南京地铁运营有限责任公司 210012
摘要:由于地铁线路绝大多数在城市地面以下修建,根据站点设置及选线条件限制不可避免的存在较多小半径曲线,在地铁长期运营过程中,小半径曲线出现较多波浪形磨耗,波磨的出现导致轮轨间振动增大,同时列车通过时产生较大的噪音。出现波磨病害一方面减低了钢轨使用寿命,同时带来较差的乘坐舒适度。为了解决小半径曲线波磨及噪音问题,南京地铁在部分小半径曲线通过增加轨道结构重量及控制上下股车轮轮径差的办法应对波浪形磨耗的发展,取得了一定的效果。
关键词:地铁、小半径曲线、波磨、降噪
一、背景介绍
南京地铁1号线全长38.9千米;共设置27座车站,其中地下站16座、高架站11座;列车采用6节编组A型列车,由中国南车南京浦镇车辆有限公司和法国阿尔斯通公司联合制造。截至2017年4月,南京地铁1号线日均客流92万人次。2017年4月28日的113万人次为地铁1号线最高单日线路客运量。
南京地铁1号线部分小半径曲线地段长久以来存在较严重的轮轨噪音及钢轨波磨现象,列车通过时噪音巨大导致乘坐舒适度较差,引起乘客较多次的投诉,造成极其不良的社会影响;列车通过小半径曲线时产生低频噪音主要由于钢轨轨面存在波浪型磨耗造成,产生强烈噪音的同时,由于波磨的存在导致轮轨间振动较大造成轨道各扣件及联接零件疲劳及损坏现象较为普遍。
从各类扣件波磨情况来看,较高等级的减振扣件(先锋或Ⅲ型减振器)波磨波长一般为40-70mm,隧道内DTⅥ2扣件波磨波长一般为70-200mm,高架段DTⅦ2扣件波磨波长一般为20-40mm。
通过现有研究的波磨产生机理,波磨产生一般由轮轨间蠕滑及轮轨间相互振动引起,故现阶段治理波磨也从以上两个方面着手。
现阶段南京地铁治理波磨采取的办法有:改变扣件静刚度、调整轮轨摩擦系数、增加钢轨重量或加强钢轨整体刚度。通过以上三种方式治理波磨均取得一定的效果,以下介绍通过在小半径曲线增设防脱及调整防脱护轨轮缘槽宽度,通过增加轨道结构重量及上下股轮径差控制来治理波磨及噪音的总结。
二、问题与假设
地铁小半径曲线地段,由于钢轨表面波浪形磨耗的存在,列车通过时,刚轨面与车轮间形成接触及分离现象,从而车辆通过时产生较大的尖啸噪音,要解决噪音问题首先要解决波磨问题,根据现有研究成果,波磨的产生原理有两种,分别是:1.车轮与钢轨产生蠕滑、2.车轮与钢轨产生频率匹配的振动。
假设通过一种简单可以操作的方式减少小半径曲线地段车轮与刚轨面的蠕滑,同时可以改变轨道结构的振动频率使其避开与车轮振动的匹配度,那么轨面波磨的发展及轮轨间噪音将得到有效的控制。
根据以上描述,可以采取在小半径曲线下股增设防脱护轨的方式加以解决,首先防脱护轨与钢轨间连接保持一定的刚度,可以使得钢轨与防脱护轨及扣件等形成一个振动体或改变原有钢轨振动特性,轨条纵向刚度的改变及重量的改变导致其固有振动频率发生变化,从而避开与车轮振动的匹配。其次合理的调整护轨轮缘槽宽度,使得同一轴两车轮与钢轨接触踏面半径保持特定状态,减少车轮与钢轨间蠕滑的产生。
试验方案及数据
本次试验选择在南京地铁1号线新模范马路-南京站,区间为地下线盾构隧道,曲线半径400m,线路最大坡度20‰,曲线最大超高90mm,扣件类型有DTⅥ2型及Ⅰ型轨道减震器扣件、浮轨扣件、先锋扣件。
参考文献
[1].黄守刚. 城市轨道交通与铁道工务 .北京:中国铁道出版社,2013
[2].练松良.轨道工程.上海:同济大学出版社,2006
论文作者:孟鸿涛,宋幼正
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/5
标签:钢轨论文; 半径论文; 扣件论文; 曲线论文; 噪音论文; 车轮论文; 磨耗论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;