王相平，吳少培，李 星，席世紀(jì)，丁旺才，李國芳

(蘭州交通大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，蘭州 730070)

隨著車輛運(yùn)行速度的穩(wěn)步提高和軌道結(jié)構(gòu)服役年限的逐漸增長,軌下結(jié)構(gòu)最為薄弱的路基部分,其在列車荷載作用下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和長期循環(huán)荷載作用下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性已成為威脅高速鐵路運(yùn)營安全的主要因素.

Thach等[1]、Yin等[2]采用有限元方法,研究了列車荷載作用下軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng);蔣紅光等[3]采用全比尺高速鐵路加載試驗(yàn)裝置,分析了移動(dòng)列車荷載作用下軌下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能;曹禮聰?shù)萚4]通過大量試驗(yàn)數(shù)據(jù),分析了地震作用下軌下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特征;宋小林等[5]基于試驗(yàn)?zāi)Ｐ?分析了板邊離縫對軌下結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響;Steenbergen等[6]以Euler梁模擬軌道結(jié)構(gòu),以懸掛系統(tǒng)代替列車荷載,分析了列車作用下軌道結(jié)構(gòu)減振特性;Galvin等[7]對比了列車荷載下不同軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng),分析了軌道的臨界波速和振動(dòng)強(qiáng)度;Knothe[8]、Grassie[9]研究表明,充分考慮軌下結(jié)構(gòu)有效動(dòng)態(tài)行為在研究車輛-軌道系統(tǒng)振動(dòng)特性時(shí)極為重要,趙坪銳等[10]也指出,隨著車輛運(yùn)行速度的提高,同時(shí)考慮車輛-軌道關(guān)鍵部件的參振作用在車輛-軌道動(dòng)力學(xué)性能分析中十分必要;Song等[11]通過模態(tài)分解法分析了列車作用下軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性,表明列車速度提高將導(dǎo)致軌道振動(dòng)加劇.

綜上不難發(fā)現(xiàn),近年來有關(guān)車輛作用下軌下結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能分析主要以試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬為主,試驗(yàn)研究成本較高,普通研究過程中難以普及;數(shù)值模擬通常以激勵(lì)函數(shù)代替列車荷載或以多層支撐梁模型代替軌下結(jié)構(gòu),前者忽略了車輛關(guān)鍵部件的參振作用[12],后者難以體現(xiàn)軌下結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的空間分布,且均對復(fù)雜的輪軌接觸關(guān)系進(jìn)行了簡化,因此難以準(zhǔn)確反映實(shí)際運(yùn)行過程中車輛-軌道系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng).而車輛運(yùn)行速度的提高也讓輪軌相互作用更加劇烈,因此,綜合考慮高速條件下復(fù)雜的輪軌接觸關(guān)系和車輛-軌下結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件的參振作用,系統(tǒng)分析列車荷載作用下車輛-軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)也就顯得十分必要.

鑒于此,本文在三維精細(xì)化有限元模型基礎(chǔ)上,進(jìn)一步通過固定界面模態(tài)綜合法建立軌下結(jié)構(gòu)柔性模型,在考慮輪軌接觸關(guān)系和車輛-軌道關(guān)鍵部件參振作用的基礎(chǔ)上,分析了列車作用下車輛-軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)以及軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)傳遞規(guī)律,為高速鐵路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服役安全提供理論參考和實(shí)踐指導(dǎo).

1 計(jì)算分析模型

1.1 柔性軌道建模理論

小應(yīng)變范圍內(nèi),土體可看作彈性體,由于軌道結(jié)構(gòu)其變形本身較小,故可將其看作小變形柔性體,其上任一點(diǎn)P的彈性變形Up為

Up=φpqt,

(1)

式中:φp為P點(diǎn)滿足Ritz模態(tài)集要求的變形模態(tài)矩陣;qt為模態(tài)廣義坐標(biāo).

對柔性軌道,變形可看作時(shí)間的函數(shù),故

(2)

式中:[φ]mm為假想Ritz模態(tài)集;[q(t)]m×1為m維模態(tài)坐標(biāo).

