автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Совершенствование способов борьбы с вибрацией, передаваемой от железнодорожного пути на тоннель метрополитена

ЙШТР^'КЧ

На правах рукописи

НАУМОВ Борис Владнмнленович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ БОРЬБЫ С ВИБРАЦИЕЙ, ПЕРЕДАВАЕМОЙ ОТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ НА ТОННЕЛЬ МЕТРОПОЛИТЕНА

Специальность 05.22.06 - Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт - Петербург 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» (ПГУПС) на кафедре «Промышленный и городской транспорт».

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Защита состоится «

ДУДКИН Евгений Павлович, доктор технических наук, профессор КУРВАЦКИЙ Евгений Николаевич, доктор технических наук, профессор КУРНАВИН Сергей Александрович, кандидат технических наук

ЗАО «ПромтрансНИИпроект»

20

г. в

часов на заседании

диссертационного ученого совета Д218.008.03 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9, ауд._.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан «_»_2005 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах просим направлять по адресу университета на имя ученого секретаря совета.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., доцент Л.С. Блажко

мт

Общая характеристика диссертационной работы

Актуальность исследования. Переход строительного и транспортного комплексов в условия современной экономики поставил перед ними новые задачи. Потребность в ускоренном и экономически эффективном развитии городской транспортной сети, необходимо удовлетворять при условии, возросших цен на землю, особенно в близи метро, и с учетом высоких требований собственников квартир (в отличие от жильцов прежних времен) к комфорту проживания без шума и вибраций. Строительство экономически оптимального метрополитена мелкого заложения позволяет сегодня выполнить только одно из двух условий - если приоритетен комфорт жителей, то необходима большая техническая зона вокруг линии метрополитена, исключаемая из жилищного (а часто и коммерческого) строительства, но обеспечивающая постепенное затухание вибраций в грунтах. Другие ныне существующие средства виброзащиты в метрополитене не обеспечивают эффективную защиту зданий и сооружений, поскольку либо малоэффективны, либо слишком дороги в сооружении и обслуживании.

В связи с этим, актуальными являются исследования, направленные на совершенствование способов борьбы с вибрациями, генерируемыми метрополитеном.

Цель исследования состоит в разработке научно обоснованного подхода к созданию высокоэффективных виброзащитных конструкций пути метрополитена, построенного на изучении влияния технических параметров конструкций пути на их функциональные и эксплуатационные характеристики.

Методы исследования. В работе использованы основные положения теоретической механики, теории базирования, строительной механики, теории механизмов и машин, теории решения изобретательских задач, а также ряд математических методов расчетов, таких как метод конечных элементов и метод разложения в ряд Фурье.

Научная новизна работы характеризуется следующими результатами:

1. Предложена классификация виброзащитных конструкций пути;

2. Разработан научно-обоснованный подход к системе базирования элементов конструкции верхнего строения пути;

3. Создана математическая модель верхнего строения пути учитывающая особенности работы пути низкой жесткости;

4. Определены конструктивные и функциональные параметры ряда конструкций пути, реализующих способ виброзащиты с использованием пути низкой жесткости.

Практическая ценность. Разработанные в диссертации подходы и способы позволяют создать целый ряд высокоэффективных конструкций пути повышающих экономический эффект [гщ, ЙЩДОэ»&ЖЙАяТСТВе

БИБЛИОТЕКА I СПетерОдоЗ ! 09 '

метрополитенов и защищающих людей и сооружения, расположенные над действующими линиями метрополитена, от низкочастотных вибраций.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы ГУП «Московский метрополитен» для защиты от вибраций зданий Государственного музея изобразительных искусств им. A.C. Пушкина. Отдельные результаты работы используются группой компаний «АБВ» Москва для создания новых конструкций пути метрополитенов.

Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения:

- Классификация виброзащитных конструкций пути и обоснование оптимальных параметров конструкции по эксплуатационным и виброзащитным критериям;

- Новый подход к базированию элементов верхнего строения пути и обоснование технической возможности создания пути низкой жесткости;

- Разработка и экспериментальная проверка математической модели нового типа пути низкой жесткости, позволяющей создавать виброзащитные конструкции пути с заданными свойствами. Апробация результатов. Основные положения диссертации

докладывались на научно-технических конференциях: симпозиуме «Шум и вибрация на транспорте 2004» Санкт-Петербург 2004 и международной конференции «Проблемы промышленного и городского транспорта» 3-4 февраля 2005г. ПГУПС, заседаниях кафедры «Промышленный и городской транспорт» ПГУПС, 2004 г., 2005 г.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает в себя введение, четыре главы, заключение и изложена на 136 страницах машинописного текста, в том числе 9 таблиц, 68 рисунков. Список использованных источников насчитывает 136 наименований.

Основное содержание диссертации

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, определена цель работы, ее научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проанализированы исследования влияния параметров пути метрополитена на генерируемые им вибрации, рассмотрены предлагаемые на основании этих исследований средства борьбы с вибрациями, сформулированы задачи, условия их решения. Выбраны методы и алгоритм исследований.

Создание виброзащитных конструкций пути является сложной технической и научной задачей, над которой работал широкий круг специалистов.

Благодаря работам отечественных и зарубежных специалистов созданы и проанализированы многочисленные варианты виброзащитных конструкций ВСП и разработаны основные критерии, позволяющие оценивать эти конструкции и предсказывать эффект от их внедрения. Среди авторов этих работ: Н.И. Ананьев, А. Багдасаров, В.Ф. Барабошин, Г.В. Бутаков, Г. Векслер, М.Ф. Вериго, А. Глонти, А. Горст, А.Н. Грановский, B.C. Гусев, М.А. Дашевский, И. Дорман, Б.А. Евдокимов, О.П. Ершков, В.Н. Жильцов, Е.В. Жильцов, А. Звягинцев, В.А. Ильичев, Б.Л. Катамаин, С.И. Клинов, А.Я. Коган, H.A. Костарев, Н.Д. Кравченко, В. Кремер, E.H. Курбацкий, С.А. Курнавин, B.C. Лысюк, С.А. Махортых, Г. Мрочек, A.B. Переслегин, O.K. Перфильев, В.В. Пономарев, С.А. Рыбак, Г.М. Шахунянц, A.P.de Man, Barry Murray, Tim M., Marks Ingo Baumann, С. Esveld, Н.Е.М. Hunt, G. Leykauf, V.L. Markine, Hideuki Takai, Kuhlemeyer R.B., Lysmer J., Masao Uchida, Michael A. Bellmann, P. Carels, David Roberts, Reinhard Weber, M.F.M. Hussein, S Jovanovic, Shigeru Miura, Volker Meliert, Yasto Fukada.

Особый вклад в создание современных виброзащитных конструкций пути метрополитена и методик их расчета и оценки внесли Дашевский М.А., Костарев С.А., Кравченко Н.Д., Курбацкий E.H., Курнавин С.А.

Комплексные теоретические и экспериментальные исследования проводились и проводятся многими научными организациями: ВНИИЖТ, МИИТ, ЦНИИС, ЦНИИСК, НИИОСП.

Большинство этих работ посвящено виброизоляции за счет повышения массы подрельсового основания.

Значительный вклад в развитие виброзащитных систем с малой массой подрельсового основания внес Грановский А.Н., который изучил эффективность виброгашения за счет снижения жесткости пути с точки зрения виброзащиты и точно определил ограничения, не позволяющие реализовать этот эффект в конструкциях пути метрополитена.

В части работы, посвященной базированию элементов ВСП, автор основывался на работах по теории базирования Балакшина Б.С., Колесова А.Н.

В части теории колебаний в диссертации использованы положения освещенные в работах Асташева В.К., Бабицкого В.И., Балакшина О.Б., Блехмана И.И, Генкина М.Д., Турецкого В.В., Диментберга Ф.М., Колесникова К.С., Фролова К.В.

Созданные за многие годы конструкции разделены в диссертации на несколько групп по материалу основания пути, по количеству рельсовых опор подрельсового элемента, материалу подрельсовых опор и т.д. Выделены: балластные конструкции, безбалластные конструкции, конструкции с единичными рельсовыми опорами, путь с деревянными шпалами на бетонном основании, путь с деревянными шпальными коротышами на бетонном основании, путь на железобетонных блоках на

бетонном основании, путь с подкладками, прикрепленными непосредственно к путевому бетону, конструкции на бетонном основании с многоопорными подрельсовыми основаниями, конструкции с лежневыми основаниями, плитные подрельсовые основания, плитные основания с дискретными подрельсовыми опорами, плитные подрельсовые основания с непрерывно опертым рельсом.

