轮轨相互作用

内容简介

本书是一本关于铁路噪声、振动的专著，较为详尽地阐述铁路噪声及其振动的产生机理、模型建立和控制措施，涵盖空气动力噪声、桥梁噪声、低频地面振动、地面诱导结构声的内容。本书共14章，主要内容包括滚动噪声、轨道振动、车轮振动、轮轨相互作用及由粗糙度产生的激励、车轮和轨道的声辐射、滚动噪声的缓解措施、空气动力噪声、曲线轮轨摩擦噪声、冲击噪声、桥梁噪声、低频地面振动、地面诱导结构声和车辆内部噪声等。

本书可供轨道交通（铁路）工程技术人员、科研人员参考，也可作为相关专业的本科生、研究生的教材和参考书。 2100433B

1 重载铁路轮轨关系研究现状

1.1 重载铁路概述

1.2 重载铁路轮轨关系国外研究现状

1.3 重载铁路轮轨关系国内研究现状

1.4 朔黄重载铁路轮轨关系主要研究内容

2 朔黄重载铁路现状调查及测试

2.1 轨道结构及车辆概况

2.2 轨道几何状态与曲线参数设置

2.3 典型钢轨病害区段轮轨相互作用特征

2.4 道床与橡胶垫板刚度

2.5 轮轨型面磨耗与硬度分布规律

2.6 钢轨伤损统计分析

2.7 美国铁路运输技术中心的考察评估

3 重载铁路钢轨打磨（铣磨）技术

3.1 钢轨疲劳裂纹萌生寿命仿真分析

3.2 曲线钢轨磨耗测试与分析

3.3 在役钢轨金相分析

3.4 钢轨打磨参数的确定

3.5 曲线钢轨打磨型面设计

3.6 重载铁路钢轨打磨技术应用效果

3.7 重载铁路钢轨铣磨技术应用

4 重载铁路钢轨摩擦控制技术

4.1 钢轨侧面摩擦控制研究

4.2 钢轨侧面润滑观测与分析

4.3 钢轨全断面摩擦控制方法及效果

5 轨道部件与曲线参数优化

5.1 轨道结构配置

5.2 小半径曲线参数优化

5.3 轨道结构与曲线参数优化应用效果

6 现场综合技术应用及前景

6.1 应用实例分析

6.2 研究成果与发展前景

参考文献

后 记2100433B

列车运动

即由运行列车对轨道的冲击作用产生轨道系统的振动，并通过轨道下面的基础结构桥梁的墩台及其基础或隧道基础和衬砌传递到周围的地基层，进而通过地基土介质向四周传播，进一步诱发附近地面建筑物以及地下结构的二次振动。列车引起振动的原因可以大致归纳为五点：列车以一定的速度运行时，对轨道的重力加载作用而产生的冲击；列车运行时，轮轨相互作用产生的车轮与钢轨的振动；当车轮驶过钢轨接头、焊缝时，车轮与钢轨之间产生的动力冲击作用；钢轨顶面不均匀磨耗、轨道的不平顺；车轮安装时偏心以及车轮踏面的不均匀磨耗引起的动力作用 。

减少列车运行对沿线周围建筑物产生的振动影响可以从以下三个方面着手：降低振源的激振强度；切断振动的传播途径或在传播过程中削弱振动；严格控制共振。使振动波的频率尽可能地避开建筑物的自振频率。控制振源激振强度是使危害严重的振源强度降低到最小程度。从减少振源振动方面考虑,可以采用以下措施①适当增大列车轨道的延米重,并且应该尽量采用无缝线路。这是因为重轨具有寿命长、稳定性能优、抗振性能良好的特点,而无缝线路则可以消除车轮对相邻轨道接头的撞击②尽量减轻车辆的簧下质量,这样可以降低振动强度〕一③尽可能采用合适的轨道结构型式和道床来增加轨道的弹性。比利时布鲁塞尔自由大学和瑞士联邦铁路等都在研究新型的弹性轨枕和复合轨枕来减小动力冲击力,并将有效地降低车辆、轨道以及附近环境的振动。

地震作用

地震作用是指由地震引起岩石圈构造改变，岩石物理性质变化及地表形态变化的地质作用。按地震成因不同，可分为构造地震，火山地震、冲击地震、和诱发地震，其中前三类为自然地震，后一类为人类活动引起的地震。全世界每年约发生500万次天然地震，其中90%以上为构造地震。能造成地表形态大改观和地面建筑物大破坏的大地震几乎全属构造地震。构造地震是由于地应力的积累超过岩石的强度而发生断裂或使原有断裂发生突发性错动引起的。地震作用影响曲线的特点是：地震波的强度由地震影响系数最大值来表示，最大值越大，表示地震波的有效峰值加速度越大。场地与震中距等影响由设计特征周期来表达。场地类别越差、震中距越长，曲线的平直段越往后拖。结构自振周期及阻尼比则对应着不同大小，自振周期长则地震作用小。 阻尼比越大，曲线整体越下移，表示地震作用越小。对于确定的地震波和场地类别，可以通过调整结构自身的质量、刚度、阻尼比来改变地震作用大小。地震作用反应谱是结构地震作用的根本规律，这个规律是所有的减震与隔震技术的根本依据，减震技术就是通过增大结构阻尼比来实现的，而隔震技术就是通过延长结构自振周期来实现降低结构地震作用的，隔震要实现减震目标，需要采取措施延长结构的自振周期 。

机械振动

机械振动研究物体质点在其平衡位置附近所作的往复运动的科学。机械振动学科以机械设备或机械系统产生振动的原因、振动规律以及振动系统结构参数为研究对象。机械振动学科的主要研究内容按产生振动的原因 可分为：①自由振动。去掉激励或约束后，机械系统所出现的振动；②受迫振动。机械系统受外界持续激励所产生的振动；③自激振动。在非线性振动中，系统只受其本身产生的激励所维持的振动。按振动的规律可分为：①简谐振动。即随时间按正弦函数变化的 振动；②非简谐周期振动。任何一个非简谐周期振动均可分解为一系列的简谐振动；③随机振动。需要用概率和统计方法才能描述其规律的不规则振动。按振动系统结构参数的特性可分为：①线性振动。可用线性微分方程描述的振动，即弹性力和阻尼力都是线性 函数的振动；②非线性振动。用非线性微分方程描述的振动。按振动位移的特征可分为：①直线振动。以线位移为独立坐标的系统的振动；②扭转振动。以扭转角位移为独立坐标的系统的振动。在设计机械设备时，应考虑设计对象会出现何种振动，以及振动的程度并采取适当的减振、隔振或缓冲措施，把振动量控制在允许的范围内。2100433B