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城市轨道交通减振垫-钢弹簧浮置板减振降噪效果对比分析及应用城市轨道交通减振垫\钢弹簧浮置板减振降噪效果对比分析及应用【摘要】交通设施的完备以及高质量是一个国家经济发展的巨大推动力，如今我国许多城市都已经正式通行地铁、高铁等轨道式交通设施，这样因为城市轨道交通的兴起而引发的振动以及噪声等方面的问题就得到了人民的广泛关注。
如何有效的减振降噪进而减轻因此而带来的环境噪声污染就成了热点问题，本文重点讲述的就是减振垫及钢弹簧浮置板在减振降噪方面的重要作用。
首先着重阐述了减振垫及钢弹簧浮置板相关方面的内容，其次重点对比分析了减振垫及钢弹簧浮置板具体的减振降噪的效果及在城市轨道中的应用。
【关键词】减振垫；钢弹簧浮置板；减振降噪0.引言随着城市人口的不断增加，为应对城市的交通拥挤，大力发展城市轨道交通建设成为城市交通体系建设的首选，预计到2015年我国城市轨道交通路线总里程可达3000多公里。
城市轨道交通具有高效快捷、方便舒适和时间准确等优点，但是，不管是哪种列车，都会在行驶过程中产生令人烦躁的振动和噪声。
在城市的密集区，轨道交通几乎不可避免靠近建筑物，因此如何解决轨道交通对人类和精密设备仪器造成的噪声和振动影响也就不可回避，怎样有效的降低城市轨道交通带来的环境影响？大力发展城市轨道交通减振降噪技术显得十分必要和迫切。
1 减振垫的相关介绍1. 1 减振垫技术规格减振垫对于轨道交通的减振降噪具有良好效果，但是在减振垫的铺设过程中也需要按照一定的技术标准进行。
铺设减振垫道床时的方向是垂直于线路方向的，而且每一个道床垫之间的缝隙不能超过10mm。
如果碰到截面改变或者是转折例如出现坑状、凹槽等情况，减振垫的形状也需要相应的切成相应的形状。
1.2 减振垫道床结构减振垫道床具有良好的减振降噪效果，道床采用一般扣件，道床的底部采用全断面铺设减振橡胶垫，将道床整体包覆。
对扣件、钢轨、道床板没有特殊要求。
2 钢弹簧浮置板的相关介绍2.1钢弹簧浮置板设计准则钢弹簧浮置板能够减振降噪的原因就是钢轨是铺设在具有足够的重量以及强度的浮置板上，它能很好的平衡因为列车的运行而引起的动荷载，进而减少传达到路基的振动以达到减振降噪的效果。
ＡＢＳＴＲＡＣＴＡｓａｋｉｎｄｏｆｇｒｅｅｎｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｃｉｔｙｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｅｔｒｏｉｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｒａｐｉｄｌｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｐｅｏｐｌｅａｒｅｂｅｃｏｍｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｄｅｍａｎｄｉｎｇｔｏｌｉｖｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｃａｕｓｅｄｂｙｍｅｔｒｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇａｇｒｏｗｉｎｇｃｏｎｃｅｒｎ．Ａｆｔｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｍｅｔｒｏｔｒａｉｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｌｏａｄ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓ，ｏｎｔｈｅｂａｓｅｏｆＱｉｎｇｄａｏｍｅｔｒｏｆｉｒｓｔｐｅｒｉｏｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（１ｉｎｅ３），ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅ—ｔｒａｃｋｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌｃｏｎｔａｃｔｆｏｒｃｅａｎｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｒｏｕｎｄｌｙｂｙｔｈｅｗａｙｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｕｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＡＮＳＹＳａｎｄＭＡＴＬＡＢ．Ｔｈｅｍａｉｎｗｏｒｋｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：（１）Ｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ—ｔｒａｃｋｄｙｎａｍｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌＷａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｎａｌｙｔｉｃｄｙｎａｍｉｃｓｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｎｍｏｄａｌａｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｅｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｎａｔｕｒｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｓｐｅｃｔｒｕｍｃｕｒｖｅｓｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｆｏｒｃｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌｏｗｅｒｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｔｈｅｌａｒｇｅｒｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅａｎｄｆｏｒｃｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（２）ＴｈｅｒｉｄｉｎｇｃｏｍｆｏｒｔＷａＳｓｔｕｄｉｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＳｐｅｒｌｉｎｇｉｎｄｅｘ．Ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｉｄｉｎｇｃｏｍｆｏｒｔａｎｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｗｅｒｅｐｒｏｆｉｌｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｅｅｌｓｐｒｉｎｇｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｄａｍｐｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｔｈｅｓｔｅｅｌｓｐｒｉｎｇｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｄａｍｐｉｎｇ，ｔｈｅｂｅｔｔｅｒｔｈｅｒｉｄｉｎｇｃｏｍｆｏｒｔ；ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｓｔｅｅｌｓｐｒｉｎｇＩｎｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｔｈｅｄａｍｐｉｎｇ，ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ．（３）ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎｇｒａｄｅ６ｔｒａｃｋｖｅｒｔｉｃａｌｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｙｐｏｗｅｒｓｐｅｃｔｒｕｍ，ｗｈｅｅｌ—ｒａｉｌｃｏｎｔａｃｔｆｏｒｃｅｓａｎｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅｓｏｆｓｔｅｅｌｓｐｒｉｎｇａｎｄＭａｔｌａｂ．ｆｌｏａｔｉｎｇｓｌａｂｔｒａｃｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆＮｅｗｍａｒｋ（４）Ａ２－ｄｉｍｅｎｔｉｏｎｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓａｎｄｉｔｓｓｐｒｅａｄｒｕｌｅｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ａｆｔｅｒｔｈａｔ，ｔｈｅｓｔｅｅｌｓｐｒｉｎｇｆｌｏａｔｉｎｇｓｌａｂｔｒａｃｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｄａｍｐｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＷａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙａｔｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｂｏｖｅｔｈｅｔｕｎｎｅｌｃｅｎｔｅｒａｒｅｂｏｔｈｐｅｒｉｏｄｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎ．Ｉｆｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｉｓｓｍａｌｌｅｒ，ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙａｔｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｂｏｖｅｔｈｅｔｕｎｎｅｌｃｅｎｔｅｒａｒｅｂｏｔｈｇｒｅａｔｅｒ．Ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｐｅｅｄｏｆｓｔｅｅｌｓｐｒｉｎｇｆｌｏａｔｉｎｇｓｌａｂｔｒａｃｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａｂｏｕｔａｔｈｉｒｄｏｆｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃｒｏａｄｂｅｄｔｒａｃｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｓｐｒｉｎｇｆｌｏａｔｉｎｇｓｌａｂｔｒａｃｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｒｅａｒｏｕｎｄ９ｄＢ．