弹性支承块式无砟轨道冲击振动传递衰减特性试验

作者：曾志平; 田春雨; 陈卓; 王俊东; 李世业; 吴志鹏

来源：交通运输工程学报, 2020, 20(05): 82-92.

DOI：10.19818/j.cnki.1671-1637.2020.05.006

• 铁道工程
• 重载铁路
• 弹性支承块式无砟轨道
• 足尺模型
• 落轴冲击试验
• 振动传递衰减特性

针对重载铁路弹性支承块式无砟轨道(LVT)在实际应用中出现的弹性部件变形过大、易损坏等问题,优化设计了既有弹性支承块,将支承块短侧边坡度由1∶17.00调整为1∶4.85,取消了块下垫板,并采用一体化弹性套靴;为验证设计成果,建立了传统型LVT和改进型LVT足尺模型,采用质量为1 120 kg的重载货车轮对,以20 mm的落高进行落轴冲击试验,分别从时域和频域角度对比分析了冲击作用下竖向振动在钢轨、支承块、道床板、底座板及地面等结构部件沿线路纵、竖、横向的传递衰减特性。研究结果表明:轮轨产生的高频振动能量沿钢轨纵向传递,低频振动能量传递给下部其他轨道结构;竖向冲击振动在纵、竖向传递的过程中不断衰减且衰减速率逐渐降低,在支承块和道床板表面横向传递过程中,向外侧边缘传递振动增大;相比传统型LVT,改进型LVT整体弹性系数减小21.1%,而阻尼系数增大5.4%,其振动周期、衰减时长、振动峰值分别比传统型LVT小37.0%、21.3%和3.4%,各结构部位功率谱密度峰值比传统型LVT小30%以上;改进型LVT轨道结构各部位Z振级比传统型LVT小,在地面处减小了3.65 dB,能更有效、迅速地衰减轮轨冲击力和轨道结构振动,振动水平更低,降低了冲击作用对环境的影响。研究结果对于开展LVT减振性能试验验证、优化与工程应用有参考价值。

• 单位
  中南大学; 土木工程学院