Page 279 - 《振动工程学报》2025年第8期

第 8 期 陈兆玮，等： 桥墩沉降下山地齿轨车辆基本振动特性 1919

图 22 和 23 分别为双墩不均匀沉降下齿轨车辆
垂、纵向加速度及其振动频谱。由图 22 和 23 可知，
该工况与桥墩均匀沉降下车体垂、纵向加速度最大
值基本相同，出现在桥墩沉降量最大的桥墩附近，
垂、纵向加速度振动主频分别位于 1~2 Hz 之间和
8~9 Hz 之间，与上文研究结论基本一致。

图 24 车体垂向加速度
Fig. 24 Vertical acceleration of vehicle

图 22 双墩不均匀沉降下车体垂、纵向加速度
Fig. 22 Vertical and longitudinal acceleration of vehicle
under uneven settlement of double piers

图 25 车体纵向加速度
Fig. 25 Longitudinal acceleration of vehicle

墩沉降工况，最大纵向加速度达双墩沉降的 155%。

6 结论与展望

本文基于列车‑轨道‑桥梁动力相互作用理论，
建立车辆‑齿轨（轨道）‑桥梁耦合动力学模型，并通
图 23 双墩不均匀沉降下车体垂、纵向加速度振动频谱 过该模型探究桥墩沉降下齿轨‑桥梁系统的基本振
Fig. 23 Vibration spectrum of vertical and longitudinal
动特性，讨论桥墩沉降给齿轨铁路系统带来的影响，
acceleration of vehicle under uneven settlement of
根据研究得出以下结论：
double piers
（1） 桥墩沉降对齿轨车辆、轮对和齿轮‑齿轨啮
合系统的振动特性有很大影响，在较大沉降量下，车
体垂、纵向加速度明显增大，最大增幅可达 320%。
5 不同类型桥墩沉降对齿轨车辆基本 由于齿轨车辆垂、纵向振动主要来源于齿轮与齿轨

振动特性的影响 啮合系统，因此建议通过提高齿轮‑齿轨啮合稳定性
来减小齿轨车辆振动。
为比较不同类型桥墩沉降对齿轨车辆基本振动 （2） 当桥墩沉降量较大时，齿轮‑齿轨啮合情况
特性的影响规律，本节对比了不同沉降类型、相同沉 明显恶化，上述 3 种桥墩沉降形式下，当沉降量达
降工况下（坡度为 250‰，沉降量为 10 mm）的齿轨 6 mm 时，由于齿轮偏移量较大，齿轮‑齿轨开始出现
车辆振动特性变化。 脱啮问题，动态传递误差迅速增大，啮合频率增大，
图 24 和 25 分别为不同沉降工况下齿轨车辆垂、 进而导致噪声和振动加剧。
纵向加速度。对于车体垂向加速度而言，均在桥墩 （3） 单墩沉降工况与双墩沉降工况对齿轨‑桥
沉降位置处发生较大波动，其幅值相差较小，双墩沉 梁系统基本振动特性的影响基本一致，但需注意在
降工况略高于单墩沉降工况；但在单墩沉降工况下， 沉降量均较大时，相比双墩沉降工况，单墩沉降工况
车体纵向加速度波动范围较大，幅值也明显高于双 对齿轨车辆系统振动的影响更为显著，其纵向加速