對任一軌道子系統(tǒng),其自由度可分為內(nèi)部自由度ui和界面自由度uj.故子結(jié)構(gòu)位移

(3)

式中:φn、φc為固定界面主模態(tài)和約束模態(tài);qn、qc為對應(yīng)坐標(biāo).

取界面上物理坐標(biāo)為廣義模態(tài)坐標(biāo),則自由度縮減并略去固定界面主模態(tài)中的高階分量后

(4)

式中:Ψc為φc的約束模態(tài).

(5)

系統(tǒng)自由振動(dòng)方程

(Kii-ω2Mii)φik=0,

(6)

經(jīng)自由度縮減和坐標(biāo)變換后,(k+j)個(gè)自由度的無阻尼動(dòng)力學(xué)方程為

(7)

q=[qkuj]T為第(k+j)個(gè)廣義模態(tài)坐標(biāo).

縮減后的模態(tài)剛度矩陣

(8)

質(zhì)量矩陣

(9)

縮減后系統(tǒng)自由振動(dòng)方程

(10)

由于軌道結(jié)構(gòu)各界面自由度較少,且上述方法從力和位移雙協(xié)調(diào)條件保證了縮減精度的準(zhǔn)確性,因此,在小應(yīng)變范圍內(nèi),將軌下結(jié)構(gòu)考慮為柔性體是完全可行的.以軌道板為例進(jìn)行模態(tài)縮減,剔除剛體模態(tài),縮減前后其前8階模態(tài)頻率如表1所列.

表1 模態(tài)縮減前后對應(yīng)頻率

7～14階模態(tài)頻率對應(yīng)振型如圖1所示.

圖1 7～14階模態(tài)振型

綜上，由表1可見,模態(tài)縮減前后各階頻率并未產(chǎn)生較大變化,這說明在小應(yīng)變范圍內(nèi),采用固定界面模態(tài)綜合法將軌道結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成柔性體是完全滿足求解精度要求的,同時(shí),圖1中的各階模態(tài)振型也能夠體現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)變形特征,即將軌道結(jié)構(gòu)考慮為柔性體也是能夠充分體現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)參振作用的.

1.2 車輛-柔性軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

基于Rayeigh-Ritz理論,采用Craig-Bamptom固定界面模態(tài)綜合法建立柔性軌道模型.即依據(jù)試驗(yàn)段實(shí)際軌道結(jié)構(gòu),先將柔性體按工程觀點(diǎn)劃分為鋼軌、軌道板、自密實(shí)混凝土層、隔離層、底座板;再計(jì)算各子結(jié)構(gòu)固定界面主模態(tài),并定義其剛體模態(tài)和約束模態(tài),通過界面坐標(biāo)達(dá)到位移協(xié)調(diào),然后將上述三種模態(tài)作為該子系統(tǒng)的假想模態(tài),以實(shí)現(xiàn)自由度的縮減;最后將模態(tài)縮減后的各子結(jié)構(gòu)按照體、鉸、力元多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模規(guī)則,建立車輛-柔性軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型[13-14].

軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所列.

表2 軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)

輪軌接觸模型采用Kik-Piotrowski.Kik-Piotrowski是一種基于虛擬滲透的接觸理論,考慮輪對搖頭的虛擬滲透函數(shù)為[15]

(11)

(12)

式中:ε∈[0.45,0.55];δ為彈性壓縮量;δNi和δN0為輪軌法相壓縮量及其最大值.

1.3 模型驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證本文模型的準(zhǔn)確性,將本文模型與某高速動(dòng)車組在武漢-咸寧綜合試驗(yàn)段實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對比[16].本文模型計(jì)算得到的軌道各關(guān)鍵位置垂向動(dòng)位移變化曲線如圖2所示.

圖2 軌道結(jié)構(gòu)垂向動(dòng)位移

數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)對比如表3所列.

表3 軌道結(jié)構(gòu)垂向動(dòng)位移對比

綜上可見,本文模型計(jì)算結(jié)果均位于實(shí)測結(jié)果范圍之內(nèi),因此可認(rèn)為本文模型能夠滿足計(jì)算需求,符合高速車輛實(shí)際運(yùn)行情況.

2 軌道類型對系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響

為進(jìn)一步說明引入柔性軌道的必要性,基于上述理論,建立不考慮柔性軌下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型,對比研究柔性軌下結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響,兩者動(dòng)力學(xué)模型如圖3所示.

圖3 軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

車輛不同運(yùn)行速度下,兩種軌道類型對應(yīng)鋼軌跨中垂向動(dòng)位移如圖4所示.

圖4 鋼軌垂向動(dòng)位移

圖4表明,鋼軌垂向動(dòng)位移與車輛運(yùn)行狀態(tài)在時(shí)間上完全對應(yīng),即前后轉(zhuǎn)向架通過時(shí)鋼軌對應(yīng)位置會(huì)產(chǎn)生凹陷,對比凹陷幅值可見這種下凹并不會(huì)疊加;對比同一轉(zhuǎn)向架上前后兩個(gè)輪對可見,其下凹時(shí)間依舊與車輛運(yùn)行狀態(tài)對應(yīng),但前輪對引起的鋼軌瞬時(shí)凹陷會(huì)與后輪引起的凹陷產(chǎn)生疊加,這是因?yàn)檐囕v定距大于固定軸距,故前后轉(zhuǎn)向架引起的動(dòng)位移并不會(huì)疊加,而固定軸距較小,車輛運(yùn)行速度較高,同一轉(zhuǎn)向架前輪對駛過產(chǎn)生的凹陷尚未完全恢復(fù)后輪對便又對其施加作用,故會(huì)引起位移疊加.對比不同速度及軌道類型下鋼軌垂向動(dòng)位移可見,軌道類型和車輛運(yùn)行速度并不會(huì)改變鋼軌某點(diǎn)垂向動(dòng)位移變化趨勢,但會(huì)對變化量產(chǎn)生顯著影響,同一速度下,柔性軌下結(jié)構(gòu)對應(yīng)鋼軌垂向位移顯著小于剛性支撐,車輛運(yùn)行速度越大,變化量也越大.

不同速度下各軌道結(jié)構(gòu)對應(yīng)輪軌垂向力、輪軌橫向力時(shí)程曲線如圖5～6所示.

圖5 輪軌垂向力

由圖5、圖6可知,柔性軌下結(jié)構(gòu)對應(yīng)輪軌垂向力、輪軌橫向力普遍較小,這是因?yàn)檐囕v通過柔性軌道時(shí),軌道產(chǎn)生的微小彈性變形能有效吸收部分沖擊振動(dòng),從而導(dǎo)致輪軌動(dòng)力響應(yīng)小于傳統(tǒng)軌道模型,而在工程實(shí)際中,軌道結(jié)構(gòu)本身主要起支撐及吸收緩解振動(dòng)作用,因此可見引入柔性軌下結(jié)構(gòu)更與工程實(shí)際相符.

圖6 輪軌橫向力

垂向動(dòng)位移幅值變化率如表4所列,結(jié)合表4可知,不同軌道結(jié)構(gòu)對應(yīng)輪軌橫向力對速度變化并不敏感,即250 km/h與350 km/h運(yùn)行速度下輪軌橫向力變化都在5.5%左右,但輪軌垂向力受軌道結(jié)構(gòu)影響較大,當(dāng)速度從250 km/h變至350 km/h時(shí),輪軌垂向力由1.62%變至11.46%.這表明,在考慮高速狀態(tài)下軌道結(jié)構(gòu)垂向振動(dòng)特征時(shí),引入柔性軌道,考慮車輛-軌道各部分的參振作用是十分必要的.綜上可見,柔性軌道結(jié)構(gòu)能有效減小輪軌動(dòng)力作用,同時(shí)也會(huì)對車輛-軌道系統(tǒng)振動(dòng)產(chǎn)生影響,尤其是當(dāng)車輛高速運(yùn)行時(shí),這種影響效果更加顯著.故引入柔性軌下結(jié)構(gòu),考慮軌下結(jié)構(gòu)的彈性變形及參振作用,是分析高速車輛-軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為中不應(yīng)忽略的因素.

