地铁减振轨道结构振动及钢轨波磨

盛晓飞

摘要：在当前城市规模不断扩大的背景下，以地铁为代表的城市轨道交通逐渐成为民众出行的主流选择。在此情况影响下，地铁线路减震降噪逐渐成为当前行业内重点研究问题。基于此，本文将针对地铁减振轨道结构振动及钢轨波磨相关问题进行研究，希望对相关工作人员提供参考意见。

关键词：地铁减振轨道;钢轨波磨;减震效果

引言：在当前城市发展对地铁减振降噪要求不断提升的背景下，技术人员在实际工作过程中不断创新减振轨道形式，减振扣件、钢弹簧浮置板轨道等形式应用广泛性不断提升，与此同时钢轨波磨情况也成为普遍存在的问题。由此，针对不同减振轨道在存在波磨情况的前提下减振效果的研究成为当前行业内的主要研究内容。

一、地铁减振轨道振动测试及结果分析

研究人员选取普通短轨枕、先锋扣件以及钢弹簧浮置板三种减振轨道形式进行测试，通过对三种形式的波磨进行测试得出如表1所示结果。

为分析三种轨道形式在已有波磨的前提下振动特性，因此采用处于空载状态的4动2拖地铁B型车进行测试，分析轨道在列车运行情况下的动力响应，试验设置条件为曲线速度控制在59km/h，主要测试内容包括：轨枕上方轨头横向及垂直方向的加速度;扣件或弹条部分的横向及垂直方向加速度;轨枕或道床部分垂直方向加速度等。

通过在试验条件下对三种减振轨道形式钢轨、扣件等振动时产生的反应信号进行采集，并对其1/3倍频程频谱进行深入分析，可得出如图1所示轨道结构内外轨振动时域图。

由图1中信息可知，三种轨道内轨振动加速度峰值明显高于外轨;三种轨道形式中振动幅值差异性对比中，先锋扣件形式的差异性最小，结合波磨频率分析，先锋扣件形式的内外轨道波磨幅值差异度同样处于最低。

具体分析本次试验结果可知，普通短枕枕轨在实际检测过程中测得各个测点垂直方向振動加速度分频振级均处于80Hz～100Hz频段峰值范围内，与波磨测试中轨道不平顺通过频率相对应，由此可见，在整个轨道系统振动中，波磨主波长成分发挥着重要作用。经分析，另外两种轨道形式均存在相应特性。

同时通过表2中不同轨道形式垂直方向振动加速度级测试可知，钢弹簧浮置板形式隧道壁振动幅度较低的主要原因在于自身结构，浮置板在实际应用过程中承担着吸收动能的职能，由此，隧道壁振动幅度远小于其他两种形式[1]。此外，由测试可知钢轨结构以下部分振动幅度呈现出明显的逐层递减态势，但是受波磨主波长影响，对应频率依然会传入涵盖隧道壁在内的轨道结构之中，由此，相较于不存在波磨情况的轨道，存在波磨情况的轨道形式减振效果会受到一定影响。

二、存在波磨情况下轨道结构减振性能分析

试验人员在经过实际测试后，对三种轨道结构中隧道壁在4Hz～200Hz范围内的计权铅垂直方向加速度级进行修正后所得不同中心频率振动加速度等级表进行编制，同时对其未计权情况下，二者损失对比情况以及分频最大振级进行计算并记录。通过分析可知，本次测试所形成最大振级情况与上文中研究中形成的加速度振级存在较大差异，主要原因在于上文研究中所得振级情况是在列车在8s内通过试验地区的加速度进行有效值计算后所得，此过程中涵盖所有频率成分振动，由此可见，在先锋扣件轨道形式中，高频段振动对其隧道壁振动影响较大。

通过对表3中信息以及其他各项因素进行综合分析可知，在隧道壁振动频率范围在4Hz～200Hz条件下，普通短轨枕的振级远大于先锋扣件及钢弹簧浮置板形式。通过分析表3中数据可知，普通短轨枕、先锋扣件及钢弹簧浮置板形式最大振级分别为、、。同时先锋扣件及钢弹簧浮置板轨道形式在存在波磨的情况下也可以发挥良好的减振性能。

总结：综上所述，在当前城市建设对城市轨道交通减振降噪要求不断提升的背景下，多种形式减振轨道不断涌现，轨道波磨对轨道减振效果的影响也逐渐显现。本文研究中对普通短轨枕、先锋扣件及钢弹簧浮置板三种轨道形式进行详细测试分析，最终得出结论，在轨道结构各个环节振动中，波磨主波长频率成分被激发的概率较大，进而导致轨道整栋幅度大幅提升。同时依据人体感受振感频率以及相关标准角度分析，当前应用较为广泛的减振轨道在存在波磨的情况下依然存在较为良好的减振性能，但是相较于最初设计，先锋扣件及钢弹簧浮置板等轨道形式的减振效果受到一定削弱，

参考文献：

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