（５）Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅＺｖｉｂｒａｔｉｏｎｇｒａｄｅｏｆｓｏｍｅｐｏｉｎｔｄｉｓｔａｎｃｉｎｇｔｕｎｎｅｌｃｅｎｔｅｒＬｗａｓｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔｒｏｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｓｔｅｅｌｓｐｒｉｎｇｆｌｏａｔｉｎｇｓｌａｂ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｏｒｅｃａｓｔ；ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｇｒａｄｅＩＶ钢弹簧浮置板轨道结构减振性能和振动传播规律的研究第１章绪论１．１研究目的及意义随着人１３’及车辆数目的日渐增多，车均道路面积急剧减少，道路越来越堵塞，人们的出行变得越来越不易，空气质量大不如前，环境问题受到越来越多人的关注。
第 54 卷第 6 期2023 年 6 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.6Jun. 2023基于振动响应的浮置板轨道钢弹簧失效影响及检测方法任娟娟1, 2, 3，许雪山1, 2，章恺尧1, 2，张书义1, 2，韦臻4(1. 西南交通大学 高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都，610031；2. 西南交通大学 土木工程学院，四川 成都，610031；3. 长沙理工大学 交通运输工程学院，湖南 长沙，410114；4. 中国铁路设计集团有限公司，天津，300308)摘要：为了研究钢弹簧失效对装配式浮置板轨道动力性能的影响，并有效检测钢弹簧在线路运营过程中的服役情况，基于深圳地铁某线钢弹簧浮置板轨道结构，利用ABAQUS 软件建立了含有钢弹簧失效的车辆−浮置板轨道垂向耦合动力学有限元模型，探究了单个及组合钢弹簧失效对浮置板轨道动态性能的影响，并提出了基于振动传递率函数和奇异值熵理论的钢弹簧失效检测方法。
研究结果表明：车辆垂向加速度对单个或多个钢弹簧失效的敏感度较低；相较跨中位置，浮置板端部发生单个钢弹簧失效对轨道结构的振动响应影响更大；当多个钢弹簧失效时，钢轨和浮置板最大垂向位移较单个钢弹簧失效显著增大，且全部超过相关限值，这将对浮置板轨道结构的稳定性产生较大影响；在钢弹簧失效后，检测点之间振动传递率的最大值及平均值相比于失效前有所减小，并且失效前后的奇异值熵也发生明显变化。
本文通过提取各测点垂向加速度响应，结合振动传递率函数的最值、均值及奇异值熵指标的检测方法能较好地反映钢弹簧的失效情况，以期为今后钢弹簧损伤检测的工程应用提供理论指导。
关键词：浮置板轨道；钢弹簧失效；振动传递率；奇异值熵；检测指标中图分类号：U213 文献标志码：A 开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2023）06-2407-12Influence and detection method of steel spring failure of floatingslab track based on vibration responseREN Juanjuan 1, 2, 3, XU Xueshan 1, 2, ZHANG Kaiyao 1, 2, ZHANG Shuyi 1, 2, WEI Zhen 4(1. MOE Key Laboratory of High-speed Railway Engineering, Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031, China;2. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China;收稿日期： 2022 −04 −11； 修回日期： 2022 −08 −08基金项目(Foundation item)：国家重点研发计划资助项目(2021YFF0502100)；国家自然科学基金资助项目(52022085)；四川省青年科技创新研究团队项目(2022JDTD0015) (Project(2021YFF0502100) supported by the National Key R&D Program of China; Project(52022085) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2022JDTD0015) supported by the Sichuan Province Youth Science and Technology Innovation Team)通信作者：任娟娟，博士，教授，从事高速铁路无砟轨道结构设计理论与损伤机理研究；E-mail ：****************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.06.028引用格式： 任娟娟, 许雪山, 章恺尧, 等. 