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1、北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕轨道系统 （ Longitudinal Elastic Sleeper Track)纵向轨枕轨道系统介绍（ Longitudinal Elastic Sleeper Track)北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范一、纵向轨枕轨道系统技术二、纵向轨枕生产情况介绍三、纵向轨枕轨道系统施工介绍四、纵向轨枕轨道系统相关技术标准目 录北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范一、纵向轨枕轨道系统技术北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范声屏障道床吸音板阻尼
2、钢轨轨道交通减振降噪解决方案目前的解决方案：钢轨部位减振钢轨部位减振、扣件部位减振、轨枕减振和道床减振钢轨部位减振实例道床吸音板北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范轨道交通减振降噪解决方案目前的解决方案：钢轨部位减振、扣件部位减振扣件部位减振、轨枕减振和道床减振扣件部位减振实例北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范城市规划面临的挑战（1）面临取消城乡户籍二元制的冲击； （2）面临土地所有制多样化的冲击（城市乡村部分土地 实行私有化趋势）； （3）面临人口数量素质巨大压力,城市化压力； （4）面临资源短缺冲击（水、土地资源）； （5）面临生态
3、安全及环境污染加大压力； （6）面临开发区热到硅谷热、光谷热的冲击、大学园区 热（高科技与高新技术）；北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范（7）面临旅游产业高速发展的巨大冲击； （8）面临高新技术农业（生态农业、观光农业）的冲击； （9）面临经济全球化、加入WTO、市场经济的冲击； （10）面临人们思维多元化、追求个性化，多元文化、消费超 前化的巨大冲击。(11) 汽车进入家庭的影响； （12）信息革命的巨大影响。（生产方式、生活方式以及社会 变革对城市规划的压力）北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范轨道交通减振降噪解决方案目前的解决方案
4、：钢轨部位减振、扣件部位减振、轨枕减振轨枕减振和道床减振轨枕减振实例弹性长轨枕弹性短轨枕北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范特点：以道床为参振质量，道床下方设置弹簧来获取减振效果。 优点：参振质量高，弹簧刚度低。可以达到最好的减振效果，适用于特别敏感地段。存在问题： 造价高，多在特殊地段采用。道床减振实例轨道交通减振降噪解决方案目前的解决方案：钢轨部位减振、扣件部位减振、轨枕减振和道床减振道床减振北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范城市轨道交通现有高等减振措施对比产品名称减振效果适用地段优点缺点钢弹簧浮置板（德国）18dB25dB（优）特
5、殊减振地段效果好价格高Vanguard扣件（英国）1218dB(良）改造线路地段效果良好，方便改造养护维修不便纵向轨枕（中国专利及发明）1218dB(良）高等减振地段结合国内外先进技术 进行了系统优化创新 减振效果好 施工精度高 养护更换方便 调整更方便刚在国内开始应用梯形轨枕（日本）1015dB(中）高等减振地段减振效果好 施工精度高 养护更换方便日本技术进入中国 以后环境/技术参 数不匹配，缺乏系 统设计.出现轨枕 开裂、减振效果差 噪声增大等问题北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范混凝土高架桥的由振动引起的构造物音代表性频段的噪音分布2030405060708
6、0631252505001000 2000 4000 8000A.P. 1/3 倍频(Hz)音圧水平 dB(A)列車速度U与轨枕間隔d決定 的频率区域車輪轨道間的冲击加 振力而引起的频率范围偏低频振动问题及其控制目标北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范道床垂向振动隧道壁垂向振动地下线路 测试结果：地铁某既有线高弹性扣件地段振动水平实测图 中可以看出：从道床传向隧道壁的振动衰减较小，这部分振动能量 将由隧道和土壤传递至地铁上方的建筑物。振动问题及其控制目标北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范城市各类区域铅垂向Z振级标 准值：适用地带范围昼
7、间夜 间特殊住宅区6565居民、文教区7067广州地铁一号线上的一幢9层框架房屋, 实测数据表明室内的Z振级为79.285.2db，已经超过标准920dB(A)。 轨道交通振动问题亟待有效解决。昼间 72dB夜间 69dB上海市地方标准（征求意见稿）振动问题及其控制目标北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范 需保证车辆运行的安全性 需有利于轨道结构的稳定(需延长波磨周期） 需能方便调整以适应隧道沉降问题振动问题及其控制目标北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范n n 轨道交通减振降噪系统的施工维护指标轨道交通减振降噪系统的施工维护指标及经济性
8、指标及经济性指标 较高的制作精度-满足轨道几何形位要求 较快的现场施工手段-满足工程进度要求 较简便的维护操作过程有利现场养护维修 较高的性价比-供业主及设计单位选型北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕的设计理念 减少轮轨冲击力，轨道系统整体优化，降低系统维修量； 在发挥减振降噪效果的同时提高乘坐舒适性； 适应中高速轨道系统要求； 养护维修方便及施工方便。保证行车安全和减少维修量。北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕的特征1、系统构成2、减振原理3、计算分析4、优化创新北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究
