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中南大学学报（自然科学版） 2023年第9期54卷 3776-3785页

作者：肖宏崔旭浩令行刘光鹏张智海王阳迟义浩北京交通大学轨道工程北京市重点实验室北京100044 北京工业大学城市建设学部北京100124 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

为了系统研究列车荷载作用下弹性轨枕对有砟道床力学特性的影响,首先,采用离散单元法建立了考虑道砟颗粒棱角特征的精细化道床模型;其次,结合现场动态测试结果,验证所建模型的正确性;最后,分析了弹性轨枕对道砟颗粒接触力、道砟颗粒摩... 详细信息

为了系统研究列车荷载作用下弹性轨枕对有砟道床力学特性的影响,首先,采用离散单元法建立了考虑道砟颗粒棱角特征的精细化道床模型;其次,结合现场动态测试结果,验证所建模型的正确性;最后,分析了弹性轨枕对道砟颗粒接触力、道砟颗粒摩擦耗能、道砟颗粒运动以及道床变形等行为的影响。研究结果表明:弹性轨枕可以通过弹性垫层的变形从而起到缓冲作用,使列车动荷载分配更均匀,将荷载的分担比降低了5.67%,减小车轮正下方道砟颗粒的受力,减缓道砟颗粒因受力过大而破碎粉化的趋势;弹性轨枕可以降低道床的整体振动,从而降低列车荷载作用下道砟颗粒之间的滑动程度,减缓道砟颗粒摩擦耗能的增长速率,减少道砟颗粒磨耗粉化;弹性轨枕增大了列车动荷载作用下轨道的弹性变形,却降低了道砟颗粒的转动角速度以及道砟颗粒的塑性位移,有助于保持道床的稳定性,减缓道床沉降和变形的速度,延长轨道的使用寿命并降低维护成本。

关键词：有砟道床弹性轨枕离散元力学特性动力响应

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弹性轨枕与道砟垫组合有砟轨道结构减振效果分析

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铁道建筑 2024年第5期64卷 59-63页

作者：贺天龙中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院) 西安710043

以西安地铁16号线一期工程沙河滩车辆段规划上盖小学建筑区域为工程背景,开展不同车速下轨道结构减振响应现场测试,并与普通碎石道床进行对比,利用分频振级和最大Z振级两种评价指标研究弹性轨枕与道砟垫有砟轨道结构的组合减振效果。结... 详细信息

以西安地铁16号线一期工程沙河滩车辆段规划上盖小学建筑区域为工程背景,开展不同车速下轨道结构减振响应现场测试,并与普通碎石道床进行对比,利用分频振级和最大Z振级两种评价指标研究弹性轨枕与道砟垫有砟轨道结构的组合减振效果。结果表明:采用弹性轨枕减振垫碎石道床时,曲线地段钢轨和轨枕的垂向加速度比直线地段有明显增大,而地表加速度差别不大;随着列车速度增大,钢轨、轨枕和地表的垂向加速度总体呈增大趋势,曲线地段加速度变化波动明显,建议该曲线地段列车运行速度小于15 km/h;弹性轨枕减振垫碎石道床减振频段为4~100 Hz,与普通碎石道床相比,两种减振指标条件下弹性轨枕减振垫碎石道床的减振效果均达12 dB以上,减振效果良好。

关键词：地铁有砟轨道弹性轨枕道砟垫分频振级最大Z振级减振效果

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基于PFC-FLAC耦合的弹性轨枕力学特性分析

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铁道学报 2021年第5期43卷 144-152页

作者：崔旭浩肖宏北京交通大学轨道工程北京市重点实验室北京100044

采用离散单元法建立了具有棱角特征的精细化道床模型,采用有限差分法建立了可考虑变形的连续介质轨枕模型,推导了组合道砟颗粒与有限差分单元之间的接触位移关系,通过在轨枕与道床之间设置耦合边界进行力和位移的交互实现二者的耦合计算... 详细信息

采用离散单元法建立了具有棱角特征的精细化道床模型,采用有限差分法建立了可考虑变形的连续介质轨枕模型,推导了组合道砟颗粒与有限差分单元之间的接触位移关系,通过在轨枕与道床之间设置耦合边界进行力和位移的交互实现二者的耦合计算,依据现场实测结果验证了模型的正确性。对建立的弹性轨枕有砟道床和普通轨枕有砟道床施加动荷载,对比两者的计算结果发现:弹性轨枕可以增大轨枕底面与散体道砟之间的接触面积,减小接触应力;弹性轨枕可以有效减少道床顶层范围内道砟颗粒之间较大接触力的出现;弹性轨枕可以降低道床内部道砟颗粒之间的平均接触力和最大接触力;道砟颗粒之间接触力的概率密度随着接触力的增大而逐渐减小,铺设弹性轨枕可以减低道床内部较大接触力出现的概率,起到保护道砟的作用;弹性轨枕可以减小道床的振动加速度;从控制轨枕-道床结构的振动水平和道床的弹性变形量等角度综合考虑,建议枕下胶垫的合理静刚度取值为70~100 kN/mm。