基于振动响应的浮置板轨道钢弹簧失效影响及检测方法[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(6): 2407−2418.Citation: REN Juanjuan, XU Xueshan, ZHANG Kaiyao, et al. Influence and detection method of steel spring failure of floating slab track based on vibration response[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(6): 2407−2418.第 54 卷中南大学学报(自然科学版)3. School of Traffic and Transportation Engineering, Changsha University of Science and Technology,Changsha 410114, China;4. China Railway Design Group Co. Ltd., Tianjin 300308, China)Abstract:The study is to study the influence of steel spring failure on the dynamic performance of assembled floating slab track and effectively detect the service of steel spring in the operation of the line. Based on the steel spring floating slab track structure of a line of Shenzhen Metro, a finite element model of vertical coupling dynamics of vehicle-floating slab track with steel spring failure was established by using ABAQUS software. The influence of single and combined steel spring failure on the dynamic performance of floating slab track was explored. A steel spring failure detection method based on vibration transmissibility function and singular value entropy theory was proposed. The results show that the vertical acceleration of the vehicle is less sensitive to the failure of single or multiple steel springs. Compared with the span center, the failure of a single steel spring at the end of the floating slab has a greater impact on the vibration response of the track structure. When multiple steel springs fail, the maximum vertical displacement of rail and floating slab is significantly larger than that of single steel spring failure, and all of them exceed the relevant limit, which has a great influence on the stability of floating slab track structure. After the failure of the steel spring, the maximum and average values of the vibration transmissibility between the detection points decrease compared with those before the failure, and the singular value entropy before and after the failure also changes significantly. By extracting the vertical acceleration response of each measuring point, the detection method combined with the maximum value, mean value and singular value entropy index of the vibration transmissibility function can better reflect the failure of the steel spring. The study can provide theoretical guidance for the engineering application of steel spring damage detectionin the future.Key words: floating slab track; failure of steel spring vibration isolator; vibration transmissibility; singular value entropy; detection index钢弹簧浮置板轨道作为一种隔振性能优异的轨道结构，具有承载能力强、减振效果好、维修工作少等诸多优点。
