ГОСТ Р ИСО 2017-2-2011 Вибрация и удар. Упругие системы крепления. Часть 2. Технические данные для применения систем виброизоляции для железнодорожного транспорта

     4 Вибрация железнодорожного транспорта

Существует несколько механизмов возникновения вибрации и передачи ее в окружающую среду при прохождении рельсовых транспортных средств, но все они связаны с взаимодействием транспортного средства и рельсового пути.

Транспортное средство создает перемещающуюся по рельсовому пути нагрузку. Если бы жесткость опоры рельсового пути была неизменной на всем его протяжении, то указанная нагрузка имела бы статический характер, и проблема (при условии движения транспортного средства со скоростью, не превышающей скорости распространения волн в рельсах и грунте) состояла бы только в обеспечении способности рельсового пути выдержать эту нагрузку.

На практике, однако, рельсы крепят к опоре (обычно к шпалам, уложенным на слой балласта) через некоторые промежутки. В таком случае жесткость опоры вдоль рельсового пути не будет постоянной.

Во время прохождения поезда устройства крепления рельса испытывают кратковременные нагрузки, при этом период между приложениями нагрузки зависит от скорости движения транспортного средства, расстояния между его колесными осями и расстояний между устройствами крепления. По типу возбуждения вибрацию такого рода можно считать параметрической, поскольку она обусловлена изменением жесткости в области контакта колеса с рельсовой опорой.

Измерения вибрации на наземных устройствах рельсового пути показывают наличие в частотном спектре пиков на частотах прохождения шпал и частотах прохождения колесных осей.

Вибрация грунта, связанная с дискретностью установки устройств крепления, сосредоточена преимущественно в области ниже 80 Гц (зависит от скорости движения транспортного средства).

Другой механизм возникновения вибрации обусловлен неровностями поверхностей рельса и контактирующих с ним колес по причине либо производственных допусков, либо износа в процессе эксплуатации. На колесах могут быть выбоины, образующиеся в процессе торможения транспортного средства. На поверхности рельса может наблюдаться волнистость. Дефекты колеса или рельса в области их контакта вызывают ускоренное движение неподрессоренной массы (колесной пары), т.е. появление вибрационной силы.

Вибрация, обусловленная дефектами поверхности колеса и рельса, имеет случайную природу. Существуют устройства, измеряющие отклонение формы рельса от идеальной поверхности в диапазоне пространственных частот от 5 мм до 2,5 м. Такое отклонение является случайной функцией пространственной координаты.

Вибрация ударного типа возникает вследствие изломов или стыков в рельсовых соединениях, на стрелочных переводах, на пересечениях путей. Этот механизм возникновения вибрации определяет высокочастотную область спектра и переизлученный шум, играющий особо важную роль для подземных транспортных средств.

Вибрация появляется также при ускоренном (замедленном) движении транспортного средства, при его прохождении закругленного участка пути вследствие поперечных колебаний колесной тележки. Ударные воздействия вызывают динамический отклик транспортного средства, например, в виде изгибных колебаний вагонов.