9、与工程示范纵向轨枕-减振轨道结构由钢轨、扣件、纵向轨枕梁、枕下弹性材料、高度调整垫层（或支座，支压板）组成。改用大预应力混凝土纵梁连续支撑和固定钢轨，形成了复合轨道结构。在左右的纵梁之间采用混凝土系梁进行横向刚性连接，组成“框架形”一体化轨枕结构而构成纵向弹性轨枕系统。纵向轨枕系统的构成北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕系统简称LST系统，由钢轨、扣件、纵向预应力梁、减振材料（装置）、高度调整垫层组成。北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕系统的减振原理结构力学理论结构力学理论2：轨道接头下降角度；V：行车速度； mT1:
10、 轨道的有效质量； mu : 簧下质量 KH ：赫兹接触刚度; KTZ ：轨道支撑刚度。北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕系统的减振原理防振材料的刚度对梯形轨枕轨道冲击轮重的影响轻量级轻量级“ “质量质量 弹簧系统弹簧系统” ”北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕系统的减振原理系统刚度理论系统刚度理论设有中间梁的轨道计算模型轨道中间梁刚性有无时的地基振动北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕系统的理论计算分析道床压力分布计算结果北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程
11、示范纵向轨枕系统的理论计算分析桥梁设计折角的限制缓和軌道軌道比較 支持係数（防振装置） ： 1/10 曲合成（枕木） ： 2倍钢轨纵向轨枕防振装置北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范减振降噪产品开发理念/特征纵向轨枕追求目标纵向轨枕追求目标- -冲击荷载减小冲击荷载减小/ /系统减振系统减振n n 质量质量- -弹簧系统弹簧系统 / /将能量衰减将能量衰减n n 大刚度系统大刚度系统/ /整体降低负荷整体降低负荷北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕系统利处： 1。减小运营费用-即减少维修量。 2。不降低车辆的乘坐舒适性。 3。减少
12、车辆疲劳，增加车辆疲劳寿命 。 4。方便施工，3维可调。 5。方便运营管理。可应对地基沉降。 不利处： 1。固有频率相对高。 2。更要求系统设计。北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范l在理论计算和大量运营实测数据的基础上，对传统梯形轨枕轨道系统进行了适用化革新和施工方便性设计，解决照搬国外技术而出现的“水土不服”：l以系统设计的观点，进行系统评价，提供系统化设计参数。调整增加参振质量以确保中高速行车安全要求以及减振降噪效果。适合国情，降低成本，便于施工，适应高速纵向轨枕系统的创新性北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范纵向轨枕动力学分析轨道
13、不平顺纵向轨枕车辆轨道耦合动力学模型建模分析：（1）从系统学考虑，建立车辆纵向轨枕轨道耦合模型，从时域和频域两方面分析系统各组成部分的动力学性能。（2）以车辆轨道耦合模型为基础，将轮轨力以移动载荷的形式施加到纵向轨枕轨道三维有限元模型上，分析轨道结构的安全性。（3）分析系统减振性能。北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范车速（km/h）6080100120最大轮重减载率0.1280.1680.1680.199最大轮轨 力（kN）66.782.984.697.5车体最大加速度（g）0.04640.06220.07520.0885时域分析：A型车纵向轨枕动力学分析列车行车
14、安全性和乘车舒适性 标准：轮重减载率0.6 车体加速度0.13g北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范车速（km/h）6080100120最大轮重减载率0.2320.1890.1790.242最大轮轨 力（kN）81.884.898.6108.9车体最大加速度（g ）0.07180.06620.06510.0728时域分析：B型车列车行车安全性和乘车舒适性 标准：轮重减载率0.6 车体加速度0.13g纵向轨枕动力学分析北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范A型地铁车 速度（km/h）6080100120纵向轨枕的垂向最大位移（mm）-0.84
15、5-0.77-0.77-0.688纵向轨枕应力最小/最大值（MPa）-1.89 /1.61-2.01 /1.64-1.96 /1.57-2 /1.57纵向轨枕的应变 最大值0.521 0-40.52 10-40.51 10-40.51 10-4纵向轨枕的截面最大弯矩（kNm）-11.22-11.17-10.86-10.55应力分析：A型车轨道结构安全性纵向轨枕动力学分析北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范B型地铁车速度（km/h）6080100120纵向轨枕的垂向最大位移（mm）-1.05-1-0.82-0.84纵向轨枕的应力最小/最大值（MPa）1.37 /-2.
16、041.61 /-2.31.92 /-2.742.64 /-2.9纵向轨枕的应变最大值0.45e-40.51e-40.6e-40.8e-4纵向轨枕的截面最大弯矩（kNm）-8.48-11-7.32-12应力分析：B型车轨道结构安全性纵向轨枕动力学分析北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范车辆轨道桥梁三维有限元模型 车辆轨道桥梁三维有限元模型 例：模型计算结果（1） 纵向轨枕减振性能分析北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范各种不同条件，采用不同设计纵向轨枕的特征北京市科技计划课题实施方案轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范满足北京要求1. 形成轨底坡和保证轨底面至轨枕顶面（或称道床面）70mm高度。2. 通过特殊设计，保证轨枕套管按照钢轨实际线位定位，避免“以直代曲