关键词：有砟道床弹性轨枕 PFC-FLAC耦合力学特性

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弹性轨枕对重载铁路有砟轨道结构受力及变形特征的影响

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铁道建筑 2021年第6期61卷 103-106页

作者：尤瑞林许良善吉克钟源明郭林泉中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081 中国铁路太原局集团有限公司太原030013 中国铁路南宁局集团有限公司南宁530000

建立重载轨道结构有限元模型,分析了列车荷载作用下,不同枕下垫板刚度、不同道床厚度条件下铺设弹性轨枕对重载铁路有砟轨道结构受力及变形特征的影响,并与铺设普通轨枕地段进行了对比。结果表明:枕下垫板刚度对有砟轨道结构受力和变形... 详细信息

建立重载轨道结构有限元模型,分析了列车荷载作用下,不同枕下垫板刚度、不同道床厚度条件下铺设弹性轨枕对重载铁路有砟轨道结构受力及变形特征的影响,并与铺设普通轨枕地段进行了对比。结果表明:枕下垫板刚度对有砟轨道结构受力和变形特征影响较大,随着枕下垫板刚度增大,钢轨的垂向位移逐渐减小,钢轨支点反力、道床垂向位移、道床与基底的垂向应力非线性增大;对于重载铁路,枕下垫板刚度在70~100 kN/mm取值既可控制钢轨垂向位移不超过1.8 mm,又可减轻轨道部件受力、延长道床养护维修周期;道床厚度相同条件下弹性轨枕地段钢轨、道床的垂向位移大于普通轨枕地段,而钢轨支点反力、道床压应力、轨枕弯矩均有所降低,其中钢轨支点反力降低了8.6%,道床最大压应力降低了4.5%,枕中截面负弯矩降低了41.3%。

关键词：重载铁路有砟轨道合理刚度计算分析弹性轨枕枕下垫板轨道变形轨道受力

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弹性轨枕关键参数对碎石道床减振性能的影响分析

弹性轨枕关键参数对碎石道床减振性能的影响分析

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作者：孙梦颖石家庄铁道大学

学位级别：硕士

随着地铁上盖物业开发的飞速发展,车辆段的用地功能已由传统的停车维护场所转向需要更加舒适的环境条件的高档办公及住宅用地。如何在既有运营车辆段针对轨道等级较低的碎石道床进行振动防治的升级改造,成为引起各界广泛关注的热点问题... 详细信息

随着地铁上盖物业开发的飞速发展,车辆段的用地功能已由传统的停车维护场所转向需要更加舒适的环境条件的高档办公及住宅用地。如何在既有运营车辆段针对轨道等级较低的碎石道床进行振动防治的升级改造,成为引起各界广泛关注的热点问题。本论文通过数值仿真的研究方法,探讨混凝土枕下粘接弹性垫层(简称弹性轨枕)的减振机理,以期为既有线车辆段的减振改造提供一种可行的改造措施。本文开展了以下研究工作及相关结论如下:(1)车-轨耦合动力学建模方法的研究由于振动控制问题涉及到列车与轨道动力相互作用,本文探讨了刚柔耦合动力学模型的建模思路及关键输入参数。分别利用UM针对列车建立多刚体动力模型,利用ABAQUS对道床及地层建立有限元模型,开展了刚柔耦合模型的研究。研究结果表明:多刚体动力模型能更好的模拟轮轨作用激励荷载,而有限元模型对振动在道床及土体的传播更具有优势。本文所研究的车轨耦合动力学模型通过刚柔耦合的建模思路,实现了碎石道床的振动机理的模型搭建。(2)车-轨耦合动力学模型的校核利用刚柔耦合动力学模型进行振动计算的关键难点问题为模型的有效性校核。特别是既有线碎石道床由于线路几何质量保持能力远低于无砟轨道,轨道的不平顺不能再沿用以往的理想轨道谱进行模拟。为此,本文分成粗调及精调分算的方式,研究了模型校核中的调参方法。研究结果表明:通过自定义轨道不平顺谱的构造,可大大提高校核模型与实测结果的一致性。本文的研究,实现了在12.5-200 Hz频段范围内计算与实测1/3倍频程钢轨垂向加速度振级误差控制在5%以内。(3)弹性轨枕减振关键参数的研究在校核模型的基础上,本文对弹性轨枕及列车运营速度等关键影响参数进行了案例试算,初步获得了影响弹性轨枕减振效果的关键参数及变化规律。研究结果表明:在15 km/h时速条件下,弹性轨枕可实现较好的减振效果,特别是在低频(<16 Hz)以及地铁列车典型振动频段(63 Hz-80 Hz),均具有5 d B以上的减振效果;在相同的弹性轨道参数条件下,由于自定义轨道不平顺的影响,车速越高,弹性轨枕在低频段的减振效果越好。