Виброзащитные конструкции структурированы также, как и соответствующие им типовые конструкции. Оценена эффективность каждой конструкции, рассмотрены возможности и пути ее повышения

На основе многочисленных измерений, произведенных специалистами в различных странах, в работе определены превышения вибрациями санитарных норм, которые существуют на современных метрополитенах и борьба с которыми является главной задачей работы. Среди других задач диссертационной работы:

- Систематизировать особые условия эксплуатации характерные для метрополитена;

- Классифицировать возможные теоретически варианты виброзащиты;

- Обосновать технические требования к конструкции ВСП с точки зрения виброзащитных и эксплуатационных требований метрополитена;

- Разработать методологию проектирования рельсового пути на основе теории базирования;

- Разработать методы расчета эффективности виброзащиты обеспечиваемой конструкцией ВСП нового типа;

- Экспериментально подтвердить справедливость разработанных методов расчета и показать реальную эффективность новой виброзащитной конструкции пути метрополитена.

Во второй главе для создания полной классификации виброзащитных конструкций пути метрополитенов они проанализированы с точки зрения применяемых способов виброзащиты, ее эффективности и соответствия эксплутационным требованиям. Выявлено, что виброзащита осуществлялась двумя основными способами:

1. Виброгашения: снижения вибраций возникающих при взаимодействии пути и подвижного состава за счет снижения жесткости подрельсовых опор.

2. Виброизоляции: уменьшения вибраций передаваемых от рельса на лотковую часть тоннеля за счет снижения передаточной функции подрельсового основания. Это осуществляется путем уменьшения собственной частоты подрельсового основания увеличением его подрессоренной массы.

Способы являются альтернативными, и реализация в конструкции одного из них является требованием к ВСП с точки зрения виброзащиты.

Собраны и систематизированы эксплуатационные особенности метрополитена:

1. Обводненность тоннеля, загрязненность лотковой части тоннельной обделки и низкая освещенность тоннеля требуют расположения обслуживаемых узлов в верхней, освещенной части конструкции ВСП;

2. Необходимость быстрого восстановления движения при возникновении неисправностей требует легкодоступное™ всех элементов конструкции;

3. Условия безопасности требуют сооружения на станционных путях широкого водоотводного лотка 900 мм;

4. Применение безбалластного пути увеличивает эффект обратной волны рельса, которая стремится поднять рельс вверх и противодействие которой требует учета при проектировании ВСП ;

5. Ограничение прогиба рельса пятью миллиметрами лимитирует вертикальную жесткость подрельсового основания;

6. Высокие тяговые напряжения и токи, в случае их утечек на тоннельную обделку, вызывают электрокоррозию металлических элементов пути и тоннельной обделки и требуют эффективной электроизоляции рельсов;

7. Высокая интенсивность движения обуславливает ускоренный износ всех элементов ВСП и повышает требования к их долговечности;

8. Осуществление текущего содержания и ремонтов в короткие ночные «окна» существенно повышают стоимость эксплуатации, что, в свою очередь, требует максимальной надежности и долговечности конструкций.

9. Короткие ночные «окна» в движении поездов:

- Требуют поэтапной и высокопроизводительной технологии при монтаже и эксплуатации конструкций ВСП.

- Затрудняют переброску на ремонтируемый участок средств механизации и тяжелого инструмента, что требует конструкций пути, эксплуатируемых и ремонтируемых вручную с минимальным набором инструмента.

Продиктованные особенностями' эксплуатации требования в дальнейшем называются эксплуатационными требованиями

Требования виброзащиты и эксплуатационные требования в большинстве являются противоречивыми - улучшение одного ухудшает другое. Для точной постановки научной задачи и выявления основных технических противоречий в работе проведена полная классификация вариантов виброзащитных конструкций пути (рис. 1).

Выбор в работе проведен по каждому классификационному параметру: Выбор расположения упругого элемента (УЭ). В первую очередь, расположение виброизоляторов определяется п. 1, 2 эксплуатационных требований. Исходя из них, упругий элемент или часть конструкции, обеспечивающая доступ к нему, должны располагаться над шпалой рядом с рельсом, с наружной стороны колеи, чтобы обеспечить удобство наблюдения и замены.

Выбор типа УЭ. Выбранное расположение УЭ, а также требования п. 3 и 9, диктуют и его тип. С точки зрения удобства расположения и замены без механизации наиболее приемлемым является дискретный упругий элемент. Такие элементы разрабатывались для различных областей техники достаточно давно и потому обладают наиболее прогнозируемыми свойствами в области соотношения статической жесткости к динамической, упругости и демпфирования, линейности и нелинейности характеристик.

Выбор материала УЭ. Противоречие между лимитом вертикального перемещения рельса 5 мм и необходимостью снижать динамическую жесткость приводит к необходимости выбирать материал, у которого динамическая жесткость меньше или равна статической. Такими УЭ с равными динамическими и статическими жесткостями являются металлические и пневматические пружины (в диапазоне частот от 5 до 200 Гц). Эластомерные пружины имеют динамическую жесткость в 1,1....1,2 раза выше статической. Отечественные эластомерные (резиновые) листовые УЭ имеют это соотношение равным 2,5...3. Эластомерные зарубежные листовые материалы позволяют снизить это соотношение, но лишь до 1,5... 1,6.

Бескомпромиссным выбором являются стальные или пневматические пружины, однако с учетом требований п. 6, 7 и 8, не следует исключать из рассмотрения эластомерные пружины как более надежные, хотя и несколько менее эффективные.

Выбор линейности. Нелинейные упругие элементы, выполняемые из металла - путем навивки конических пружин или создания многопружинных схем; или полимеров - путем придания им различных форм и сочетанием сталь-полимер позволяют виброизоляторам одинаково эффективно работать при различных подрессоренных массах, и в условиях жестких ограничений по смещения'м изолируемых элементов по одной из координат или перекосам. Для метрополитена, где заполнение вагона меняет нагрузку на рельс в два раза, а прогиб рельса лимитирован п. 5, такие УЭ являются перспективными, однако сегодня их высокая цена и низкая надежность заставляют отдавать предпочтение линейным УЭ.

Выбор соотношения упругих и демпфирующих свойств. Зависимости эффективности виброизоляции от величины демпфирования, приводимые в различных работах, показывают, что, не изменяя части спектра частот, где виброзащитная конструкция эффективна, демпфирование снижает эту эффективность. С этой точки зрения выбор следует делать в пользу недемпфирующих упругих элементов. С точки зрения динамики демпфирование играет не столь однозначную роль, оберегая систему от резонансных явлений, и возможность его увеличения в упругом элементе целесообразно предусмотреть.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИБРОЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ

По расположению УЭ

По типу УЭ

По материалу УЭ

По линейности УЭ

По способу создания упругих свойств

По соотношению демпфирующих и упругих свойств УЭ

По подрессоренной массе

По количеству уровней УЭ размещенных в конструкции

^Под рельсом Под подкладкой | ► Под шпалой, рамой или лежнем Под бетонным путевым слоем Под щебнем

и

_ ► Листовой Р+- Линейный Дискретный

1:

Металлические (пружины, рессоры) Полимерные (резиновые и пластмассовые) Резинометаллические Пневматические

Линейные (жесткость постоянна на всём ходе деформации)

Нелинейные (жесткость зависит от величины деформации)

1

За счет деформации упругих частей УЭ (витки пружин, стенки эластичных цилиндров) За счет деформации массива УЭ (резиновые блоки, листы, ленты)

==+• Упругие

Упругодемпфирующие

1

Легкие - над УЭ расположены небольшие по массе элементы (рельс, подкладка, шпала) Тяжелые — над УЭ расположены массивные элементы (лежни, рамы, плитные основания)

Одноступенчатые Многоступенчатые

Рис. 1. Классификация виброзащитных конструкций верхнего строения

пути

Выбор деформаиии массива УЭ или отдельных его элементов. Освещен в разделе «Выбор материала», с которым он тесно связан.