探讨钢弹簧浮置板道床的减振效果作者：王克平来源：《科学大众》2019年第05期摘; ;要：为了解决我国交通运输发展过程中出现的振动和噪音问题，在众多减振技术中对钢弹簧浮置板道床予以关注。
文章简单介绍钢弹簧浮置板道床的重要性，并在此基础上以钢弹簧浮置板道床在城市交通中的应用来进行说明，从而对其优缺点和减振效果进行探讨。
关键词：钢彈簧;浮置板;减振效果;交通随着我国现代化建设进程的不断加快，为了缓解人口密集和建筑密集造成的城市交通拥堵情况，我国在轨道交通方面取得了一定成就，逐渐实现了城市轨道交通建设的生态化和高效率。
但是轨道交通在缓解交通拥堵的同时，也会产生危害城市建筑和影响附近居民生活的高频率振动问题。
因此，为了能够同时实现交通便捷性和安全性，通过钢弹簧浮置板道床对其进行减振就变成了解决问题的关键。
1; ; 钢弹簧浮置板道床的重要性自我国城市轨道交通系统建立以来，凭借其大容量的运输和安全高效的特点得到了人们的普遍认可，同时，其在保护环境方面的作用也非常突出。
但是与此同时，轨道交通产生的振动会对周围建筑及其居民产生不利影响。
尤其是一些古建筑，因为其历经长时间的自然变迁，内部已经极其脆弱，而高频率的振动很容易导致裂缝的产生。
列车经过时产生的振动甚至能够传递到住宅室内，影响人们的正常工作和生活质量。
基于这种现状，我国也在不断地研发和改进各种各样的减振技术，希望能够有效解决交通轨道带来的问题。
在众多技术和手段中，钢弹簧浮置板道床不仅具有显著的减振效果，同时，能够很好地适应城市交通枢纽的各个路段，并且不需要经常进行维修和养护，这一点对于城市交通正常运行是非常有利的。
2; ; 钢弹簧浮置板道床在城市交通中的应用钢弹簧浮置板道床主要是在钢弹簧隔振器的上方安置一个混凝土道床板，并且该混凝土对于质量和刚度都有着严格的要求，需要经过多道工序才能制成。
相较于传统减振技术，钢弹簧浮置板道床在隔振器中添加了钢弹簧，通过增加装置的弹性达到抑制振动和吸收噪音的目的，并且只有小部分的能量会直接作用在基础设施上，进而传递到周围建筑的能量也会大大地减弱，起到减振保护作用，具体如图1所示。
钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道减振性能分析石培泽【期刊名称】《《铁道建筑》》【年(卷),期】2019(059)010【总页数】5页(P114-118)【关键词】地铁; 设计方法; 数值计算; 钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道; 减振性能【作者】石培泽【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043【正文语种】中文【中图分类】U213.2+12随着我国城市化进程的加快，各大城市对市域地铁快线的规划设计已提上日程。
相比于传统的地铁，市域地铁快线最高运行速度将超过120 km/h，甚至达到160 km/h。
在享受高速便利的同时，列车运行速度的提升也带来更为严重的振动和噪声问题。
目前减振轨道结构中钢弹簧浮置板轨道被认为是减振效果较明显的一种轨道结构［1］。
然而，钢弹簧浮置板轨道在减小环境振动的同时可能加剧轮轨辐射噪声［2-3］。
目前，有不少学者对嵌入式轨道和钢弹簧浮置板轨道开展了研究。
嵌入式轨道方面，牛月明等［4］论述了嵌入式轨道结构的设计理念，并对其设计优化进行了初步探究；何远鹏等［5］研究了高分子弹性材料弹性模量对嵌入式轨道结构振动和声辐射的影响；伏蓉等［6］通过建立嵌入式轨道结构计算模型，对嵌入式轨道结构振动和声辐射特性进行了分析；莫宏愿［7］优化了嵌入式轨道结构的几何参数。
钢弹簧浮置板轨道方面，丁德云等［8］对钢弹簧浮置板轨道进行了模态计算，分析了轨道的固有频率、振型及传导比特性；孙成龙等［9］通过实测分析了北京地铁5号线浮置板轨道的减振效果。
然而，目前尚未发现嵌入式轨道与钢弹簧浮置板轨道相结合的研究。
本文首先提出了钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道结构设计思路，然后利用MATLAB 软件建立车辆-嵌入式钢轨-钢弹簧浮置板耦合动力学模型，计算分析不同钢轨支承形式及轨下连续支承参数对轨道结构减振性能的影响。
1 钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道结构由钢轨、高分子填充材料、轨下垫层、混凝土板、板下钢弹簧隔振器、混凝土底座等部件组成，如图1所示。
实例探讨钢弹簧浮置板道床的减振效果钢弹簧浮置板道床是一种常见的道床结构，其主要特点是在轨道下方铺设一层钢弹簧板，使轨道与地面之间具有一定的浮动性。
这种结构的设计初衷是为了改善车轮与轨道间的接触问题，提高列车行驶的平稳性和乘坐舒适度。
本文将探讨钢弹簧浮置板道床的减振效果，并从实例中加以说明。
一、减振效果的原理钢弹簧浮置板道床的减振效果主要基于以下原理：1.钢弹簧的弹性特性：钢弹簧可以根据外力的大小和方向进行弹性形变，当车轮经过时，钢弹簧可以吸收和分散部分冲击力，减少对列车和轨道的振动影响。
2.道床的浮动性：由于道床下方铺设了钢弹簧板，使得整个道床具有一定的浮动性。
当列车通过时，道床可以相对于地面进行微小的位移，从而减轻冲击力和振动能量的传递。
3.弹性模量的调节：钢弹簧浮置板道床可以通过调节钢弹簧板的弹性模量来实现不同程度的减振效果。
通过改变弹簧板的材质、厚度和布局等参数，可以适应不同地区和不同列车速度的需求。
二、实例探讨下面以城市地铁线路为实例，对钢弹簧浮置板道床的减振效果进行探讨。
