轨道交通中无砟轨道动力模型分析.pdf

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1、第25卷第4期华中科技大学学报(城市科学版)Vo1．25No．42008年12月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Dec．2008轨道交通中无砟轨道动力模型分析杨广军，侯晓英，李广慧，董晓马(郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院，河南郑州450015)摘要：本文首先对轨道交通中广泛采用的无砟轨道结构的减振特点进行了分析，并在对其结构尺寸分析的基础上，针对预制式轨道板结构的特点，本文建立了预制式浮置板结构的动力分析模型，即结构的刚体振动模型。同时比较了现浇连续型轨道板的梁的振动分析模型，根据无砟轨道轨道板上述两种动力分析模型对计算结果的影响分析，确定了轨道板上述两

2、种动力模型的应用范围：刚体模型在工程中一般适应于预制式无砟轨道结构，当轨道板的长厚比小于或等于25时，其动力模型取为刚体模型；反之，轨道板的长厚比大于25时其动力模型取为梁模型，梁模型一般适应于现浇的无砟轨道轨道板结构。关键词：浮置板；车桥系统；耦合振动；无砟轨道中图分类号：U213．244文献标识码：A文章编号：16727037(2008)040093—03进入21世纪，我国的城市轨道交通、高速铁程参见文献[3】。路和快速客运专线迎来了历史性的发展机遇，将对于连续型轨道板长度，其长度设定为钢轨形成覆盖我国主要城市的城市公共交通网、快速长度的若干分之一，箱梁的长度为桥的单跨间距，客运网和

3、高速铁路网。由于无砟轨道结构的复杂假定钢轨下面有跨浮置板，而每跨轨道板下面性，目前采用的大多数车桥系统动力分析模型都有Ⅳ跨箱梁，箱梁长度为，则第，l跨轨道板的没有对桥上轨道结构的建模以及车辆、轨道和桥振动方程梁之间的动力耦合作用做详细的考虑。无砟轨道++=结构减振理论研究的滞后，显然无法满足我国有dOt一Ot轨交通快速发展的技术需求。一ZS

4、—Euler梁，它们与轨道板之间分式中，0≤≤ⅣLb，为第n跨轨道板的局部坐标；Y为轨道板的振动位移；E，s为轨道板的抗弯别通过橡胶垫(钢轨与轨道板之间)和橡胶支座刚度；m为轨道板的单位长度质量；c。为轨道板(轨道板与箱梁之间)连接，橡胶垫和橡胶支座的粘性阻尼系数；NJ为单跨箱梁与轨道板之间的视为弹簧阻尼器。根据轨道板的两种动力模型在橡胶支座的数目；pn：Klnk，f)一)j，(，f)l为车桥耦合振动分析的便利以及计算结果的差别，橡胶垫由于钢轨与n跨轨道板所在位置的相对位给出两种模型的工程应用范围。移而产生的弹性力；K。为橡胶垫刚度；Y为钢无砟轨道的梁模型轨的振动位移；)，?为跨轨道板的

5、振动位移；《为n跨轨道板上第k个橡胶垫的局部坐标(以下文献[1，2]在分析秦沈客运专线高速列车、同)；：cply~nk-Xt)-Y’(，f)I为橡胶垫由无砟轨道和桥梁相互作用时，将轨道板视为自由于钢轨与轨道板所在位置的相对速度而产生的阻一自由边界的梁模型，对自由一自由边界的梁的尼力；cn为橡胶垫阻尼系数：夕为钢轨的振动速动力方程，其积分求解较为复杂，具体的求解过度；为轨道板的振动速度；收稿日期：2008．06．05作者简介：杨广军(1969一)，男，河南长葛人，副教授，博士，研究方向为轨道交通工程，ygj@zzu．edu．ca。基金项目：上海市重大科技攻关项目(03DZ12017)。·9

6、4·华中科技大学学报(城市科学版)2008年7=JYbi(《，f)一(《，f)l为橡胶支座由于第体坐标系中的整体坐标；跨箱梁与轨道板所在对应位置的相对位移而产=+l(f—1)·N+P一1／2l·；名为对应生的弹性力；K为橡胶支座刚度；Y为箱梁的的橡胶支座在第Z跨箱粱坐标系的局部坐标；振动位移；Y为轨道板的振动位移；《为第跨=+(-1／2)s,-1／2&，其中为箱梁长箱梁第7个支座的局部坐标；度；为单块预制式轨道板质量；，Cp分别PJ7=C为橡胶支座刚度和阻尼系数；其它符号定义同前。。pl夕(磁，f)一夕(《，f)I为橡胶垫由于第2．2第，跨箱梁上第跨轨道板的点头振动方程跨箱梁与轨道板所在

7、对应位置的相对速度而产生的阻尼力；为橡胶支座阻尼系数；为箱梁的振动速度；．i，为浮置板的振动速度。+2无砟轨道的刚体模型文献[4】介绍，预制式浮置板的长度大多在+1．5m一7．0m范围内，且以橡胶支座支撑居多。本文建立的预制式轨道板模型，为弹簧支承上的刚体模型，这是基于以下的靠虑，通过对车辆的转z向架(刚体模型)进行动力学计算时，本文发现(一，)+(一，)一K∑+刚体模型无需沿刚体的全长积分，可以直接将其k=l厶y心，一动力方程直接