Выбор массы основания. Требование увеличения массы подрельсового основания, располагающейся над УЭ, основано на рассмотрении виброизолирующего подрельсового основания как системы с одной степенью свободы, подвергающейся воздействию генерируемой вовне вибрации широкого спектра частот. В этом взгляде есть два допущения, которые необходимо уточнить.

Во-первых, вибрация генерируется, в основном, в контакте рельс- колесо и ВСП играет в ее генерации важнейшую роль. Снижая жесткость ВСП только за счет упругих элементов, располагаемых под массивным подрельсовым основанием, необходимо делать жесткими все другие стыки элементов ВСП, где традиционно располагались упругие элементы. Это приводит к ухудшению динамики взаимодействия рельс-колесо и к усилению генерации вибраций.

Во-вторых, при выделении ВСП в отдельный узел, подверженный внешним воздействиям, не учитывается масса неподрессоренных частей вагона, которая также присоединена к рельсу и участвует в колебаниях вместе с ВСП, составляя примерно 1/3 от массы подвижного состава. Таким образом, вместе с рельсом колеблется масса, составляющая около 1 т/м пути. В зоне, где генерируются основные колебания - близкорасположенные тележки соседних вагонов, эта цифра увеличивается до 1,33 т/м пути. С учетом этого менее значительными выглядят добавляемые, например, лежнем 0, 5 т/ на метр пути.

Масса плитных оснований колеблется от 1 до 3 т/метр пути. Это влияние значительно даже при учете вышеприведенных уточнений. Плитные основания не соответствуют многим эксплуатационным требованиям и их применение конструктивно сложно увязать с выбранным ранее оптимальным расположением УЭ в зоне рельса.

Предпочтение массивному основанию следует отдавать только в случаях, когда эффективности, достигаемой другими средствами, недостаточно. В остальных случаях легкие подрельсовые основания предпочтительней по эксплуатационным критериям.

Выбор количества ступеней виброзашиты. В случае разделения допустимого перемещения 5 мм на несколько стыков взаимные перемещения частей ВСП будут происходить в нескольких слоях и в каждом из них будут изнашиваться трущиеся детали, что противоречит требованиям по надежности и долговечности. Потому одноступенчатая система выглядит предпочтительной.

Выбранные конструктивные параметры, носят качественный характер, отвечая на вопрос: какой из вариантов лучше с точки зрения сформулированных требований. Далее в работе определяются

количественные параметры, необходимые для проектирования виброзащитной конструкции ВСП.

Для определения оптимальных жесткостных параметров конструкции ВСП в работе анализируются положительные и отрицательные последствия их изменений.

При снижении вертикальной жесткости пути отмечается снижение: собственной частоты ВСП и, как следствие, повышение эффективности виброизоляции; снижение ударного воздействия рельса на шпалу и, как следствие, на остальные части пути и тоннеля; снижение разницы в жесткости пути на шпалах и между ними и, как следствие, рост эффекта виброгашения; снижения напряжений в рельсе и нагрузки на каждую шпалу.

Последствия отрицательного характера зафиксированы только в конструкциях ВСП, где вертикальная жесткость напрямую связана с горизонтальной. Именно этим, а не снижением вертикальной жесткости определяется отрицательный эффект.

Таким образом, вертикальная жесткость является не оптимизируемым параметром, поскольку с ее уменьшением все показатели улучшаются, а параметром, регламентируемым эксплуатационными требованиями.

Определение нагрузок, действующих на опору, и величины требуемой вертикальной жесткости опоры для обеспечения прогиба рельса 5 мм проведено по созданной расчетной схеме верхнего строения пути с подрельсовыми опорами низкой жесткости методом конечных элементов. Рельс рассмотрен как балка на линейно упругих дискретных опорах. Поездная нагрузка принята -15 т/ось по схеме нагрузки от вагона метрополитена.

Расчет дал следующие результаты для рельса Р50:

Статическая жесткость подрельсовой опоры 0,4 т/мм;

Статическая нагрузка, действующая на опору 2 т.

Характер распределения нагрузок и прогиба рельса показан на рис. 2.

Нагрузка, т — - Прогиб рельса, мм

Рис 2. Кривые прогиба рельса и распределения нагрузки

При снижении горизонтальной жесткости опоры в продольном и поперечном направлениях происходит уширение колеи и изменение подуклонки рельса; возникают дополнительные напряжения в рельсе; происходит угон рельса. Все это ухудшает качество пути однако в то же время снижается нагрузка на каждую шпалу за счет се распределения между большим количеством шпал, что повышает долговечность шпал.

В работах Н.Д. Кравченко приводится расчет оптимальной жесткости скрепления для метрополитена в горизонтальном направлении, которая рекомендована - 25 кН/мм при нагрузках в 20 - 40 кН.

Расчет напряжений в рельсе проводился по созданной ранее расчетной схеме методом конечных элементов и дал результат 65,6 МПа, что существенно ниже допустимого. Расчеты показали, что напряжения несколько снижаются по мере снижения в расчете вертикальной жесткости подрельсовых опор.

На основании проведенных исследований и расчетов в работе создан следующий эталон виброзащитной конструкции ВСП:

легкая, одноступенчатая, с нелинейным УЭ, расположенным рядом с рельсом с наружной стороны колеи, выполненным в виде стальной или полимерной пружины с возможностью добавления демпфера.

Жесткость скрепления в вертикальном направлении 4 кН/мм при использовании рельса Р-50. В горизонтальном поперечном направлении жесткость скрепления - 25 кН/мм, с возможностью увеличения. В продольном направлении усилие сдвига рельса должно составлять 0,6 кН, как в типовых клеммных скреплениях.

В третьей главе проведено научное обоснование возможности создания конструкции с оптимальными параметрами и проведен прогнозный расчет эффективности этой конструкции. Создана комплексная математическая модель взаимодействия вагона метрополитена и пути при движении в прямых и кривых учитывающая особенности конструкции пути низкой жесткости и позволяющая определить динамические силы и ускорения, передающиеся на лотковую часть тоннеля. Выполнена расчетная оценка динамической нагруженности ВСП, подтвердившая снижение вибраций при использовании пути низкой жесткости.

Технические противоречия, мешающие реализации оптимальной конструкции ВСП, могут быть сформулированы следующим образом.

Снижение вертикальной жесткости в подавляющем большинстве конструкций ВСП приводит к снижению горизонтальной жесткости, что является недопустимым. В оптимальной конструкции подвешенные элементы ВСП, должны свободно перемещаться на 5 мм по вертикали и при этом должны быть ограничены в перемещениях вдоль горизонтальных осей, то есть перемещаться по каким-то направляющим, обеспечивающим ширину колеи и ее расположение относительно тоннеля. Эти большие

перемещения, к тому же осуществляемые с высокой интенсивностью (около 4млн. перемещений в год), не должны приводить к износу направляющих, по которым перемещаются элементы ВСП.

С целью решения противоречий, в работе проведен структурный анализ ВСП для обеспечения возможности приложения к задаче теории базирования разработанной и широко применяемой в других областях техники.

В общем случае в состав конструкции ВСП входят следующие элементы: рельс, рельсовое скрепление, распределяющий элемент (РЭ), дополнительный распределяющий элемент, основание пути, сооружения, упругий элемент (УЭ).

Каждый элемент конструкции пути, изначально обладает шестью степенями свободы - он может вращаться вокруг трех взаимно перпендикулярных осей и перемещаться вдоль них.

Базирование или процесс лишения тела степеней свободы предполагает выбор поверхностей и сочетаний поверхностей, которые используются для базирования, т.е. выбор баз. Выделяют установочную базу - лишает тело Зх степеней свободы - одного перемещения и двух вращений, направляющую базу - лишает тело одного перемещения и одного вращения и опорную базу лишает одного перемещения. Кроме того, применяются двойная направляющая база - лишает тело двух перемещений и двух вращений и двойная опорная, лимитирующая два перемещения. Комплект баз - это совокупность баз, однозначно определяющая положение тела в пространстве.

Рассматривая с этой точки зрения ВСП отметим, что рельс забазирован, удерживаясь: от вертикального перемещения и поворота вокруг горизонтальных осей - опиранием подошвы на подкладку скрепления или непосредственно на подрельсовую площадку распределяющего элемента. Это его установочная база.