表4 相關(guān)評估指標(biāo)幅值變化率

3 柔性軌道動(dòng)力學(xué)性能分析

3.1 軌道振動(dòng)傳遞特性

觀測點(diǎn)位置不同,軌道振動(dòng)響應(yīng)也不同.選取中間一塊軌道板對應(yīng)鋼軌跨中位置為初始觀測點(diǎn),觀測點(diǎn)分布如圖7所示,a～h依次為對應(yīng)觀測點(diǎn)位置.

圖7 軌道觀測點(diǎn)分布

不同運(yùn)行速度下,各觀測點(diǎn)垂向動(dòng)位移及垂向加速度變化如圖8～9所示.

由圖8知,同一行車速度下,鋼軌垂向動(dòng)位移(a點(diǎn))顯著大于軌道及路基部分,且越靠近鋼軌,垂向動(dòng)位移越大,衰減也越快,路基部分垂向動(dòng)位移衰減極為緩慢.車輛運(yùn)行速度提高,各部位垂向動(dòng)位移都會(huì)對應(yīng)增大,這是因?yàn)樗俣忍岣邥?huì)顯著提升輪軌動(dòng)力作用,從而導(dǎo)致垂向作用加劇,引起位移變化增大.

對比圖8、圖9可見,不同行車速度下,各觀測點(diǎn)垂向動(dòng)位移、垂向加速度變化趨勢基本一致,具體表現(xiàn)為:軌道部分垂向位移及加速度顯著大于路基部分,且軌道上位移及加速度衰減快于路基部位;而行車速度的提升會(huì)引起各觀測點(diǎn)垂向動(dòng)位移和振動(dòng)加速度都有不同程度的提高,這是因?yàn)?速度提升引起輪軌相互作用力增大,從而加劇了軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng),引起軌道上垂向位移及加速度增大.由于路基距振動(dòng)產(chǎn)生位置較遠(yuǎn),當(dāng)振動(dòng)傳遞到路基上時(shí)已經(jīng)經(jīng)過了大幅衰減,因此路基部分總體振動(dòng)響應(yīng)遠(yuǎn)不及軌道.

圖8 軌下結(jié)構(gòu)垂向動(dòng)位移

圖9 軌下結(jié)構(gòu)垂向加速度

鋼軌作為直接承受輪對作用的關(guān)鍵部件,其在不同行車速度下的垂向振動(dòng)加速度時(shí)程曲線如圖10所示.圖10表明,隨著車輛運(yùn)行速度增大,鋼軌垂向振動(dòng)加速度顯著提升.當(dāng)車輛運(yùn)行速度從150 km/h增大到350 km/h時(shí),鋼軌垂向加速度由37.35 m/s2增大到86.85 m/s2,增長率高達(dá)132.53%.這表明,車輛速度變化對鋼軌振動(dòng)影響極為嚴(yán)重,尤其是高速運(yùn)行工況下,微小的速度變化甚至?xí)痄撥壵駝?dòng)幅值成倍增大.

圖10 鋼軌垂向振動(dòng)加速度

為進(jìn)一步探究高速運(yùn)行狀態(tài)下鋼軌振動(dòng)特性,作出不同行車速度下鋼軌振動(dòng)加速度功率譜密度圖如圖11所示.

圖11 鋼軌垂向振動(dòng)加速度功率譜密度圖

由圖11可見,隨著車輛運(yùn)行速度提升,鋼軌垂向加速度功率譜密度幅值也顯著增大,車輛運(yùn)行速度300 km/h以上時(shí)這種增大程度更加顯著.同時(shí)隨著車輛運(yùn)行速度的增大,鋼軌垂向振動(dòng)加速度主頻也略有增大,即在圖11中表現(xiàn)為不同速度下振動(dòng)頻率并非一一對應(yīng),而是普遍出現(xiàn)了向右平移現(xiàn)象.但無論低速還是高速,在0～160 Hz內(nèi)鋼軌振動(dòng)加速度功率譜密度普遍較大,而當(dāng)車輛速度大于250 km/h時(shí),鋼軌會(huì)普遍出現(xiàn)500 Hz以上的振動(dòng).對比鋼軌各階模態(tài)不難發(fā)現(xiàn),在0～160 Hz以內(nèi)鋼軌的振動(dòng)主要與自身固有模態(tài)有關(guān),而其高速運(yùn)行狀態(tài)下的高階振動(dòng)頻率主要與車輛-軌道關(guān)鍵部件參振作用有關(guān).