该城市地铁线路沿线有一段路段经过城市中心区域，周围多为高楼大厦和商业区。
由于地理条件和施工限制，无法采取传统的道床结构，为了保证列车的行驶平稳性和乘坐舒适度，决定采用了钢弹簧浮置板道床结构。
施工完工后，对该路段的动态振动进行了监测和分析。
通过振动分析仪器的测量数据，可以得出以下结论：1.钢弹簧浮置板道床可以有效减缓列车通过时可能产生的振动波及范围。
相对于传统道床结构，该结构能够将地面下传的振动能量减少至少40%。
2.钢弹簧板的选择和调整对减振效果有重要影响。
在实际施工中，选择了优质的弹簧材料，采用了合理的板材厚度和布局方式，并对弹簧板的弹性模量进行了精确调节。
通过多次试验和优化，实现了最佳的减振效果。
3.实际使用中列车的行驶平稳性和乘坐舒适度得到了有效提升。
乘客对新线路的舒适度评价普遍较好，列车运行速度和频次也能够满足当地交通需求。
关于钢弹簧浮置板道床减震降噪效果的研究摘要：随着我国综合实力的增强，我国在交通行业也想要有所突破，交通行业的发展也是在掌握之中的，我国想要有更好的发展，那么交通行业也要有更好的突破才能得到更好的发展。
交通行业在发展的同时也必须要注意其带来的弊端，比如说交通行业发展促进了交通业，也促进了经济的合作，但是交通行业带来的振动及噪音是不可避免的，因此要对交通行业有更好的促进，就必须要控制振动及噪音问题。
为了能更好的控制振动及噪音问题，我国的交通行业也在不断地开发出新的轨道设计。
本文对地铁的轨道振动及噪音所产生的原因进行分析，并针对最高等减振降噪地段通常采用的钢弹簧浮置板道床在减振降噪方面的取得的效果进行了研究，并探讨了在实际操作中如何运用该项技术，从而推动我国的交通行业的发展。
关键词：钢弹簧浮置板；减振降噪；技术措施引言：地铁轨道交通作为现代化城市公共交通中的运输工具，以其运量大、方便、快捷、环保、节能等优势，近几年在我国发展迅速。
由于地铁轨道交通工程一般穿行人口密集区域，它在带给人们出行快捷和方便的同时，其运行中产生的振动和噪声也给沿线居民生活和工作对周围环境在一定程度上也造成了不良影响。
传统减振技术在减振降噪方面因减振效果有限,在减振要求高的特殊地段传统减振技术显然已不再适用，本文针对减振降噪的源头、传播途径、存在的问题进行分析，针对钢弹簧浮置板道床减振降噪取得的效果以及工作原理、工艺特点及优缺点进行探讨，以便在地铁轨道减振降噪方面取得更好的效果。
一、地铁振动源头及传播途径地铁运行的振动主要产生于轮轨间的作用力。
各种原因决定了车轮不是理想的几何圆形，轨道也不是绝对平直和刚性的，同时车体的结构振动也会影响轮轨问的作用力。
车辆运行时轮轨之间会出现不断变化的轮轨作用力从而产生振动。
这种振动通过路基和隧道基础等传递到周围的地层，并经过地层向四周传播，激励附近地下结构或地面建筑物产生振动并进一步诱发室内结构和家具的二次振动。
钢弹簧浮置板轨道减振降噪性能分析发布时间：2021-04-06T08:39:00.208Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年1期作者：王国庆[导读] 计算地铁弹性车轮与刚性车轮的声辐射与振动响应，分析弹性车轮减振降噪的性能。
中铁五局集团第六工程有限责任公司重庆 401147摘要：为了更好地发挥钢弹簧浮置板轨道减振降噪的功能，本文对不同运营条件下，隔振器刚度对脱轨系数、轮重减载率、车体垂向与横向加速度、垂向横向Sperling、轮轨作用力、钢轨和浮置板的垂向横向加速度与垂向位移、钢轨动弯应力、隧道壁垂向加速度等振动特性进行分析，并给出了隔振器合理刚度的建议取值范围。
本文通过研究车轮导纳与声辐射特性，以及轨道系统振动声辐射特性，分析了钢弹簧浮置板对轮轨噪声的影响。
关键词：钢弹簧；浮置板；隔振器刚度；减振降噪；导纳Analysis of vibration and noise reduction performance of steel spring floating slab trackWANG Guo-Qing（China Railway No.5 engineering Group Co.，LTD.，No.6 Engineering Co.，LTD.，Chongqing，418000）Abstract：In order to better exert the function of steel spring floating slab track for vibration and noise reduction，under different operating conditions，this paper analyzes the effect of vibration isolator stiffness on derailment coefficient，wheel load reduction rate，vehicle body vertical and lateral acceleration，vertical and lateral Sperling，wheel-rail force，vertical and lateral acceleration and vertical displacement of rails and floating slabs，dynamic bending stress of rails，vertical acceleration of tunnel walls and other vibration characteristics are analyzed.Meanwhile recommendations for reasonable value range of