От смещения в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси рельса, и от поворота вокруг вертикальной оси - упором в реборды скрепления или распределяющего элемента. Это - направляющая база.

От перемещения вдоль своей оси - силой трения в скреплении или в специальных противоугонах, опирающихся на боковые поверхности распределяющего элемента - опорная база.

Схема базирования распределяющего элемента подобна схеме базирования рельса.

Подкладка, закрепляемая на шурупах, болтах или костылях, вместо направляющей базы использует двойную опорную, реализованную отверстием в подкладке и одним из шурупов и опорную, реализованную другими отверстием - шурупом. Схемы базирования трех этих элементов показаны на рисунке 3.

Рис 3. Схема базирования элементов типовой конструкции ВСП

Поверхности элементов ВСП, которыми они стыкуются друг с другом, являются базовыми.

Если вместо жестких опор - баз, обозначенных конусами на рис. 3, появятся пружины - это приведет к двум последствиям:

Установочная база, ограничивающая элемент конструкции в перемещении по вертикали и поворотах вокруг горизонтальных осей, при преобразовании базовых опор в упругие, предоставит ему свободу перемещения сразу по трем координатам. Полезным является вертикальное перемещение, а поворот вокруг горизонтальной оси, параллельной оси рельса, приводит к нарушению геометрии пути.

Направляющая база выражена двумя точками. При снижении жесткости установочной базы и начале перемещения элемента на 5 мм под нагрузкой, одновременно возникает скольжение этого элемента по направляющей базе, что приводит к износу элемента или базовых поверхностей направляющей базы и нарушению геометрии пути.

Особенно явно последствия первого типа проявляются при снижении жесткости баз рельса или малоразмерных РЭ (шпалы, полушпалки), поскольку малые расстояния между базовыми опорами приводят к большим углам вредных поворотов.

Последствия второго типа более опасны в случаях введения УЭ под массивные части: такие, как крупноразмерные РЭ (лежни, рамы) или основания (плиты), поскольку большая масса подвижных частей создает высокие контактные напряжения на базовых поверхностях направляющей базы, тем самым увеличивая силу трения и износ.

Попытки борьбы с вредными последствиями, описанные в ряде работ не привели к существенным результатам и не позволили размещать в стыках элементов конструкции ВСП УЭ низкой жесткости таким образом, чтобы это не приводило к значительному ухудшению точности и долговечности базирования и, как следствие, к расстройству пути.

В то же время теория базирования позволяет провести анализ и выбрать схему базирования, не обладающую вышеуказанными недостатками.

Поскольку основным условием искомого базирования является независимость перемещения в вертикальном направлении от других перемещений, то вертикальное перемещение в новой схеме должно быть ограничено отдельной опорной базой.

Для снижения износа в направляющей базе необходимо уменьшить взаимное перемещение элемента и ответной базирующей поверхности. Уменьшение перемещений в механических системах осуществляется использованием рычага - одноплечего или двуплечего. Ось поворота рычага должна в этом случае стать одной из баз элемента ВСП. Ось в качестве базы согласно теории базирования, реализуется в виде двойной направляющей базы лишающей тело четырех степеней свободы.

Согласно правилам базирования, первоначально вводится база лишающая тело максимального количества степеней свободы. При сформулированной необходимости забазировать ось, решение - это двойная направляющая база которая лишает элемент поворотов вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оси рельса, и вертикальной оси, а также перемещений по вертикали и вдоль горизонтальной оси, перпендикулярной рельсу. Выбор именно этого набора направлений обоснован в работе. Перемещения вдоль оси рельса и поворот элемента вокруг оси рычага ограничиваются двумя опорными базами - одна из которых достаточно просто реализуется в торце оси поворота, а другая должна стать упругой опорой на пути вертикального перемещения элемента ВСП. Для этого необходимо компоновочно разместить двойную направляющую базу таким образом относительно элемента ВСП, чтобы горизонтальное перемещение его при вращении было пренебрежимо мало, по сравнению с вертикальным. Новая схема базирования показана на рис. 4.

Созданная схема базирования позволила конструкторам отдельно проектировать жесткость элементов ВСП по различным направлениям в очень широком диапазоне - чем открывает новые возможности для увеличения долговечности ВСП, его надежности и бескомпромиссного улучшения его эксплуатационных параметров. В первую очередь эти возможности были направлены на создание рельсового скрепления как наиболее доступного для обслуживания элемента ВСП.

Обоснование возможности создания пути низкой жесткости не обладающего традиционными недостатками сделало целесообразным анализ эффективности снижения жесткости скрепления с точки зрения виброзащитных функций ВСП. В работе проведен комплекс оценочных расчетов по методике, созданной Курбацким E.H. и Курнавиным С.А., с использованием программы ранее применявшейся для оценки конструкций ВСП с большими массами (лежней, плит и т.д.). Поскольку новая схема базирования позволяет считать конструкцию линейной с точки зрения вертикальных упругих перемещений, в расчетной модели было учтено радикальное снижение жесткости в стыке скрепление - РЭ. Оценочный расчет показал, что, начиная с частоты 31,5 Гц, виброизолирующее скрепление позволяет снизить усилия от колеса на рельс и существенно, -на 15 - 40дБ снизить колебания, передаваемые от рельса на тоннельную обделку (рис. 5). Проведенные оценки влияния жесткости УЭ подрельсовых опор на виброзащитные характеристики ВСП позволяют сделать вывод, что снижение жесткости данного стыка элементов ВСП приводит к снижению передаваемых колебаний в достаточно широком диапазоне жесткостей.

90 -

N

50

800

400

Жесткость опоры, кг/мм

Частота 31,5 Гц — ■ Частота 63 Гц

200

Рис 5. Зависимость уровней колебаний тоннеля от жесткости подрельсовой опоры

Таким образом, в работе обоснована и возможность и целесообразность создания ВСП с подрельсовыми опорами низкой жесткости в соответствии с ранее сформулированными техническими требованиями, что явилось основанием для начала конструкторской разработки.

На этапе проектирования осуществлен выбор основных размеров узлов, исходя из прочностных параметров и габаритов приближения строений, оборудования и подвижного состава метрополитена по ГОСТ 23961-80.

В рамках очерченного габарита удаленность оси поворота скрепления от рельса ограничивается:

- металлоемкостью конструкции - чем дальше ось, тем больше размер и масса конструкции скрепления

- расстоянием от рельса до водоотводного лотка, поскольку прикреплять какие либо элементы конструкции к шпале, висящей над лотком, недопустимо.

В то же время, увеличение расстояния от рельса до оси уменьшает износ поверхностей двойной направляющей базы - шарнира.

Аналитические и графические способы позволили определить, что подуклонка рельса остается в допуске при вертикальном перемещении головки рельса на 5 мм в случаях вращения его относительно оси, удаленной от оси рельса не менее чем на 170 мм. Это определяет минимальный габарит конструкции со стороны оси пути.

Удаленность от рельса УЭ, расположенного с наружной стороны колеи, ограничена габаритом приближения конструкций контактного рельса. При компоновке конструкции упругий элемент, вынесенный из-под рельса, позволяет использовать габаритные в- осевом типы упругих элементов, в том числе и витые пружины, добиваясь при этом оптимальных соотношений свободной и сжатых высот. Общая высота УЭ лимитируется габаритом приближения контактного рельса по ГОСТ 23961- 80.

Одна из конструкций, созданных на основе новой схемы базирования скрепления, приведена на рис. 6.

Изменением плеч от шарнира до рельса и до упругого элемента можно в процессе конструирования регулировать жесткость упругого элемента в сочетании с жесткостью подрельсовой опоры в целом - что дополнительно расширило выбор упругих элементов.

Конструкция обеспечивает соблюдение всех допусков на параметры пути и способна обеспечивать необходимые жесткость пути и нагрузочную способность.

Проверочный силовой расчет конструкции проводился на модели созданной в расчетной программе Космос - Воркс. В качестве силового воздействия принималась нагрузка в 50 кН, приложенная к рельсу под углом 30° от вертикали.

Расчет подтвердил отсутствие опасных напряжений в конструкции.

Рис. 6. Созданная конструкция рельсового скрепления

Таким образом, обоснована техническая возможность конструкции ВСП, обеспечивающей многократное снижение вертикальной жесткости пути без нарушения его эксплуатационных и прочностных характеристик и создана конструкция рельсового скрепления, реализующая эту возможность.

