向和水平振 动加速度进行相干分析，得出轨道不平顺不利波长范围；最后计算轨道不平顺的Hilben时频谱，得出长 波不平顺为高低不平顺和水平不平顺能量的主要波长成分，而中长波不平顺为方向不平顺和轨距不平 顺的主要波长成分． 关键词：铁路轨道；不平顺；功率谱密度；相干分析：时频分析 中图分类号：U213．313文献标志码：A doi：10．3969／i．issn．167l一6833．2013．05．011 检测中心0号轨检车对武广高速铁路上、下行线 0 引言 进行检测．笔者的数据取自这两次测试．在测试过 安全和高速是高速铁路运营管理的核心问 程中，列车的运行速度是245km／h，轨检车的采 题，提供运行速度快、安全可靠性高及乘坐舒适度 样点间隔为0．25m．样本长度越长，分析结果越 好的轨道，是高速铁路建设的最基本目标．轨道不 具有代表性，但相应对数据的要求就较高．为了使 平顺是轮轨系统的主要激扰源，对列车的运行安 得样本的测点数能满足频谱分析的要求，取样本 全性、平稳性、舒适性、车辆和轨道部件寿命以及 024 长度为1 m，即样本点数为4096点¨1． 环境噪声等都有重要影响．轨道不平顺谱是描述 1．2功率谱的计算与分析 全线轨道不平顺状态的最有效形式，欧美及日本 由于所取样本足够长，故可把轨道不平顺近 等发达国家都建立了本国铁路的轨道不平顺标准 似认为是平稳随机过程MJ．笔者采用经典的周期 谱来指导轨道不平顺的维修和管理¨。．我国对轨 图法∞。对轨道不平顺功率谱进行计算． 道不平顺谱的研究较晚，且研究对象多为提速干 为评价轨道的总体平顺性，将武广高速铁路 线铁路旧‘51，对高速铁路轨道不平顺特征尚缺乏 轨道不平顺谱与欧洲高速铁路不平顺的上、下限 系统研究．笔者通过对武广高速铁路轨道不平顺 谱进行对比如图1所示．如图1(a)所示，高低不 的功率谱和时频谱进行研究，分析其不平顺分布 平顺谱值明显小于欧洲高速铁路下限谱，高低不 特征；并对我国高速铁路的不平顺管理提出一些 平顺谱在频率为0．31m“处取得最大值．如图1 建议，以提高我国高速铁路的轨道不平顺管 (b)所示，方向不平顺谱值小于欧洲高速铁路上 理水平． 限谱，接近欧洲高速铁路下限谱．如图1(c)和l