地鐵車輛振動(dòng)異常問題探討

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市軌道交通的發(fā)展也極為迅速，而在此過程中，相關(guān)部門對地鐵車輛運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性也越來越重要，尤其是對地鐵車輛振動(dòng)異常問題的防范工作，更是得到了加強(qiáng)，從而保證地鐵車輛的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；振動(dòng)異常；行駛路線

前言

近些年來，地鐵行業(yè)的發(fā)展極為迅速，而地鐵車輛作為地鐵交通的重要組成部分之一，在車輛運(yùn)行的過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)異常的問題，不利于地鐵列車的穩(wěn)定運(yùn)行。通過大量的實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段地鐵車輛振動(dòng)的主要來源是地鐵自身以及軌道等方面因素，而且，地鐵車輛運(yùn)行的過程中，也經(jīng)常會(huì)因地鐵車輛行駛路線以及自身的問題等多方面原因而引發(fā)異常振動(dòng)。對此，必須采取有效地改進(jìn)措施，文章主要對地鐵車輛存在的振動(dòng)異常問題進(jìn)行分析。

1 地鐵車輛振動(dòng)的主要來源分析

在城市交通迅速發(fā)展的過程中，地鐵交通行業(yè)的發(fā)展也極為迅速。而地鐵車輛在運(yùn)行的過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，將會(huì)給列車運(yùn)行的穩(wěn)定性帶來一定的影響，甚至?xí)绊懙降罔F列車的使用壽命[1]。通過大量的實(shí)踐分析，地鐵車輛的振動(dòng)主要來源于地鐵列車車輪對與鋼軌之間的相互作用，正常情況下地鐵車輛運(yùn)行振動(dòng)會(huì)很小，并不會(huì)對車輛的穩(wěn)定性造成影響，然而，在車輪與鋼軌之間長期作用下，輪軌會(huì)發(fā)生磨損，甚至有的車輛輪子會(huì)出現(xiàn)失圓的現(xiàn)象，也有車輪子發(fā)生扁疤，而且，在此過程中鋼軌也會(huì)因長期的磨損出現(xiàn)波浪型的損耗，在這種條件下運(yùn)行，地鐵車輛與道床、鋼軌等之間勢必會(huì)發(fā)生異常振動(dòng)。另外，通過大量的實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，地鐵車輛異常振動(dòng)主要分為橫向振動(dòng)和垂向振動(dòng)兩種，其中橫向振動(dòng)主要是由輪軌之間所產(chǎn)生的橫向縫隙和地鐵車輛車輪在軌道方向水平運(yùn)行不穩(wěn)定的情況下而產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)現(xiàn)象，而且，在地鐵車輛運(yùn)行慣性的作用下，車輛的車輪運(yùn)行很可能產(chǎn)生不改變運(yùn)動(dòng)方向的情況，造成車輛運(yùn)行偏移軌道中心線，從而對地鐵車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性造成極大的影響；而垂向振動(dòng)也可以將其稱之為豎向振動(dòng)，主要是由車輪偏心、軌道不平和輪軌之間所發(fā)生的碰撞導(dǎo)致的，垂向振動(dòng)在地鐵車輛運(yùn)行過程中時(shí)有發(fā)生，也給地鐵車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性造成一定的影響。

2 造成地鐵車輛振動(dòng)異常的主要因素分析

2.1 地鐵車輛行駛路線的因素

地鐵是當(dāng)前城市交通的重要交通工具之一，地鐵車輛行駛過程中所產(chǎn)生的振動(dòng)異常主要受到行駛路線的影響[2]。例如，地鐵車輛如果行駛在曲線的軌道上，會(huì)產(chǎn)生一種平衡離心力，而如果不能對平衡離心力消除或減小規(guī)定范圍的話，將會(huì)造成車輛運(yùn)行異常振動(dòng)的情況，從而影響到乘客的舒適感。另外，低接頭如果出現(xiàn)破損、壓堆等現(xiàn)象的話，也會(huì)增加地鐵車輛的沖擊力，引起車輛異常振動(dòng)，如，接頭抗壓承受能力減弱、接頭搗固不實(shí)、軌枕失效、軌縫過大、軌頭不平等，會(huì)增加車輛的垂向振動(dòng)，從而影響到車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.2 地鐵車輛自身的因素

除了以上提到的外在因素之外，地鐵車輛自身也有很多因素會(huì)產(chǎn)生地鐵車輛異常振動(dòng)的現(xiàn)象[3]。例如，在地鐵車輛車身結(jié)構(gòu)上，如果車輪的材質(zhì)不均勻的話，車輪偏心車輛運(yùn)行過程中就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象；車輛所帶的一些輔助設(shè)備，如，電氣設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、空調(diào)、牽引電機(jī)等，在運(yùn)行的過程中都會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)現(xiàn)象，將會(huì)給車輛運(yùn)行穩(wěn)定性帶來一定的影響。

3 地鐵車輛振動(dòng)的改進(jìn)措施

3.1 對軌道的改進(jìn)

