城市轨道交通工程关键部件损伤断裂测试分析研究.pdf

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1、城市轨道交通工程关键部件损伤断裂测试分析研究1.2211■许光辉张汉平黄浩杨秀龙[摘要]城市轨道交通以其准点、环保、节能和运载量大向架间距12.6m，最大轴重14t。裂的现象，并非由这类关键零部件的制作缺陷造成。等优势，已成为市民出行的首选交通工具。随着轨道交通可能是由于各零部件组装成新轨道工程系统结构列车运载客流量的不断增加，列车与轨道工程之间关键零后，在列车外部激励作用下，且这种轮轨相互动态部件的动态相互作用越来越激烈。过量振动轻则影响乘坐激励作用的大小和方式一直处于变化和发展的过程舒适度和地铁沿

2、线居民的正常生活，严重者会导致轨道工中，系统结构的固有特性和系统工作状态在某一状程关键零部件的损伤断裂。本文针对地铁运营过程中存在态下出现问题，导致钢轨裂纹产生和弹条断裂发生。的一类典型的轨道工程关键部件损伤断裂问题进行了测试三、在线动态测试与分析分析工作，为地铁安全运营提供了技术保障。在常规检测项目基础上，笔者对这条轨道线路进行了在线动态测试，测试项目包括列车运行过程[关键词]轨道交通振动损伤断裂测试分析中钢轨的动态变形、钢轨的振动、道床的振动、隧道壁的振动和地面的振动等。具体测试和分析过程随着我国

3、经济飞速增长，城市人口急剧扩张，如下：从而导致城市内部交通堵塞问题日渐突出。城市轨1.钢轨相对道床的动态变形测试与分析道交通以其准点、环保、节能和运载量大等优势，图1钢轨轨腰裂纹钢轨相对道床基础的变形通过位移传感器进行已成为市民出行的首选交通工具。同时随着轨道交数据采集。测试过程中，将选取如图4所示两个相通列车运载客流量的不断增加，列车与轨道工程之邻扣件之间的中点作为典型位置。每个测量断面使间关键零部件的动态相互作用越来越激烈，由此引用6个位移传感器进行采集，其中4个用来测量钢发的振动问题更加严重和复

4、杂。列车运营过程中产轨两边相对道床的垂向动态变形，2个用来测量钢生的过量振动轻则影响乘坐舒适度和地铁沿线居民轨相对道床的横向动态变形，位移传感器布置如图的正常生活，严重的情况下会导致轨道工程关键零3所示。测量结果如表1所示。部件的损伤断裂。这类运营安全问题近年来异常突起，严重威胁人民生命财产安全，已给我们敲响了警钟。本文针对地铁运营过程中存在的一类典型的轨道工程关键部件损伤断裂问题进行测试分析工作，为地铁安全运营提供技术保障。图2弹条断裂一、工程问题二、常规项目测试与分析某城市轨道交通线路的一段小半径

5、曲线区间将现场出现裂纹的钢轨和断裂的弹条取样，按内，陆续出现钢轨裂纹和弹条断裂现象，如图1和照相关标准和技术规范要求对材料的化学成分、硬图2所示。期间将断裂的弹条换上新弹条后不久，度、金相组织、脱碳层深度以及弹条扣压力和弹条图3钢轨位移传感器布置断面图发现有更换的弹条再次断裂现象。该区间曲线半径疲劳进行常规项目检测。结果表明，上述检测项目400m，超高110mm，设计平衡车速61.1km/h，采结果均符合要求，未出现异常状况。根据常规检测用60kg/m钢轨。线路车辆为B型车，6节编组，转结果可以初步判

6、断，该线路出现钢轨裂纹和弹条断表1钢轨动态变形钢轨相对道床垂向变形（mm）)钢轨扭转变形（mm）轨距动态变化量（mm）低轨：+1.69-1.42+1.23高轨：-0.67从钢轨的动态变形量结果来看，钢轨相对道床理值的规定。垂向振动；测量隧道壁的垂向和横向振动。加速度基础的动态变形为1.42mm，在设计容许范围之内。2.轨道振动测试与分析传感器的位置如图4所示。隧道壁振动测试利用固轨距动态变化量为1.23mm，结果符合《中华人民共轨道振动的测试内容包括：测量左右钢轨轨底定在隧道壁上的加速度传感器测量隧道

7、壁的垂向和和国铁道部铁路线路维修规则》中，对试验车速小部的垂向振动及轨腰的横向振动；测量轨道中间混横向振动，加速度传感器布置如图5所示。于100km/h轨道动态轨距Ⅰ级保养标准允许偏差管凝土道床的垂向和横向振动；测量钢轨正下方道床图4钢轨及道床上加速传感器位置断面图图5隧道壁上加速传感器布置断面图368城市建筑┃研究•探讨┃URBANISMANDARCHITECTURE┃RESEARCH•DISCUSSIONa=10-62振动的大小可用位移、速度或加速度描述，对境振动的标准一般采用振动加速度级来代替。

8、振动0m/s。于环境振动水平的评价则取决于振动危害的对象。加速度级按下式定义：对各部位的振动测量结果进行频谱分析，从钢-32从人体能够感觉到微弱振动（加速度约为10m/s）a轨及道床振动特性曲线来看，如图6和图7中所示，32VAL=20lg(dB)到人体能承受的最强振动（约为10m/s），振动加a振动在720～740Hz附近有一特高的振动峰值。0速度变化高达百万倍，这给振动加速度的测量、运2式中，a为振动加速度有效值，m/s；算和表达均带来极大的不便。为