不同行車速度下,軌道-路基各觀測點(diǎn)振動(dòng)加速度變化如表5所列.由表5知,同一行車速度下,距離鋼軌垂向距離越大,振動(dòng)加速度越小,但同樣其振動(dòng)加速度衰減也越緩慢.軌道結(jié)構(gòu)的減振性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于路基結(jié)構(gòu),尤其是自密實(shí)混凝土層和隔離層,吸收了絕大部分軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng).以250 km/h速度下各觀測點(diǎn)振動(dòng)加速度為例,不難發(fā)現(xiàn),由d點(diǎn)(底座板)到e點(diǎn)(基床表層)時(shí)振動(dòng)衰減百分比為1 718.41%,但觀察其數(shù)值不難發(fā)現(xiàn),其垂向振動(dòng)加速度僅由9.789 m/s2降至0.538 m/s2,而由b點(diǎn)到e點(diǎn),經(jīng)自密實(shí)混凝土層和隔離層減振后,垂向加速度由25.241 m/s2降至0.538 m/s2,可見其減振效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于支撐層.

表5 軌下結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度變化

對比不同速度下各軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度可見,扣件的減振效果大于軌道大于路基,且車輛運(yùn)行速度越高,輪軌動(dòng)力作用越顯著時(shí)扣件減振效果越好.150 km/h時(shí)扣件減振約58.94%,但當(dāng)車輛運(yùn)行速度為350 km/h時(shí)其振動(dòng)衰減率高達(dá)207.96%.同時(shí)可見,當(dāng)車輛運(yùn)行速度在150～350 km/h時(shí),扣件總能將鋼軌振動(dòng)衰減至30 m/s2以下;軌道結(jié)構(gòu)總能將振動(dòng)衰減至1 m/s2以下.即高頻輪軌作用經(jīng)扣件衰減后僅能將較低頻率傳遞給軌道結(jié)構(gòu);而軌道結(jié)構(gòu)將會(huì)進(jìn)一步對這些低頻振動(dòng)進(jìn)行吸收衰減,傳遞給路基結(jié)構(gòu)的僅為極低頻率的小幅振動(dòng).但路基結(jié)構(gòu)并不能很好的吸收這些極低頻率的小幅振動(dòng),由于路基-地基結(jié)構(gòu)材料及環(huán)境的復(fù)雜性,這些振動(dòng)極有可能衰減緩慢以致存在時(shí)間較長.

3.2 車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)

中國高速鐵路無砟軌道不平順激勵(lì)作用下,柔性軌道結(jié)構(gòu)上不同速度下車輛運(yùn)行安全性指標(biāo)如圖12所示.由圖12可知,隨著車輛運(yùn)行速度提高,脫軌系數(shù)和輪重減載率普遍增大,尤其當(dāng)速度大于250 km/h時(shí),脫軌系數(shù)和輪重減載率增大更為顯著.這表明,高速運(yùn)行工況下,速度的提升對車輛運(yùn)行安全性的威脅更加嚴(yán)重.

圖12 安全性指標(biāo)

(ΔZ變化率)

高速運(yùn)行工況下,輪軌動(dòng)力作用更加劇烈.能夠直接反映輪軌動(dòng)力作用的評價(jià)指標(biāo)為輪軌橫向力和輪軌垂向力.不同運(yùn)行速度下輪軌垂向力、輪軌橫向力變化情況如圖13所示.