vibration isolators stiffness are given.This paper analyzes the influence of steel spring floating plates on wheel-rail noise by studying the characteristics of wheel admittance and sound radiation，as well as the vibration and sound radiation characteristics of track system.Key words：Steel Spring；Floating Plate；Vibration Isolator Stiffness；Vibration Reduction and Noise Reduction；Admittance随着城市轨道交通的发展，地铁逐渐成为越来越多居民出行的首选方式，给人们带来了极大的方便。
钢弹簧浮置板浸水对减振效果及振动传递的影响王建立;张斌;王建;陈高峰【摘要】根据某地铁曲线地段现场实测数据,针对钢弹簧浮置板浸水对其减振效果及振动传递的影响进行分析.结果表明:作为特殊减振轨道结构,钢弹簧浮置板能有效地衰减道床面与隧道壁之间的振动传递,正常工作时加速度级最大衰减量(传递损失)高达44.3 dB;浸水后在10 ～ 200 Hz频段,随着浸水量增加,道床面的加速度级逐渐减小,隧道壁的加速度级逐渐增大,道床传递至隧道壁的传递损失值逐渐减小,单侧浸水测试断面传递损失值减小至25 ～ 35 dB,两侧浸水测试断面传递损失值则降至10～ 25 dB;正常浮置板、单侧浸水及两侧浸水测试断面道床面至隧道壁的垂向传递函数值基本范围分别为0～0.01、0.01 ～0.05和0.04～0.3,依次呈增大趋势.这说明,作为振动传导体,水对10～200 Hz频段的振动传递影响显著.【期刊名称】《都市快轨交通》【年(卷),期】2015(028)004【总页数】6页(P100-105)【关键词】地铁;振动控制;浮置板;浸水;测试;加速度级;传递损失【作者】王建立;张斌;王建;陈高峰【作者单位】隔而固(青岛)结构设计事务所有限公司山东青岛266108;隔而固(青岛)结构设计事务所有限公司山东青岛266108;隔而固(青岛)结构设计事务所有限公司山东青岛266108;隔而固(青岛)结构设计事务所有限公司山东青岛266108【正文语种】中文【中图分类】U231随着城市轨道交通的迅速发展，扰民问题日趋明显，北京地铁西单车站附近的居民，曾经就地铁造成的振动和结构噪声问题进行过投诉[1]。
钢弹簧浮置板作为一种有效的减振轨道形式，在高等和特殊减振地段得到了大量的使用，在北京、上海、广州等城市的轨道交通中均有应用，而且减振效果良好。
由于隧道建设于土体中破坏了地下水流原有的规律，容易产生渗漏现象，因此渗漏水被建筑业界称为隧道工程的第一大顽疾，在隧道工程界流传着“十隧九漏”的说法。
钢弹簧浮置板轨道作为特殊减振轨道结构布置于隧道中，在长期大量的使用中，可能会有浸水现象发生。
为分析钢弹簧浮置板浸水对其减振效果的影响，笔者对某地铁曲线地段钢弹簧浮置板浸水段进行了实测分析。
现场实测作为研究地铁振动的重要方法之一，具有重大的理论与现实意义，其成果可以给相应理论分析提供依据，并为验证理论模型的正确性和为评估地铁诱发的环境振动提供依据[2]。
闫维明等[3]根据现场实测分析，表明地铁诱发地面振动的振级主要由测点到轨道中心的水平距离决定。
粟润德等[45]通过对北京东单—建国门区间的地铁进行现场测试，得出环境背景振动、公交振动等地面车辆和地铁的地面振动响应规律。
刘维宁等[6]在其实验室对钢弹簧浮置板轨道进行了低频特征测试，针对钢弹簧浮置板轨道弹簧刚度和支承间距等参数的变化对低频振动的影响进行了研究。
笔者根据某地铁曲线地段钢弹簧浮置板的振动测试，对浸水段浮置板与正常浮置板的减振效果进行对比分析。
浮置板隔振系统是由整块钢筋混凝土板和支撑它的钢弹簧隔振器组成，构成质量-弹簧隔振系统，如图1所示。
架设轨道的钢筋混凝土板与基础间有30～40 mm的间隙，列车在浮置板轨道上运行时产生的高频振动透过隔振器的衰减，振动响应明显减弱，其基本原理就是在轨道和基础间插入一个一阶固有频率远低于主要激振频率的隔振器，借以减少传入基础的振动量，这是减小向下部结构传振和传声的最有效方法。
浮置板浸水后，水侵占板下空间，板下间隙的介质由空气变为水，在其他条件相同的情况下，物体在水中运动遇到的阻力比在空气中大很多，水会对列车经过时道床的振动产生影响；同时，水作为振动传导体，传导振动的能力比空气强很多，将道床振动传至基底，会影响浮置板减振效果。
现场测试采用LMS SCADAS Mobile SCM01采集系统(8通道)，PCB 333B50 ICP高灵敏度加速度传感器，其指标为：灵敏度105.8 mV/(m/s2)，量程为±5 g，频率范围为0.5～3 000 Hz，温度范围为-18～66 ℃。
测试仪器及传感器见图2。
测试地段为曲线，半径为370 m，隧道形式为盾构，采用60 kg/m钢轨，DTⅥ2扣件，列车为5节编组(B型车)，3动2拖。
测试时布置3个测试断面：正常浮置板断面、单侧浸水断面、两侧浸水断面。
测试断面测点布置见图3，隧道壁测点距钢轨顶面垂直距离为1.25 m，板面测点位于线路中心线上。
测试段浮置板浸水如图4所示，直线地段浮置板无横向倾斜，发生浸水现象一般为整体浸水(与曲线地段两侧浸水现象类似)。
4.1 时域分析现场实测时，3个测试断面分别采集多组列车的过车振动数据，为消除随机干扰，提取其中10组数据进行分析，图5～图7为3个测试断面典型振动的加速度响应时程曲线，10组样本加速度峰值的平均值见表1。