关键词：地铁车辆段碎石道床减振弹性轨枕车-轨耦合动力学

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弹性轨枕道床力学性能现场试验与数值模拟

弹性轨枕道床力学性能现场试验与数值模拟

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：迟义浩肖宏北京交通大学土木建筑工程学院北京交通大学轨道工程北京市重点实验室

弹性轨枕是常用的延缓道床劣化和降低养护维修工作量的有效措施之一。为探究弹性轨枕道床在运营条件下的宏细观静动力学特性,开展了现场静动态测试试验,并建立了基于离散元-多柔性体动力学耦合的弹性轨枕-散体道床仿真模型,细致分析了... 详细信息

弹性轨枕是常用的延缓道床劣化和降低养护维修工作量的有效措施之一。为探究弹性轨枕道床在运营条件下的宏细观静动力学特性,开展了现场静动态测试试验,并建立了基于离散元-多柔性体动力学耦合的弹性轨枕-散体道床仿真模型,细致分析了铺设弹性轨枕对有砟道床的细观接触力链分布、道砟颗粒运动规律及宏观道床力学特性、振动水平以及轨枕动位移的影响。结果表明:弹性轨枕道床横向阻力及阻力功较普通轨枕道床分别降低了18.40%和18.72%;弹性轨枕线路较普通轨枕线路钢轨振动加速度增大10.07%,轨枕振动加速度增大47.91%,而道床振动加速度减小18.99%;由于弹性轨枕垫的存在,改变了轨道结构的主要响应频段和各频率能量分布,使钢轨、轨枕和道床的最大能量频率均减小;列车荷载作用下,弹性轨枕可以增大与枕底道砟颗粒间的接触面积,减小道砟颗粒之间的平均接触力,减缓轨枕对道床的振动冲击作用,降低道砟颗粒的振动水平。综上所述,采用弹性轨枕可以有效减小道砟破碎及粉化。

关键词：有砟道床弹性轨枕 DEM-MFBD耦合算法力学特性动力响应

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一种标准轨距新型弹性轨枕及生产装置

一种标准轨距新型弹性轨枕及生产装置

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作者：商霖焦洪赵隆隆黄守刚范永飞刘鵾李培远岳淑梅秦予阳王雨茂 050051 河北省石家庄市裕华西路9号裕园广场A座

本发明公开了一种标准轨距新型弹性轨枕及生产装置，弹性轨枕包括轨枕本体，轨枕本体为浇筑模具浇筑而成的混凝土结构，于轨枕本体的中部枕中位置处设置有一层弹性橡胶；生产装置包括上端处于开放状态的浇筑模具，于浇筑模具的两端分别... 详细信息

标准号: CN118326751A

本发明公开了一种标准轨距新型弹性轨枕及生产装置，弹性轨枕包括轨枕本体，轨枕本体为浇筑模具浇筑而成的混凝土结构，于轨枕本体的中部枕中位置处设置有一层弹性橡胶；生产装置包括上端处于开放状态的浇筑模具，于浇筑模具的两端分别可拆卸连接有端壁，于浇筑模具上开设有供弹性橡胶通过的条形孔，于浇筑模具的一侧设置有置料架，弹性橡胶的一端收卷于置料架上并形成橡胶卷，弹性橡胶的另一端经条形孔穿过浇筑模具，弹性橡胶远离置料架的端部被设置于浇筑模具另一侧的气动夹爪夹持。本发明提高轨枕枕中的强度，使其具有弹性吸能的能力，避免枕中在外力作用下出现裂痕的情况，提升轨枕的强度。本发明适用于铁路轨枕的技术领域。

