市域高架鐵路不同軌道結構的特征頻率及彈性不平順對比研究

杜運國，茍長飛，史 吏，陳致遠，姜建偉

(1.溫州市鐵路與軌道交通投資集團有限公司，浙江 溫州 325000；2.浙江工業大學 土木工程學院，浙江 杭州 310023)

軌道交通是當前緩解城市交通擁堵、提升生活出行品質的首選交通方式[1]。為節約土地資源，城市軌道交通多采用地下或高架形式。在深厚淤泥質軟土地區，例如溫州[2]，地鐵施工面臨掌子面穩定性和沉降變形控制性較差等問題[3]，因而更傾向于采用高架線路。城市高架軌道交通線路多采用無砟普通道床結構，在有減振要求的地段，則采用減振道床。相較于普通道床將軌道板與高架橋橋面直接澆筑為一體，減振道床則在軌道板和橋面之間增設橡膠墊或鋼彈簧，使得軌道板“浮”于橋面上，進而利用浮置板的屏蔽效應來濾去高于其特征頻率、向下傳播的振動分量[4]。現有研究多采用疊合梁模型[5-8]或三維實體有限元建模[9-10]來分析上述各種軌道結構的動力響應和特征頻率，但研究多限于普通路基或地鐵線路，針對城市高架線路無砟普通道床和減振道床的特征頻率的研究相對較少。豎向輪軌作用力的來源主要是由于軌道的高低不平順，而軌道不平順主要有與荷載無關的幾何不平順和比例于荷載的彈性不平順兩種類型[11]。其中，幾何不平順是由鋼軌波形磨耗、鋼軌初始彎曲、道床松動和局部差異沉降等因素引起的，現有研究中多將其考慮為隨機過程[12-14]。鋼軌等軌道構件均為彈性體，同時考慮到扣件、枕木和軌道板的非連續支承，使得原本幾何平順的軌道在列車輪對下也會出現沿軌道延伸方向的高低不平順，即為彈性不平順[15]。……