对比各测试断面振动加速度响应，主要得出以下结论：1) 由加速度响应时程曲线与地铁列车长度简单推导，列车运行速度约60 km/h，3个测试断面运行速度基本一致。
2) 各测试断面道床面振动加速度峰值均值分别为4.76 m·s-2(正常浮置板测试断面)、4.39 m·s-2(单侧浸水测试断面)和1.48 m·s-2(两侧浸水测试断面)，随着浸水量的增加，加速度峰值逐渐减小。
正常浮置板在过车振动时受到隔振器及两端剪力铰的约束，而浸水后，水对浮置板的振动也有一定的约束作用，导致过车时随着浸水量增加，板面振动减小。
3) 各测试断面隧道壁振动加速度峰值均值分别为0.04 m·s-2(正常浮置板测试断面)、0.23 m·s-2(单侧浸水测试断面)和0.28 m·s-2(两侧浸水测试断面)，随着浸水量的增加，加速度峰值逐渐增大。
4) 正常浮置板对列车运行产生的振动衰减作用明显。
随着浸水量的增加，道床面振动减小，隧道壁振动却在增大，说明由道床传递至隧道壁的振动量增加了。
5) 随着浮置板浸水量的增加，振动衰减量逐渐减小，说明水作为振动传导体，对振动传递起着较大作用。
因此为防止浮置板减振效果降低，应避免浮置板浸水。
4.2 频域分析选取10组振动加速度时程，通过随机信号分析得到振动加速频谱。
为消除随机干扰，取10组频谱均值进行分析。
按照GB 10070—1988《城市区域环境振动标准》规定，采用ISO2631/11997的1/3倍频的计算方法，计算振动加速度级VAL，计算分析1/3倍频程中心频率最大值为200 Hz，有式中，arms为振动加速度有效值，m/s2；a0为基准加速度，一般取为10-6m/s2。
将同一测试断面道床面和隧道壁振动加速度进行对比，分析振动响应在频域内的传递特性，如图8所示。
图9为各测试断面传递损失曲线。
通过对比，可以得出以下结论：1) 各测试断面道床面振动加速度级最大值分别为116.2 dB(正常浮置板测试断面)、111.0 dB(单侧浸水测试断面)和108.9 dB(两侧浸水测试断面)，隧道壁振动加速度级最大值分别为：78.0、82.8、95.0 dB，均出现在50～80 Hz的频段。
浮置板浸水后，随着浸水量的增加，在10～200 Hz的频段，道床面振动加速度级逐渐减小，隧道壁振动加速度级逐渐增大。
说明水对浮置板振动的约束，对10 Hz以上频段的约束效果明显，对10 Hz以下频段的影响不明显。
2) 正常浮置板、单侧浸水和两侧浸水测试断面振动响应在10 Hz以内的频段，道床面至隧道壁传递损失值相对比较接近，基本为25～35 dB；对10 Hz以上的频段，浸水断面传递损失值减小趋势明显，正常浮置板测试断面传递损失值基本在40 dB以上，单侧浸水测试断面传递损失值减小至25～35 dB，两侧浸水测试断面传递损失值则降至10～25 dB。
3) 浮置板浸水后，水作为振动传导体，对10 Hz内的低频振动衰减效果影响较小，对10～200 Hz频段内的振动衰减影响较大。
随着浮置板浸水量增加，浮置板对列车运行产生的振动衰减作用逐渐减弱，而且频率越高，减弱趋势越快。
4) 对于10 Hz以上的频段，随着浸水量的增加，道床面加速度级逐渐减小，隧道壁加速度级逐渐增大，道床传递至隧道壁的振动量逐渐增大。
表明水作为振动传导体，对10～200 Hz频段的振动传递量影响显著，对10 Hz以内频段的影响没有明显规律。
由于3个测试断面在同一区间、同一段的连续浮置板上，除了浸水条件不同外，其他条件如列车运行速度、埋深、隧道结构等条件基本一致。
以正常浮置板段隧道壁振动为基准，通过对比3个测试断面隧道壁振动加速度级，可以较准确地分析出浸水对浮置板减振效果的影响，如图10所示。
由图10可以看出：1) 单侧浸水段浮置板相对于正常浮置板的减振效果在整个分析频段内均有所减小，相对减振效果在中心频率为50 Hz频段处的损失最大，为11.9 dB。
2) 两侧浸水段浮置板在10 Hz以内的振动加速度级与正常段基本一致，在10～200 Hz频段，相对于正常浮置板减振效果明显减弱，相对减振效果在中心频率为50 Hz频段处损失最大，为19.0 dB。
3) 在10 Hz以上，随着浮置板浸水量的增加，隧道壁振动加速度级不断增加，浮置板减振效果不断减弱。
在10 Hz内，浸水对浮置板减振效果的影响没有明显的规律，仍有待进一步研究分析。
4.3 传递函数振动的传递规律与隧道结构、轨道形式、几何尺寸、围岩特性以及结构振动特性等诸多因数有关，是结构的固有特性。
传递函数是结构固有特性的一种模型描述方式[7]。
传递函数是系统输入与输出之间关系的数学表达，其形式为式中,H(ω)为系统的传递函数，表示系统的频率特性；X(t)和 Y(t)分别为系统的输入与输出；X(ω)和Y(ω)为系统的输入与输出的傅里叶变换。
对于浮置板测试体系，选取板面测点的振动加速度响应作为输入，选取隧道壁测点振动加速度响应作为输出，计算3个测试断面的传递函数，如图11所示。
由图11可以看出，在10 Hz以内的频段，3个测试断面至隧道壁的垂向传递函数值相差不大，变化较小，均在0～0.03范围内。
在10～200 Hz的频段，随着浮置板浸水量的增加，传递函数值逐渐增大，正常浮置板测试断面，传递函数值的范围为0～0.01；单侧浸水测试断面，传递函数值范围为0.01～0.05；两侧浸水测试断面，传递函数值基本在0.04～0.3之间。
可见，浮置板两侧浸水后，传递函数值大大增加，说明浸水对浮置板的传递特性影响明显。
以上正常浮置板传递函数值范围与文献[6]实验研究分析结果一致，验证了测试结果的正确性与合理性。
5.1 结论通过对某地铁浮置板的实测分析，主要得出以下结论：1) 钢弹簧浮置板作为特殊减振轨道结构，能有效地衰减道床面与隧道壁之间的振动传递。
