高速列车-板式轨道系统中刚度变化对振动响应的关键影响

本文主要探讨了轨道刚度变化对高速列车-板式轨道系统振动响应的影响，发表于2006年8月的《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》。作者赫丹、向俊和曾庆元来自中南大学土木建筑学院，他们针对板式轨道特有的结构特性，运用横向有限条和板段单元方法来模拟这种轨道的动态行为。他们考虑了轮轨间的竖向位移衔接条件，遵循弹性系统动力学中的总势能不变原理，以及形成系统矩阵的“对号入座”法则，构建了高速列车-板式轨道的动力学耦合系统竖向振动矩阵方程。 研究的核心是分析轨道刚度的变化如何影响这个系统的竖向振动响应。通过计算，得出结论：合理的轨道刚度对于降低系统的竖向振动至关重要。具体来说，建议CAlìÞ砂浆的刚度应在1000-1500MPa/m的范围内，而轨下垫层的刚度应设定在60-80kN/mm，以优化系统的动态性能。这些数值对于减少高速铁路运行中的振动和噪声问题，以及提升列车行驶的平稳性和舒适性具有指导意义。 由于高速铁路客运专线的建设需求，尤其是板式轨道在国内外得到广泛应用，如秦沈客运专线的铺设，对其刚度问题的研究显得尤为关键。因为轨道刚度不仅影响列车的运行性能，还直接影响轮轨动力特性和轨道状态的变化。高速铁路的发展趋势要求轨道设计者必须重视这一领域的研究，以确保轨道系统的高效和可持续性。 本文通过建立的高速列车-板式轨道的动力学模型，结合中华之星列车的实际案例，深入剖析了刚度变化对系统振动响应的具体影响，为板式轨道的刚度选择提供了科学的理论依据。这对于我国铁路运输系统的优化升级，提升旅客体验，以及整体铁路工程技术的发展都具有重要意义。