现代有轨电车线路扣件系统模态与钢轨波磨关系研究
2021-12-01杨新文马骙骙赵治钧陆文学
工程力学 2021年12期
关键词:模态
张 昭,杨新文,马骙骙,赵治钧,陆文学
(1.同济大学轨道交通结构耐久与系统安全上海市重点实验室,上海 201804;2.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海 201804;3.苏州市轨道交通集团有限公司,江苏,苏州 215004)
现代有 轨电车具有节能、环保、投资少、易建设、景观效果好等优点[1],截至2020年6月30日,中国内地累计17个城市投运现代有轨电车线路共429.93 km,占城市轨道交通运营总里程的6.21%[2]。出于路权共享的考虑,现代有轨电车路基段多采用嵌入式轨道[3],随着运营时间的增加,由此产生的路面开裂、轨面沉降、棱边破损等病害[4]以及扣件罩破损、弹条断裂、轨下垫板失效等隐蔽病害,这些病害将会对行车平稳性与安全性、轨道及路面的寿命造成不利影响。
钢轨波磨是轮轨系统中常见的一种损伤,在不同铁路运输系统中均有出现。现代有轨电车线路上的钢轨波磨多是短波长波磨(波长25 mm~80 mm)[5],如图1所示,出现在绿化与路基线路的曲线段和上坡段。现代有轨电车的运行速度可在30 km/h~70 km/h变化,通过短波波磨区段时,会引起车辆-轨道系统的中高频振动,列车通过频率与弹条固有频率接近时,弹条振动加剧,易产生振动疲劳[6],导致弹条扣压力下降,甚至造成弹条疲劳断裂。

图1 有轨电车线路槽型轨波磨Fig.1 Groove rail corrugation of tram lines
弹条疲劳断裂现象在地铁线路中出现较多,这一病害在北京地铁及深圳地铁线路中均有出现。针对弹条破坏机理,为了准确分析弹条在安装状态及工作状态下的力学特性,钢轨-扣件系统精细化有限元模型被广泛应用于相关研究中[7−9]。……
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