橡胶混凝土道床车致振动能量俘获研究

作者：李政; 金浩^*; 孙博旭

来源：铁道标准设计, 2023, 1-7.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202301280002

• 城市轨道交通
• 道床
• 橡胶混凝土
• 压电效应
• 能量俘获

随着城市轨道交通运营里程的不断增加，为保证运营安全，需对轨道等结构进行健康监测。目前，既有监测传感器的供电方式主要采用外部市电或蓄电池。如何将列车运行产生的振动能量俘获并用于监测传感器供电，已经成为近些年的研究热点。针对橡胶混凝土道床，设计了一种全新的球型俘能器。通过构建列车荷载作用下橡胶混凝土道床的计算模型，对垂向位移、应力、电压、总电能等指标进行了分析。主要结论如下：(1) 采用阵列形式将球型俘能器埋入橡胶混凝土道床，最优位置在轨枕之下5mm；(2) 在6m长橡胶混凝土道床范围内布设10个俘能器，一辆8节编组A型列车驶过可产生毫焦级别的电能，若按照5min发车间隔估算，1h俘获总电能122.4mJ；(3) 橡胶混凝土道床较普通混凝土道床更有利于能量俘获，当橡胶含量为10%时，道床内部俘能器阵列所俘获的总电能较普通混凝土提高5%，应力等力学性能指标也在安全范围内。

• 单位
  交通运输部规划研究院; 东南大学