刘峰涛

0 引言

上海市轨道交通11号线工程中，部分区段接触轨安装于高架桥上。为了避免与桥梁结构发生共振，需要对三轨系统的动力特性进行计算，分析其振动模态和自振频率，必要时对系统参数进行调整。为此建立了三轨系统的有限元模型，并进行了模态分析。

1 三轨系统有限元模型

1.1 三轨系统的组成

三轨系统主要包括支架底座、绝缘支架、接触轨、支撑卡与卡爪、垫块、防护罩、连接螺栓等。三轨系统的主要组成参见图1，防护罩未在图中示意。整体绝缘支架的安装方式应根据不同的轨道类型及线路条件选用。

1.2 接触轨

接触轨为工字形双包式钢铝复合轨，是采用机械复合法将铝合金与不锈钢带复合而成的复合材料截面[1]。钢铝复合轨的截面形状、网格划分及三维有限元模型参见图2。

图1 三轨系统组成示意图

1.3 三轨系统

绝缘支架的安装间距一般为4.2 m，特殊情况下可适当调整，最大不超过5.0 m。在端部弯头、膨胀接头和接触轨接头处，绝缘支架的安装位置控制严格，应按设计要求进行布置。中心锚结一般设置在锚段的中部，安装于整体绝缘支架两侧，锚段内中心锚结的数量应根据线路的纵向坡度确定。

在建立有限元模型时对三轨系统做了一些简化，模型中未考虑防护罩、接触轨接头和膨胀接头的影响，支撑卡、卡爪和垫块等用一个构件代替。整体绝缘支架模型见图3。支撑底座的材料为碳素结构钢，绝缘支架与支撑卡爪的材料为玻璃钢。……