Поскольку новые элементы конструкции ВСП существенно отличаются по своим динамическим характеристикам от типовых конструкций в работе создана математическая модель нового скрепления которая включена в общую модель взаимодействия пути и подвижного состава. Она позволила определять расчетным путем величины виброускорений, которые передаются на лотковую часть тоннеля от прохода подвижного состава метрополитена по набору типовых неровностей рельса (который можно менять) при применении новых рельсовых скреплений. Разработанная модель стала дополнением программного комплекса г

ШЮУЫА который прекрасно зарекомендовал себя при расчетах динамики вагонов и их подвески и уже располагал математической моделью движения одиночного вагона метрополитена. Однако подрельсовое )

основание в ней прежде учитывалось в общем виде. Проведенная в диссертации детализация динамики подрельсового основания позволила получить комплексную математическую модель возникновения и распространения колебаний - и тем самым решить задачу прогнозных расчетов эффективности виброзащиты.

В модели движения экипажа рельсовый путь описывается четырьмя участками (твердыми телами с приведенной массой), расположенными под каждой колесной парой (рис. 7). Каждый участок пути состоит из трех твердых тел - двух участков рельсов и участка подрельсового основания, имеющих по три степени свободы: вертикальное перемещение, поперечное перемещение и поворот вокруг продольной оси.

Рис. 7. Модель участка пути, расположенного под каждой колесной парой

Между рельсами и подрельсовым основанием расположены упруго-диссипативные элементы, моделирующие рельсовое скрепление, а подрельсовое основание жестко связано с отсчетной системой координат (жесткий базис движущийся вдоль оси пути).

Далее изложены дополнения, которые были введены в математическую модель движения вагона метрополитена для описания колебаний участка рельса.

Построение математической модели производилось в неподвижной системе координат, заданной ортами i, j, к (ось i направлена вдоль оси пути, ось к - вниз, ось j получается направленной вправо при взгляде вдоль направления движения).

Движение экипажа задавалось путем введения отсчетной системы координат i0, j0, к0, которая перемещается вдоль оси пути с постоянной скоростью. Радиус-вектор, который описывает движение центра отсчетной системы координат:

а тензор, который описывает ее поворот:

Ра (вк) = cos 0(t) Е + (l - cos 0(t к + sin 9 (t)к x E,

где /?0у(г), - известные функции времени, описывающие

профиль пути (прямая, кривая переменной кривизны); Е - единичный тензор.

Положение участка рельса (с приведенной массой М) относительно отсчетной системы координат задано радиус-вектором:

^с ~ ^со + К >

где /?со - начальное положение центра масс участка рельса,

лс.=До+£>ИК„;

гсо - положение центра масс участка рельса относительно отсчетной системы координат в начальный момент времени;

Я = д, + гЛ0 - смещение центра масс рельса относительно начального положения при движении (| у |<< 1, | г |<< 1);

у, г - обобщенные координаты, описывающие движение участка рельса

и тензором поворота (с учетом малости угла поворота б)\ Р{то) = Е+тохЕ.

Таким образом, участок рельса имеет три степени свободы: у, г -поперечное и вертикальное перемещение, г? - угол поворота вокруг продольной оси.

При движении рельса относительно отсчетной системы координат возникают силы реакции в упругих и диссипативных связях. Кроме того, на рельс действуют силы со стороны колеса (нормальная реакция и силы крипа), которые задаются своими выражениями в системе координат /с, Ус, кс, жестко связанной с рельсом. Таким образом, силы, действующие на участок рельса, в общем случае записываются выражением:

где ^, Ег - поперечная и вертикальная компоненты сил в упругих и диссипативных связях (относительно отсчетной системы координат);

¥'у", - поперечная и вертикальная компоненты сил в контакте колесо - рельс (относительно системы координат, связанной с рельсом).

Выражения сил /гу, ^ зависят от модели рельсового скрепления, а силы

Г*, Г1™ определяются по специальному алгоритму по теории Калкера.

Точка приложения сил в контакте колесо - рельс в системе координат, связанной с рельсом, задается радиус-вектором:

Таким образом, силы в контакте колесо-рельс создают момент относительно центра масс рельса. С учетом реакции связей момент в общем виде записывается:

В общем виде уравнения движения участка рельса имеют вид:

мк = ^

с

(1-со)'=м' где ¿ = Л0,

|'0 - тензор инерции участка рельса;

3 - массовый момент инерции участка рельса вокруг продольной оси; со = г?10 + в к - угловая скорость участка рельса.

Опуская промежуточные выкладки, уравнения движения рельса для стандартного рельсового скрепления (рис. 8) записываются в виде:

'^íy = Fy + F™-F™#-Fl{t)

. М^Р. + ^+Р,"* (1)

= у^ -+ Мв где /■) (г) - силы инерции, действующие на участок рельса при движении отсчетной системы координат,

/=;(0=——(я„ +{Ц0ше(1 + 2со*0)+{Цв1со*в(1+2созв) + Щв$те(1-2ввте)); сое в * "

- сила реакции упругих и диссипативных связей в поперечном

направлении, ^ = -Ьу - < . . , , ;

' '' \сгА + с}1(у-А),стёё Ы>Д

= -¿г-с,г - сила реакции упругих и диссипативных связей в вертикальном направлении (обозначения параметров приведены на рис. 7); Мв = -с0г? - момент реакции упругой связи вокруг продольной оси; {£,} - половина расстояния между центрами масс участков рельсов принимается положительной для правого рельса, отрицательной для левого.

Рис. 8. Модель рельсового скрепления с «плавающей» установкой рельсов

Для нового рельсового скрепления (рис. 9) первые два уравнения (1) сохраняются, а уравнение для угла поворота (третье) преобразуется в уравнение связи:

Мг^^ + ^+Р™ , (2)

0=г/1л

а выражения для сил реакции упругих и диссипативных связей имеют вид:

Р,=-Ь,у-суу,

1 I, и,

где обозначения 1л,1в,Ь),су введены на рис. 9.

Силовая характеристика упругого элемента, работающего в вертикальном направлении, была принята нелинейной:

О, апёё ^>0

~спЯ> г <ц<0

~сиг -си{ц-г), Шё г

Далее подробно рассмотрены параметры разработанных математических моделей движения участков пути.

В первом варианте модели упруго-диссипативные элементы между участком рельса и основанием под ним (рис. 8) имели параметры, соответствующие стандартной «плавающей» установке рельсов на резиновую прокладку:

- приведенная жесткость в вертикальном направлении с= 50 МН/м (что соответствует статическому прогибу 1,5 мм);

Рис.9. Модель нового рельсового скрепления

- приведенная жесткость в поперечном направлении сг= 4,6 МН/м. При этом поперечная жесткость работала только в пределах зазора А =2 мм, который выбирается под нагрузкой веса вагона;

- жесткость на поворот рельса вокруг продольной оси (на опрокидывание) с„= 563 кНм/рад;

- эквивалентный коэффициент вязкого трения в вертикальном направлении Ь = 1,73 МНс/м;

- эквивалентный коэффициент вязкого трения в поперечном направлении Ь = 162,0 кНс/м.

Эти данные были взяты из многократных замеров проведенных в разное время на подкладках типа «Метро».

В модели нового рельсового скрепления приведенная поперечная жесткость была задана в сайлент-блоке и составила 24,0 МН/м (что соответствует вертикальной жесткости сайлент-блока с прогибом 0,5 мм, отмасштабированной через отношение моментов инерции сечения рельса относительно вертикальной и поперечной оси) - это справедливо для конструкций, где сайлент-блок имеет симметричную по осям конструкцию и свойства. Соответствующий приведенный коэффициент вязкого трения в поперечном направлении был принят равным 380,0 кНс/м. Демпфирование в вертикальном направлении отсутствовало (что соответствует экспериментальным данным).

