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摘要：地铁运行产生的振动对周围环境具有极大的安全隐患，建立相应的缓震结构是十分必要的，为此，提出基于耦合动态行为的城市地铁钢弹簧浮置板轨道研究。在设置基础施工装备后，考虑正常行驶、加速以及减速时的振动特点，在钢弹簧浮置板铺设时设置100mm的伸缩缝，使轨道在满足地铁直向上基本运行需求的同时，在侧向上也具有一定承载能力，最后在上表面铺设压实的混凝土垫层，完成施工。仿真结果表明，铁钢弹簧浮置板轨道可以实现缓震的目的。

关键词：耦合动态行为;城市地铁;钢弹簧浮置板轨道;伸缩缝;承载能力;混凝土垫层

中图分类号：U213      文献标识码：A

0引言

城市地铁在运行过程中由于行驶速度，自身载重等因素，会产生明显的振动，影响地铁站以及地上相关建筑的稳定性和安全性[1]。为了最小化这种影响，结合地铁的实际运行特性，建立与之产生的振动具有耦合属性的减震轨道是十分可行的方式之一[2]。现阶段，钢弹簧浮置板是应用较为广泛的一种缓震装置，其作用方式主要是将接收到振动在悬浮的弹簧中进行反复传递，实现缓冲振动强度的目的，将其应用在地铁轨道中将发挥巨大价值[3]。

基于此，本文提出基于耦合动态行为的城市地铁钢弹簧浮置板轨道研究。分析了地铁运行产生振动的规律性，并结合分析结果实施相关轨道的建设，通过试验测试对测试环境内的振动强度进行分析，验证了设计轨道在缓震方面的有效性。通过本文的研究，以期为相关轨道的建设提供参考。

1城市地铁钢弹簧浮置板轨道建设研究

1.1基础装备准备

考虑到钢弹簧浮置板的自重较大，完全人工的方式实施相关安装工作将大大增加工作量，为此，可以采用基地龙门吊完成对基地内轨料装卸、钢弹簧浮置板拼装等装卸施工项目[4]。按照城市地铁的基本规格，每座铺轨基地配置2台基地龙门吊即可，龙门吊跨度根据铺轨基地实际施工施工需要进行选定，一般分为现有16m、24m、26m三种类型，对于部分特殊的跨度，也可调节。采用轨道牵引车将钢弹簧浮置板、混凝土等运输到目标位置。一般每个作业面需配备1台，焊轨与钢弹簧浮置板轨道铺设为流水作业时，每套焊轨机组需另配备1台。

另外，采用MHD84型平板车完成对施工范围内钢弹簧浮置板运输、轨料运输、焊轨机动输，MHD84型平板车尺寸小、轴重轻的特点使得其在具体的施工施工环境中可以灵活运行。一般情况下，每个作业面短轨排运输列车需配备3辆，每列焊轨机组需配备2辆。在具体的钢弹簧浮置板铺设过程中，采用LDS2.98型变跨龙门吊实现，LDS2.98型变跨龙门吊具有轴重轻、尺寸限界小、多台联动，高度、宽度均可随施工条件调整的特点，在施工过程中对环境要求较低，适合小范围内作业。一般情况下，每个铺轨作业面配备3台，相互配合前面1台负责钢筋绑扎及架设，后面2台负责轨排倒运和轨排铺设。最后就是钢弹簧浮置板的连接，本文采用K922移动式焊轨机实现对现场钢轨的锁定焊接，此焊机具有可焊面积大、可焊高强度合金钢而且焊接质量高、焊接时间短、烧化量小、省焊材、热效率高的特点。

1.2基于耦合动态行为的轨道施工设计

为了适应不同运行状态下地铁运行产生的振动强度，城市地铁钢弹簧浮置板轨道采用分块结构实施建设，每隔5-7m的距离设宽度为100mm的伸缩缝，道床板由中心向两侧设缓震坡。轨道采用双块式轨枕，对应的混凝土强度等级为C60，由两个轨枕块用两组钢弹簧浮置板连接而成，轨枕内设置箍筋，箍筋与钢管采用固定件定位。钢弹簧浮置板轨道容许通过速度：直向140km/h，侧向50km/h。对于轨道的道岔，采用可动心轨道岔，道岔型号为43.21，6.59，226.60，85.1，以此适应地铁加速或减速时的振动冲击。道岔扣压件采用II型弹条，以此适应跨区间钢弹簧浮置板的衔接。轨下基础采用混凝土长岔枕。道岔按采用分动外锁闭装置设计，尖轨设两个牵引点。需要注意的是，当铺设钢弹簧浮置板的连续梁最大跨度大于48m时，需要保证连续梁竖向挠度限值与等跨布置的道岔连续梁一致且不大于15mm。

完成基础钢弹簧浮置板的基础安装后，上层铺设混凝土垫层，捣固密实后，控制混凝土垫层标高和外轨标高的要求，最后将混凝土垫层表面抹面平整光滑，并进行打磨处理，确保施工质量。

3测试分析

3.1测试环境

本文以某地铁施工线一期工程的某段为测试目标，其全长52.175km，全线长度16.92km，路基长度0.785km。实景图如图1所示。

以此为基础，采用MATLAB对环境进行模拟，测试在不同行驶速度下，地铁站内的振动强度。

3.2测试结果

在上述基础上，测试结果如表1所示，与传统轨道相比，钢弹簧浮置板轨道的减震效果明显。

从表1中可以看出，钢弹簧浮置板轨道可以降低地铁运行振动强度0.18公里/km2-0.21公里/km2，作用效果明显，具有实际应用价值。

4结束语

地铁运行振动带来的安全隐患不仅仅面向地质结构的，其对于地表相关建筑的稳定性也会产生明显影响，因此，构建与之动态行为耦合的减震结构是十分必要的。本文提出基于耦合动态行为的城市地铁钢弹簧浮置板轨道研究，实现了对振动的有效缓解。

参考文献

[1]王培. 城市地铁轨道工程小曲线钢弹簧浮置板整体道床施工技术[J]. 工程技术研究， 2021， 6（06）： 127-128.

[2]朱志辉， 黄宇佳， 黄承志， 等. 考虑剪力铰作用的预制短型钢弹簧浮置板轨道动力响应研究[J]. 振动工程学报， 2021， 34（04）：799-808.

[3]张肖， 蔡小培， 王启好， 等. 时速160 km轨道交通线路钢弹簧浮置板轨道动力学特性研究[J]. 铁道勘察， 2021， 47（04）： 1-6+17.

[4]郑翔， 罗信伟， 李平， 等. 市域快线预制钢弹簧浮置板轨道振动特性研究[J]. 振动工程学报， 2021， 34（05）： 951-958.