由圖13可見,速度增大時(shí)輪軌垂向力和輪軌橫向力都呈現(xiàn)不同程度的增大,當(dāng)速度由150 km/h增大至350 km/h時(shí),輪軌垂向力、輪軌橫向力增大約兩倍,這表明速度提升引起輪軌動(dòng)力作用增強(qiáng)是同時(shí)表現(xiàn)在垂向和橫向的.對輪軌橫向力,當(dāng)車輛運(yùn)行速度由150 km/h增大至300 km/h時(shí)其變化普遍較為劇烈,但當(dāng)由300 km/h變化至350 km/h時(shí)變化卻并不明顯,可見速度對輪軌橫向力的影響并非持續(xù)作用,而是當(dāng)速度到達(dá)某一值時(shí)輪軌橫向力變化便趨于穩(wěn)定,波動(dòng)較小,而輪軌垂向力卻并非如此,速度越大,輪軌垂向力也越大.

圖13 輪軌力

不同運(yùn)行速度下車體與構(gòu)架垂向加速度如圖14所示.

圖14 車體與構(gòu)架垂向加速度

由圖14知,車輛運(yùn)行速度提升,構(gòu)架及車體垂向加速度也對應(yīng)增大.對比數(shù)值變化可見,當(dāng)車輛速度由150 km/h提升至350 km/h時(shí),車體垂向振動(dòng)加速度增大約1倍,而構(gòu)架垂向振動(dòng)加速度增大約3.5倍,這表明速度提升引起構(gòu)架振動(dòng)加劇效果大于車體,主要是因?yàn)檩嗆壵駝?dòng)傳遞至構(gòu)架時(shí)僅經(jīng)過一系懸掛減振,而傳至車體時(shí)經(jīng)過了一系及二系懸掛裝置減振,懸掛裝置能有效吸收衰減振動(dòng),故對車體振動(dòng)的影響遠(yuǎn)小于構(gòu)架.

規(guī)范[17]表明,車輛速度大于160 km/h時(shí),客車、動(dòng)車組脫軌系數(shù)、輪重減載率應(yīng)不大于0.80;車體垂向振動(dòng)加速度應(yīng)不超過2.5 m/s2;輪軌垂向力小于170 kN.對比圖13～圖15各指標(biāo)可見,在車輛速度不超過350 km/h時(shí),我國高速鐵路無砟軌道不平順激勵(lì)作用下車輛運(yùn)行平穩(wěn)性、穩(wěn)定性指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求.這表明,我國既有高速鐵路線路是具備高速運(yùn)營能力的,當(dāng)前車輛-CRTSIII板式無砟軌道結(jié)構(gòu)符合350 km/h高速運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn),具備350 km/h高速運(yùn)營能力.

4 結(jié)論

1) 柔性軌道結(jié)構(gòu)能有效減小輪軌動(dòng)力作用,并對系統(tǒng)振動(dòng)特性產(chǎn)生影響,且車輛運(yùn)行速度越高,影響越大.在探究高速車輛-軌道系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)時(shí),引入柔性軌道,考慮軌道結(jié)構(gòu)彈性變形及參振作用更符合工程實(shí)際.

2) 同一運(yùn)行速度下,車輛引起軌道各部位垂向動(dòng)位移與垂向加速度傳遞規(guī)律基本一致,即距鋼軌垂向距離越大,振動(dòng)加速度和動(dòng)位移越小,振動(dòng)衰減也越緩慢.速度提升會(huì)引起軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)加劇,振動(dòng)主頻也會(huì)略有提升.

3) 車輛運(yùn)行速度250 km/h以上時(shí),微小的速度提升會(huì)導(dǎo)致脫軌系數(shù)和輪重減載率顯著變化;速度提升引起構(gòu)架垂向振動(dòng)加速度增大程度遠(yuǎn)大于車體;當(dāng)車輛運(yùn)行速度從150 km/h增加到350 km/h時(shí),輪軌垂向力和輪軌橫向力增大一倍,但對車輛-CRTSIII型板式無砟軌道系統(tǒng),其各項(xiàng)指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,即CRTSIII型軌道具備高速運(yùn)營能力.