Введение в модель нелинейной характеристики упругого элемента, работающего в вертикальном направлении, позволило одновременно реализовать два противоречивых требования. С одной стороны, статический прогиб упругого элемента под весом вагона брутто

г" = 10 мм, что обуславливает геометрию контактного взаимодействия между колесом и рельсом (в частности изменение подуклонки рельса при колебаниях вагона). С другой стороны, приведенная динамическая жесткость упругого элемента (с учетом податливости рельсов) с2;=1,1 МН/м, что соответствует статическому прогибу более 30 мм. Использование билинейного элемента позволяет добиться одновременно выполнения требования к статическому прогибу г„ = 10 мм и динамической жесткости с2г = 1,1 МН/м. При движении вагона колебания происходят в окрестности положения равновесия г„, точка (г*,^*) = (-0.0071, -27,05е/ ) выбрана таким образом, чтобы при движении переключение на ветвь с жесткостью с1г=3,9 МН/м не происходило. Эта ветвь используется только при расчете статического положения равновесия модели.

Контакт колесо - рельс в модели описывался по классической нелинейной теории Калкера.

При оценке сил в контакте колесо - рельс рассматриваются участки пути, техническое состояние которых соответствует оценке «хорошо». Соответствующие реализации горизонтальных и вертикальных неровностей для левой и правой рельсовых нитей приведены в РД 32.68-96 «Расчетные неровности железнодорожного пути для использования при исследованиях и проектировании пассажирских и грузовых вагонов».

В расчетах рассматривалось движение вагона по прямым участкам пути с неровностями со скоростями 40 км/ч, 60 км/ч, 80 км/ч, а также по кривой радиусом 400 м с возвышением наружного рельса 75 мм со скоростями 40 км/ч и 60 км/ч.

В качестве результатов расчета были получены временные зависимости поперечного и вертикального ускорения, действующего на рельс и на шпальную решетку, для которых были построены спектральные плотности мощности.

В дальнейшем эти результаты в цифровом виде были обработаны с использованием программы WIN-POS, аналогичной той, которая применялась позже для обработки результатов измерений, проведенных в рамках экспериментальных исследований.

В модели связь между шпальной решеткой и путевым бетоном принималась абсолютно жесткой, поскольку ее жесткость на два порядка выше жесткости других стыков, что позволяет принять расчетные ускорения на шпалах соответствующими ускорениям на путевом бетоне. В результате вычислений снижение вертикальных колебаний путевого бетона определено как 10 дБ в частоте 31,5 Гц, и 18 дБ в частоте 63 Гц.

В четвертой главе для подтверждения достоверности разработанных моделей динамики подрельсового основания были проведены экспериментальные исследования нового рельсового скрепления.

На первом этапе были проведены стендовые испытания с имитацией поездной нагрузки и контролем передаточной функции скрепления от рельса к основанию. Испытания проводились на стенде фирмы «GERB» в Берлине. Они позволили выявить значительное снижение вибраций, а также оценить влияние демпфирования и предварительного сжатия пружины скрепления на его передаточную функцию.

Одновременно с ними была осуществлена серия стендовых прочностных и ресурсных испытаний подтвердивших расчетные параметры скрепления по прочности и долговечности.

На втором этапе были проведены полигонные испытания для чего был выделен участок 50 м на малодеятельной ветке московского метрополитена. В рамках испытаний были проведены оценки напряжений в рельсах, реальной жесткости пути, прогибов рельсов под поездной нагрузкой и эффективности нового рельсового скрепления для защиты от вибраций.

Проведенные испытания подтвердили, что по эксплуатационным параметрам новое скрепление соответствует требованиям метрополитена. Напряжения в рельсе с отклонением не более 5 % соответствуют расчетным в главе 2 и несколько снизились по отношению к пути с типовыми скреплениями, прогибы рельса не превысили допустимых 5 мм причем характер прогиба и его абсолютная величина соответствуют расчетному.

Измерения снижения вибраций осуществлялись путем сравнения виброускорений передаваемых на путевой бетон при прохождении состава по типовому пути с деревянными шпалами и скреплениями типа «Метро» -и по пути с новыми виброзащитными скреплениями. Измерения подтвердили расчетную эффективность скрепления и показали, что снижение вибраций в частоте 31Гц составляет 11 дБ, а в частоте 63 Гц -19 дБ.

Таким образом, расхождение с теоретически рассчитанными величинами находится в пределах 10%, что подтверждает высокую достоверность созданной модели.

Заключение

В работе выполнен комплекс исследований по оценке взаимовлияния эксплуатационных и виброзащитных требований к конструкциям ВСП метрополитенов, проведена классификация виброзащитных конструкций, разработана научно обоснованная методология создания новых конструкции ВСП, обеспечивающих высокую эффективность виброзащиты и соответствие эксплуатационным требованиям.

1. Предложена классификация виброзащитных конструкций ВСП метрополитенов и осуществлен выбор оптимальных параметров виброзащитного ВСП.

2. На основе теории базирования разрешены выявленные технические противоречия, стоящие на пути реализации оптимального виброзащитного ВСП, и создана новая система базирования элементов ВСП.

3. Обоснована эффективность и техническая возможность создания конструкций пути низкой жесткости.

4. Разработана математическая модель для исследований виброзащитных конструкций пути низкой жесткости с новым базированием элементов ВСП, предусматривающая возможность ее включения в общую модель взаимодействия пути и подвижного состава, реализованную в программном комплексе Медина.

5 Разработаны конструкции, изготовлены опытные партии и проведены стендовые и эксплуатационные испытания, подтвердившие соответствие эксплуатационных и виброзащитных характеристик новой конструкции ВСП результатам математического моделирования.

6. Новая виброзащитная конструкция ВСП внедрена на участке Сокольнической линии Московского метрополитена для защиты от вибраций здания Музея изобразительных искусств им. A.C. Пушкина.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1. Наумов Б.В. и др. Способ снижения уровня вибраций основания рельсового пути, устройство для снижения уровня вибраций основания рельсового пути. Патент 1Ш 2207420 С1

2. Наумов Б.В. Верхнее строение пути. Свидетельство на полезную модель. №18714 от 10 июля 2001 г.

3. Наумов Б.В. Железнодорожный путь низкой жесткости как средство борьбы с вибрациями, генерируемыми при движении подвижного состава. Тезисы доклада на симпозиуме «Шум и вибрация на транспорте 2004» Санкт Петербург 2004

4. Дудкин Е.П., Наумов Б.В. Новые подходы к созданию верхнего строения пути метрополитена. Сборник научных трудов Проблемы промышленного и городского транспорта. ПГУПС. СПб, 2005.

5. Наумов Б.В. «Применение теории базирования при проектировании железнодорожного пути» «Транспорт: Наука Техника Управление» 2005г. №12 Издание ВИНИТИ РАН.

Подписано в печать 25.10.05 г. Тираж 100 экз.

Формат бумаги 60x841/16. Объем 1,5 п.л. Заказ -1154.

190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9, Типография ПГУПС

ï

t

I

i

^12 69

РНБ Русский фонд

2006-4 22892

Введение.

1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования.

1.1. Основные особенности эксплуатации метрополитена.

1.2.Конструкции пути метрополитенов.

1.3.Выводы. Постановка задачи исследования.

2. Классификация виброзащитных конструкций ВСП и определение оптимальных параметров виброзащитной конструкции.

3. Теоретические исследования возможностей реализации и пронозируемой эффективности оптимальной виброзащитной конструкции.

4. Результаты экспериментальных исследований.

4.1 .Стендовые испытания.

4.2.Натурные испытания.

4.3.Технико-экономическая эффективность результатов работы.

Проблема вибраций генерируемых поездами метрополитена и передающейся на вышерасположенные здания возникла одновременно с созданием самого метрополитена и обостряется с каждым годом вместе с ростом интенсивности движения поездов подземки. Однако и сегодня и в России и зарубежом единичны случаи, когда удавалось решить ее достаточно эффективно, да и то лишь на коротких участках пути. Исследованию новых подходов к решению этой вечной проблемы и посвящена представляемая диссертация.

Актуальность исследования. Переход строительного и транспортного комплексов в условия современной экономики поставил перед ними новые задачи. Потребность в ускоренном и экономически эффективном развитии городской транспортной сети, необходимо удовлетворять при условии, возросших цен на землю, особенно вблизи метро, и с учетом высоких требований собственников квартир (в отличие от жильцов прежних времен) к комфорту проживания без шума и вибраций. Строительство экономически оптимального метрополитена мелкого заложения позволяет сегодня выполнить только одно из двух условий - если приоритетен комфорт жителей, то необходима большая техническая зона вокруг линии метрополитена, исключаемая из жилищного (а часто и коммерческого) строительства, но обеспечивающая постепенное затухание вибраций в грунтах. Другие ныне существующие средства виброзащиты в метрополитене не обеспечивают эффективную защиту зданий и сооружений, поскольку либо малоэффективны, либо слишком дороги в сооружении и обслуживании.