关键词：浇筑模具弹性橡胶轨枕轨枕本体置料架生产装置条形孔混凝土结构可拆卸连接标准轨距弹性轨枕开放状态气动夹爪铁路轨枕外力作用新型弹性位置处橡胶卷裂痕上端端壁夹持收卷吸能穿过

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一种可组装的弹性轨枕

一种可组装的弹性轨枕

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作者：贺天龙张鹏刘杰武钰斌魏周春常卫华杜炜刘启宾 710043 陕西省西安市雁塔区西影路2号

本公开涉及铁道施工技术领域，尤其涉及一种可组装的弹性轨枕。包括轨枕和垫板，所述垫板为弹性件，所述垫板设置在所述轨枕下方，所述轨枕的下表面预设有多个第一预埋套筒，所述垫板远离所述轨枕的一侧设有安装槽，所述安装槽上还设有... 详细信息

标准号: CN117626722A

本公开涉及铁道施工技术领域，尤其涉及一种可组装的弹性轨枕。包括轨枕和垫板，所述垫板为弹性件，所述垫板设置在所述轨枕下方，所述轨枕的下表面预设有多个第一预埋套筒，所述垫板远离所述轨枕的一侧设有安装槽，所述安装槽上还设有槽孔，所述第一预埋套筒和所述槽孔对应设置，所述安装槽中嵌设有锚固垫片，所述第一预埋套筒和所述槽孔中穿设有锚固件。通过上述设置，本公开中的可组装的弹性轨枕可以在垫板损坏或者弹性失效后快速更换垫板，解决现有技术中垫板更换难度大的问题。

关键词：垫板轨枕预埋套筒安装槽槽孔弹性轨枕可组装施工技术领域快速更换弹性件锚固件下表面垫片锚固

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一种钢管混凝土弹性轨枕及其制备方法

一种钢管混凝土弹性轨枕及其制备方法

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作者：孙立李启航张鹏朱彬张政叶松张超永张世杰张泽任西冲李路遥刘杰廉紫阳雷鸣段晓晖 430063 湖北省武汉市杨园和平大道745号

本发明公开了一种钢管混凝土弹性轨枕及其制备方法，属于无砟轨道混凝土轨枕结构领域，包括钢管混凝土轨枕和设置在其外周设置减振垫，以将钢管混凝土轨枕与道床内的混凝土相隔绝，且还提供了三种制备方法，其包括了预制对应的减振垫再... 详细信息

标准号: CN115787376A

本发明公开了一种钢管混凝土弹性轨枕及其制备方法，属于无砟轨道混凝土轨枕结构领域，包括钢管混凝土轨枕和设置在其外周设置减振垫，以将钢管混凝土轨枕与道床内的混凝土相隔绝，且还提供了三种制备方法，其包括了预制对应的减振垫再将减振垫包裹在轨枕结构上、通过将轨枕结构放置在模具中进行浇筑脱模形成弹性轨枕以及通过流水线车间进行快速制备的制备方法，上述三种制备方式满足弹性轨枕大规模的制备需求。本发明所提供的钢管混凝土弹性轨枕及其制备方法，其可适用于现有的无砟轨道领域，降低了轨枕与道床之间的应力集中，减轻了钢管振动与道床混凝土之间摩擦效应，使得轨枕使用寿命大幅度提升，且易于大规模生产，具有良好的推广价值。

关键词：制备钢管混凝土轨枕弹性轨枕减振垫轨枕结构无砟轨道道床道床混凝土混凝土轨枕流水线车间结构领域快速制备摩擦效应使用寿命应力集中脱模浇筑模具预制钢管混凝土

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弹性轨枕垫在重载铁路中的应用

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交通世界 2020年第22期 33-34,38页

作者：董惠定 Ferdinand Pospischil Harald Loy 格士纳材料(北京)有限公司北京100000

道砟是上部结构中最薄弱的环节,通过安装轨枕垫可以显著减少道砟捣固工作,同时大幅提高线路可用性。结合当前我国铁路结构部件状况,并引入轨道弹性部件的概念,通过对现场测量结果以及弹性轨枕地段和普通轨枕地段的对比,证明在轨道上部... 详细信息

道砟是上部结构中最薄弱的环节,通过安装轨枕垫可以显著减少道砟捣固工作,同时大幅提高线路可用性。结合当前我国铁路结构部件状况,并引入轨道弹性部件的概念,通过对现场测量结果以及弹性轨枕地段和普通轨枕地段的对比,证明在轨道上部结构使用轨枕垫,可增加重载铁路网络轨道系统的耐久性并降低其全寿命周期成本。

关键词：道砟弹性轨枕轨道部件轨道稳定性

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