地铁车辆-轨道-高架箱梁桥耦合动力学及扣件参数敏感性分析
仇培云1，陈志辉2,3
（1. 广州地铁建设管理有限公司，广州 510330； 2. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室，成都 611756；3. 中铁二院工程集团有限责任公司科学技术研究院， 成都 610031）
摘要：为揭示地铁高架箱梁桥段车辆–轨道–桥梁耦合动力学机理并量化扣件参数对振动响应的影响，建立地铁A型车辆–无砟轨道–32 m空心简支箱梁桥耦合动力学模型。车辆子系统采用多体动力学，轨道与桥梁子系统采用有限元法，轮轨力与扣件力由非线性接触关系计算，引入美国五级轨道不平顺谱作为激励，基于Lagrange方程建立运动方程并采用Newmark–β方法求解时域响应；在120 km/h工况下对扣件刚度（10–40 kN/mm）与阻尼（20–50 kN·s/m）进行敏感性分析。结果表明，耦合效应与不平顺激励显著放大系统响应；扣件刚度增大使车体垂向加速度由0.13 m/s²增至0.18 m/s²、轮轨垂向力由62.80 kN增至71.20 kN，钢轨与桥梁振动增强；增大扣件阻尼可有效减振，钢轨垂向加速度最大降幅达64%，桥梁位移与加速度响应明显降低。综合车辆响应、轮轨作用与桥梁响应控制，扣件刚度宜取20–30 kN/mm、阻尼宜取30–40 kN·s/m，可为地铁高架桥段扣件参数选型与振动控制提供定量依据。
关键词：地铁；车–轨–桥耦合动力学；扣件参数敏感性；扣件参数；刚度与阻尼；振动响应
中图分类号: U234 文献标识码: A DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.202510310006