В связи с этим, актуальными являются исследования, направленные на совершенствование способов борьбы с вибрациями, генерируемыми метрополитеном.

Цель исследования состоит в разработке научно обоснованного подхода к созданию высокоэффективных виброзащитных конструкций пути метрополитена, построенного на изучении влияния технических параметров конструкций пути на их функциональные и эксплуатационные характеристики.

Методы исследования. В работе использованы основные положения теоретической механики, теории базирования, строительной механики, теории механизмов и машин, теории решения изобретательских задач, а также ряд математических методов расчетов, таких как метод конечных элементов и метод разложения в ряд Фурье.

Научная новизна работы характеризуется следующими результатами:

1. Предложена классификация виброзащитных конструкций пути;

2. Разработан научно-обоснованный подход к системе базирования элементов конструкции верхнего строения пути (ВСП);

3. Создана математическая модель верхнего строения пути учитывающая особенности работы пути низкой жесткости;

4. Определены конструктивные и функциональные параметры ряда конструкций пути, реализующих способ виброзащиты с использованием пути низкой жесткости;

Практическая ценность. Разработанные в диссертации подходы и способы позволяют создать целый ряд высокоэффективных конструкций пути повышающих экономический эффект при новом строительстве метрополитенов и защищающих людей и сооружения, расположенные над действующими линиями метрополитена, от низкочастотных вибраций.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы ГУП «Московский метрополитен» для защиты от вибраций зданий Государственного музея изобразительных искусств им. А.С. Пушкина. Отдельные результаты работы используются группой компаний «АБВ» Москва для создания новых конструкций пути метрополитенов

Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения:

- Классификация виброзащитных конструкций пути и обоснование оптимальных параметров конструкции по эксплуатационным и виброзащитным критериям;

- Новый подход к базированию элементов верхнего строения пути и обоснование технической возможности создания пути низкой жесткости ;

- Разработка и экспериментальная проверка математической модели нового типа пути низкой жесткости, позволяющей создавать виброзащитные конструкции пути с заданными свойствами.

Апробация результатов. Основные положения диссертации докладывались на научно-технических конференциях: симпозиуме «Шум и вибрация на транспорте 2004» Санкт-Петербург 2004 и международной конференции «Проблемы промышленного и городского транспорта» 3-4 февраля 2005г. ПГУПС, на заседаниях кафедры «Промышленный и городской транспорт» ПГУПС, 2004 г., 2005 г.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает в себя введение, четыре главы, заключение и изложена на 136 страницах машинописного текста, в том числе 9 таблиц, 68 рисунков. Список использованных источников насчитывает 136 наименований.

Общие выводы из натурных испытаний Проведенные испытания подтвердили, что по эксплуатационным параметрам новое скрепление соответствует требованиям метрополитена. Напряжения в рельсе с отклонением не более 5 % соответствуют расчетным , прогибы рельса не превысили допустимых 5 мм причем характер прогиба и его абсолютная величина соответствуют расчетному.

Измерения снижения вибраций осуществлялись путем сравнения виброускорений передаваемых на путевой бетон при прохождении состава по типовому пути с деревянными шпалами и скреплениями типа «Метро» - и по пути с новыми виброзащитными скреплениями. Измерения подтвердили расчетную эффективность скрепления и показали, что снижение вибраций в частоте 31 Гц составляет 11 дБ, а в частоте 63 Гц - 19 дБ.

Таким образом, расхождение с теоретически рассчитанными величинами находится в пределах 10%, что подтверждает высокую достоверность созданной модели.

4.3. Технико-экономическая эффективность результатов работы

Основным научно практическим результатом работы явилось обоснование возможности и техническая реализация способа защиты зданий и сооружений от низкочастотных вибраций, генерируемых подвижным составом метрополитена с использованием устройств малой массы, обладающих возможностью регулирования вертикальной жесткости и демпфирования узлов рельсовых скреплений в широком диапазоне.

Именно малая масса и габариты создаваемых на основе нового способа конструкций определяют, в основном, экономическую эффективность их применения за счет минимальных затрат на сооружение нового или замену существующего пути.

Кроме того, цена самих конструкций ниже, чем цены других виброзащитных конструкций пути: таких как шпалы в упругих оболочках, лежни , плитные основания. При этом только плитные конструкции могут в полной мере соперничать с новыми конструкциями по эффективности.

В целом новая конструкция обеспечивает не менее чем трехкратное снижение затрат и десятикратное снижение сроков сооружения виброзащитных участков пути метрополитенов. Данные приведены в таблице 4.5.

Высокая экономическая эффективность эксплуатации вновь создаваемых на основе описанного в работе способа конструкции определяется отсутствием в них узлов трения и, как следствие, минимизацией износа этих узлов - что в условиях дороговизны ремонтных работ на Метрополитене является крайне существенным ценовым фактором.

Текущая эксплуатация также облегчена и удешевлена по сравнению даже с типовыми конструкциями пути за счет удобного и эргономичного расположения всех элементов, требующих контроля и замены.

Заключение

В работе выполнен комплекс исследований по оценке взаимовлияния эксплуатационных и виброзащитных требований к конструкциям верхнего строения пути метрополитенов, проведена классификация виброзащитных конструкций, разработаны научно обоснованные технические решения виброзащитной конструкции В СП, обеспечивающие высокую эффективность виброзащиты и соответствие эксплуатационным требованиям.

1. Предложена классификация виброзащитных конструкций ВСП метрополитенов, позволившая выбрать оптимальные конструктивную схему.

2. На основе теории базирования разрешены выявленные технические противоречия стоящие на пути реализации выбранной конструктивной схемы и создана новая система базирования элементов ВСП.

3. Оценочными расчетами обоснована эффективность снижения жесткости ВСП как средства снижения вибраций передаваемых от рельса на лотковую часть тоннеля.

4. Разработана математическая модель нового виброзащитного рельсового скрепления с возможностью ее включения в общую модель взаимодействия пути и подвижного состава реализованную в программном комплексе Медина.

5. Проведены стендовые и эксплуатационные испытания нового рельсового скрепления подтвердившие соответствие эксплуатационных и виброзащитных характеристик скрепления результатам математического моделирования.

Таким образом, можно сказать, что в работе заложена научная основа для расчетов и создания широкой гаммы новых конструкций, позволяющих существенно сокращать отрицательное влияние метрополитенов на окружающую среду.

Эти конструкции пути полностью отвечают всем требованиям метрополитенов, обеспечивают снижение динамических воздействий на подрельсовое основание, исключают отрыв подрельсовых опор от бетонного основания, обеспечивают возможность легкого обслуживания и замены упругих элементов, исключают износ элементов конструкции, благодаря отсутствию в ней пар трения.

1. Актов В.Б., Мелентьев Л.П. Нужен релье Р50М // Путь и путевое хозяйство. 1982. №5.С. 14-15

2. Альбрехт В.Г. О продольных силах, возникающих на поверхности соприкосновения подошвы рельса и основания при проходе колёс подвижного состава. М.: Трансжелдориздат, 1995. С. 31-40. (Тр./МИИТ. Вып. 80/1)

3. Амелин С.В., Андреев Г.Е Устройство эксплуатации пути. М.: Транспорт, 1986. 238 с.

4. Ананьев Н.И., Барабошин В.Ф., Переслегин А.В., Виброзащита конструкции пути с лежневым основанием//Вестн. ВНИИЖТа. 1992. №2. С. 27-29.

5. Багдасаров А., Барабошин В.Ф., Глокти А. Новая виброзащита конструкции пути. Метрострой №5, 1987, с. 20-22.

6. Багдасаров А.А., Кравченко Н.Д. Упругие перемещения виброзащитной конструкции метрополитенов// Вест. ВНИИЖТя. 1984. №2. С. 38-41.

7. Бакулин А. Снижение уровней шума и вибраций. Метрострой №4, 1977, с.23-24.

8. Барабошин В., Грановский А., Гусев В. Виброзащита верхнего строения пути. Метрострой №3, 1980, с. 19-20.