通過以上的分析也了解到，地鐵車輛在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的振動(dòng)異常問題，很多情況下受到軌道的影響，而要解決這類問題，則需要對軌道進(jìn)行改進(jìn)[4]。首先，應(yīng)對地鐵車輛運(yùn)行的實(shí)際情況展開分析，在哪些路段容易出現(xiàn)異常振動(dòng)問題，同時(shí)，應(yīng)了解引起異常振動(dòng)的主要原因，尤其是軌道設(shè)置的不合理，應(yīng)有針對性的對區(qū)段軌道進(jìn)行合理的改進(jìn)，避免地鐵車輛運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的異常振動(dòng)問題，進(jìn)一步保障地鐵車輛運(yùn)行的安全性、可靠性。其次，應(yīng)對地鐵車輛鋼軌低接頭進(jìn)行有效的處理，尤其是對一些鋼軌焊接部位不平順的問題，應(yīng)采用自動(dòng)化鋼軌線上焊修設(shè)備來對其進(jìn)行處理，從而有效的消除軌道上一些不平順，有效的減少地鐵車輛運(yùn)行過程中車輪對軌道的沖擊力，從而有效地減少地鐵車輛運(yùn)行振動(dòng)，提高車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性。再次，應(yīng)加強(qiáng)對軌道的打磨處理，并根據(jù)軌道的實(shí)際使用來制定軌道的打磨周期以及打磨時(shí)間，尤其是對一些波磨發(fā)展比較快的區(qū)段，應(yīng)適當(dāng)?shù)目s短打磨周期，有效地消除軌道上的不平順現(xiàn)象，從而減小地鐵車輛運(yùn)行過程中出現(xiàn)的振動(dòng)異常問題，提升地鐵車輛運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。

3.2 對地鐵車輛自身進(jìn)行改進(jìn)

地鐵車輛運(yùn)行過程中出現(xiàn)的異常振動(dòng)現(xiàn)象，會(huì)給車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性造成極大的影響，而且，通過以上的分析中也了解到地鐵車輛在運(yùn)行的過程中，受到自身原因的影響，會(huì)給車輛運(yùn)行造成一定程度的振動(dòng)，而要避免這類問題的發(fā)生，則必須對地鐵車輛的自身進(jìn)行改進(jìn)[5]。首先，應(yīng)結(jié)合地鐵車輛的實(shí)際運(yùn)行要求，對地鐵車輛的制動(dòng)和牽引的參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)置，不斷的對地鐵進(jìn)站以及出站的急劇變化所產(chǎn)生的輪軌作用進(jìn)行改進(jìn)，避免輪軌作用力給地鐵車輛運(yùn)行的軌道造成一些不良影響，從而有效地保障地鐵車輛運(yùn)行的安全性、可靠性。其次，應(yīng)對地鐵車輛簧的剛度值以及阻尼等系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，尤其是車輛在垂向振動(dòng)下以及軌道作用力與轉(zhuǎn)向掛件的彈簧裝置設(shè)置時(shí)，應(yīng)本著減小車輛運(yùn)行振動(dòng)的加速度值的原則選擇合理的參數(shù)，這樣才能有效地減少地鐵車輛車廂的振動(dòng)，給乘客帶來一定的舒適感，提升地鐵車輛運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。再次，應(yīng)對地鐵運(yùn)行的速度進(jìn)行調(diào)整，尤其是在一些轉(zhuǎn)外的軌道區(qū)域，為了避免因速度過快、輪軌應(yīng)力不集中等問題而引發(fā)的地鐵車輛運(yùn)行異常振動(dòng)問題，應(yīng)根據(jù)軌道的實(shí)際情況來對車輛的行駛速度進(jìn)行調(diào)整，切實(shí)有效的降低地鐵車輛運(yùn)行的異常振動(dòng)現(xiàn)象，從而提高地鐵車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平在不斷提升，對交通質(zhì)量的要求也越來越高，尤其是地鐵車輛運(yùn)行的舒適性、安全性等，這也將成為人們重點(diǎn)關(guān)注的問題。通過大量的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，地鐵車輛在日常運(yùn)行的過程中，異常振動(dòng)的現(xiàn)象屢見不鮮，對此應(yīng)展開全面的分析。通過文章對地鐵車輛振動(dòng)異常問題的探討，作者結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，主要對地鐵車輛振動(dòng)異常的主要來源、引發(fā)振動(dòng)異常的主要因素等進(jìn)行剖析，同時(shí)，也提出了對地鐵軌道以及車輛自身等兩方面的改進(jìn)措施，希望文章的分析可以引起相關(guān)部門對地鐵車輛振動(dòng)異常問題的重視，以進(jìn)一步確保地鐵車輛運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]張華超，張小棟，曹廣忠.路況與地鐵車輛振動(dòng)關(guān)系的測試分析研究[J].中國測試，2011，12（3）：153-154.

[2]向俊.機(jī)車車輛隨機(jī)振動(dòng)分析的有限單元法研究[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)， 2014，12（4）：114-115.

[3]余志杭，張玉紅，戚雙星，等.軌道交通荷載模擬研究現(xiàn)狀分析[J].佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，3（1）：104-105.

[4]劉衛(wèi)豐，劉維寧，袁揚(yáng)，等.地鐵列車與道路車輛運(yùn)行對環(huán)境的振動(dòng)影響現(xiàn)場測試與分析[J].鐵道學(xué)報(bào)，2013，11（5）：115-116.

[5]李磊，張斌，戶文成，等.地鐵振動(dòng)測試中譜圖異?，F(xiàn)象的力學(xué)根源分析[J]. 振動(dòng)、測試與診斷，2012，14（5）：224-225.