剪切型扣件減振器區(qū)段異常波磨的解決措施
　　1、調(diào)頻鋼軌阻尼器
　　針對(duì)輪軌共振型波磨，整治的思路為在不影響軌道減振量和行車安全的前提下，調(diào)節(jié)其頻率及阻尼特性。因此，選擇安裝調(diào)頻鋼軌阻尼器(TRD)作為改進(jìn)減振器扣件工作性能的方案。TRD是一種具有阻尼特性的質(zhì)量-彈簧諧振系統(tǒng)，它的作用是可以加快振動(dòng)波在鋼軌中傳播的衰減，降低鋼軌振動(dòng)的平均能量，抑制輪軌在200~300 Hz共振能量在鋼軌上的傳播，從而達(dá)到減緩波磨發(fā)展的目的。目前，TRD已經(jīng)在國(guó)際多條線上用于減振降噪。
　　2、實(shí)驗(yàn)室動(dòng)力特性測(cè)試
　　根據(jù)“軌道減振綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選取一段Ⅲ型減振器軌道安裝調(diào)頻鋼軌阻尼器，如圖11所示，與未安裝TRD的Ⅲ型減振器軌道進(jìn)行動(dòng)力特性錘擊實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究。
　　振動(dòng)沿鋼軌縱向傳遞的特性直接影響鋼軌振動(dòng)控制的程度，國(guó)內(nèi)暫無(wú)指標(biāo)評(píng)價(jià)，所以，選用歐洲規(guī)范BS EN 15461:2008+A1:2010[12]推薦的指標(biāo)鋼軌振動(dòng)衰減率(DR)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　鋼軌振動(dòng)衰減率DR反映了鋼軌振動(dòng)沿鋼軌縱向傳遞的變化率，以dB/m為單位，在1/3倍頻程上描述鋼軌振動(dòng)的衰減特性。
　　整治措施在改變軌道系統(tǒng)頻率和阻尼特性的同時(shí)，還不能降低減振扣件的減振性能。所以針對(duì)安裝TRD前后的Ⅲ型減振器軌道，用與普通DTⅥ2扣件軌道的1/3倍頻程下的振動(dòng)加速度級(jí)插入損失來(lái)評(píng)價(jià)其減振性能。
　　3、動(dòng)力測(cè)試結(jié)果分析
　　通過為剪切型減振器扣件安裝TRD前后的Ⅲ型減振器軌道的振動(dòng)加速度頻響函數(shù)的測(cè)試結(jié)果對(duì)比。可以看出：Ⅲ型減振器軌道在300 Hz左右存在頻響峰值，而該頻段也正是異常波磨發(fā)生的輪軌共振頻段。該頻段的較高頻響峰值說(shuō)明Ⅲ型減振器在該頻段的阻尼較小，控制振動(dòng)的能力較弱，這與線上振源測(cè)試的結(jié)果相符。而安裝TRD后，軌道系統(tǒng)的頻響函數(shù)峰值降低且向低頻移動(dòng)，整體曲線更加平滑，尤其是300 Hz處的峰值也已經(jīng)移開。因此，安裝TRD可以改善Ⅲ型減振器軌道的動(dòng)力特性，有效避開300 Hz的輪軌共振的頻段，延緩異常波磨的發(fā)展。
　　通過為剪切型減振器扣件為安裝TRD前后的Ⅲ型減振器軌道的鋼軌振動(dòng)衰減率的對(duì)比結(jié)果。由圖13可以看出：在160~4 000 Hz全頻帶內(nèi)衰減率都有很大提高，尤其是在300 Hz左右的頻段，提升量很大，達(dá)到0.7 dB/m，比未安裝時(shí)提升了7倍，表明安裝TRD對(duì)控制鋼軌振動(dòng)有顯著的效果。
　　另外，安裝TRD改善了軌道系統(tǒng)的動(dòng)力特性，但也不能過多地影響到固有的減振性能。圖14所示為安裝TRD前后Ⅲ型減振器軌道系統(tǒng)的道床測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)加速度級(jí)插入損失量。由圖14可以看出：在60~80 Hz處的極小值點(diǎn)明顯前移，反映出安裝TRD后的Ⅲ型減振器軌道系統(tǒng)的自振頻率降低。在Ⅲ型減振器工作頻段，安裝TRD后的插入損失曲線基本都在安裝前的曲線上部，說(shuō)明安裝TRD可以提高軌道系統(tǒng)的減振量。
　　整個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果表明：安裝TRD改善了Ⅲ型減振器軌道的動(dòng)力特性，調(diào)節(jié)了頻率和阻尼特性，并且改善了軌道的減振性能。由于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試僅有24 m長(zhǎng)鋼軌，僅用于定性分析，本改進(jìn)措施的定量分析有待線上實(shí)驗(yàn)研究。
　　Ⅲ型減振器扣件的減振效果較好，但在300 Hz頻段動(dòng)剛度和阻尼比小，能量在該頻段發(fā)生集中現(xiàn)象。輪軌共振是引起鋼軌異常波磨的主要原因。
　　針對(duì)異常波磨，提出通過安裝調(diào)頻鋼軌阻尼器(TRD)來(lái)改善其工作性能。安裝TRD能夠改善Ⅲ型減振器軌道的動(dòng)力特性，調(diào)節(jié)頻率，提高阻尼，降低工作頻率，改善軌道的減振性能。本方案可以作為地鐵線上整治異常波磨的有效方法。
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