9. Барабошин В.Ф. Основные параметры новой конструкции пути метрополитена с повышенными виброзащитными свойствами //Совершенствование конструкции железнодорожного пути метрополитена. М.: Транспорт, 1981. С. 26-53. (Тр./ВНИИЖТ. Вып.630).

10. Барабошин В.Ф., Глокти А.К. Конструкции пути в метрополитенах с использованием упругих элементов для снижения виброшумовых факторов. Ж.д. транспорт за рубежом. Серия 4 «Путь и путевое хозяйство». Э.И.ЦНИИТЭИ МПС, 1959, вып. 5, 12 с.

11. Барабошин В.Ф., Гусев B.C. Повышение долговечности шурупов в кривых участках пути. Труды ВНИИЖТ, в.630, 1981.

12. Барабошин В.Ф., Гусев B.C. Резиновые прокладки в метро. Путь и путевое хозяйство №6, 1980, с. 18-19.

13. Барабошин В.Ф., Гусев B.C., Грановский А.Н. и др. Улучшение виброзащитных свойств существующей конструкции пути метрополитенов // Совершенствование конструкции железнодорожного пути метрополитенов. М.: Транспорт, 1981. С. 4-26 (Тр./ВНИИЖТ. Вып. 630).

14. Барабошин В.Ф., Кравченко Н.Д. Конструкции пути метрополитенов с повышенными виброзащитными свойствами. Труды ВНИИЖТ, 1983.

15. Бассарский М.П. Эксплуатация деревянных шпал в тоннелях метрополитенах. Тр. ВНИИЖТ, в.630, 1981.

16. Безбалластные упругие конструкции трамвайных рельсов на мостах. Экспресс-информация «Строительство железных дорог» №9, 1993.

17. Вериго М.Ф. Основные положения методики расчета сил, действующих на железобетонные шпалы. М.: Транспорт, 1963. С. 5-39. (Тр./ВНИИЖТ. Вып.257).

18. Вериго М.Ф., Глонти А.К. Основные направления по совершенствованию перевозочного процесса на метрополитене. Труды ВНИИЖТ, 1983.

19. Вериго. М.Ф., Коган А .Я. Взаимодействие пути и подвижного состава/ Под ред. М.Ф. Вериго. М.: Транспорт, 1986. 559с.

20. Виброизоллированная конструкция нижнего строения пути. Метрострой №2, 1981.

21. Власов С., Мерлин В., Молстов В. Тоннель под Беринговым проливом. Метро, №4, 1993, с.22-25.

22. Влияние вертикальной жесткости промежуточных рельсовых скреплений при железобетонных шпалах на величины деформаций, вибраций и сил взаимодействия элементов пути/В.С. Лысюк, В.Ф.

23. Барабошин, Б.А. Евдокимов и др.// Влияние жесткости и неровностей пути на деформации, вибрации и силы взаимодействия его элементов. М.: Транспорт, 1969. С. 80-116 (Тр./ВНИИЖТ. Вып. 370).

24. ВСН 211 91 «Прогнозирование уровней вибраций грунта от движения метропоездов и расчет виброзащитных строительных устройств» (Минтрансстрой СССР, 1991 г.). - 38 с.

25. Гарг В.К., Дуккипати Р.В. Динамика подвижного состава / Пер. с англ. Под ред. Н.А. Панькина М.: Транспорт, 1988. - 391 с.

26. Глебов А. Новое в путевых устройствах метрополитена. Метрострой №7, 1964, с.12-14.

27. Глебов А. Пружинные клеммы «Краб». Метрострой №4, 1957, с.21.

28. Глонти А.К. Проблема защиты жилой застройки от шума и вибраций, возникающих при движении поездов метрополитена. Труды ВНИИЖТ, 1983.

29. Гондаревский Е. Конструктивные особенности Будапештского метро. Метрострой №3, 1970, с.30-31.

30. Грановский А.Н. Исследование виброзащитных свойств резиновых прокладок для пути метрополитенов. Вестник ВНИИЖТ, №7, 1981, с.49-51.

31. Грановский А.Н. Параметры виброзащитных прокладок для скрепления типа «Метро» // Труды ВНИИЖТ « Совершенствование перевозочного процесса технических средств метрополитенов СССР» 1983.

32. Денисов А.Т. Перспективы развития технических средств и повышение провозной и пропускной способности Ленинградского метрополитена.

33. Дорман И., Звягинцев А., Векслер Г. и др. Эффективность виброизолирующих элементов в конструкции пути метрополитена. Метрострой № 1 1989

34. Дорман И., Кремер В., Звягинцев А., Норштейн В. Вибродинамические испытания элементов пути метрополитена. Метрострой №5, 1984 с. 17.

35. Ершков О., Карцев В., Петрова В., Павлов В. Об увеличении нормы непогашенного ускорения движения вагонов. Метрострой №2, 1976, с.22-23.

36. Ершков О.П. Характеристики пространственной упругости рельсовой нити/ Расчеты железнодорожного пути в кривых и норма его устройства. М.: Трансжелдориздат, 1960. С.59-101. (Тр./ВНИИЖТ. Вып.192).

37. Железнодорожный транспорт. Энциклопедия. М.:Болыпая Российская энциклопедия, 1994 559 с.

38. Жильцов В.Н., Жильцов Е.В. Метро: Эволюция пути. Путь и путевое хозяйство № 6 и 7, 1986г.

39. Инструкция по содержанию искусственных сооружений. ЦП-3084. 1973.

40. Инструкция по текущему содержанию пути и контактного рельса метрополитенов. ЦМетро № 4013. М.: Транспорт, 1984. 146 с.

41. Катамаин Б.Л., Пономарев В.В. Бесшпальный путь на трассе Фрунзенского радиуса. Метрострой №5-6, 1963, с.13-15.

42. Киренков В., Петров С., Моисеев Е. Увеличение скорости поезда на кривых участках пути. Метрострой №8, 1974, с. 16-17.

43. Клинов С., Крук Ю., Гацько В. Совершенствовать подрельсовое основание. Метрострой №1, 1983, с.27-29.

44. Клинов С.И. Безбалластный путь в тоннелях. Метрострой №7, 1984, с.24-27.

45. Клинов С.И. Железнодорожный путь в тоннелях. Устройство и содержание//Обзорная информация/ЦНИИТЭИ. Вып. 1. 1986. 53с.

46. Клинов С.И. Железнодорожный путь на искусственных сооружениях. М. Транспорт, 1990. 144с.

47. Клинов С.И. Железнодорожный путь на искусственных сооружениях. МИИТ, 1982.

48. Коган А.Я. Продольные силы в железнодорожном пути. М.: Транспорт, 1967. 168 с. (Тр./ВНИИЖТ.Вып. 332).

49. Конструкция верхнего строения пути и контактного рельса со шпалами коротышами из композиционного материала марки АБВ. Повторно применяемые проектные решения Метрогипротранс М. 1999г.

50. Контактный рельс с верхним токосъемом / Н.Д. Кравченко, А.Р.Габбасов, Н.Х. Руруа и др. // Путь и путевое хозяйство. 1989. №9. С. 16-17.

51. Костарев С.А., Рыбак С.А., Перфильев O.K. Руководство по прогнозированию уровней вибраций от движущихся поездов метрополитена и расчету виброзащитных устройств. М., 1998 г.

52. Кравченко Н. Д. Новые конструкции железнодорожного пути для метрополитенов. М.: Транспорт, 1994. - 143 с.

53. Кравченко Н., Крук Ю., Кученков К. Путь с железобетонными лежнями, замоноличенными в путевой бетон. Метро, №1, 1993.

54. Кравченко Н., Кученков К., Голыпев С. Путь с железобетонными шпалами-коротышами. Метрострой №3, 1988, с. 15-17.

55. Кравченко Н.Д. Бесподкладочное скрепление // Путь и путевое хозяйство. 1989. №12. С. 18-21.

56. Кравченко Н.Д. Влияние жесткости рельсового упора на модуль упругости рельсовой нити//Вестн. ВНИИЖТа. 1968. №4. С. 16-18.

57. Кравченко Н.Д. Да, надо разобраться // Путь и путевое хозяйство. 1992. №2 . С. 14-16

58. Кравченко Н.Д. Конструкции скреплений и боковая неравножесткость рельсовой нити// Вестн. ВНИИЖТа. 1970. №7. С. 27-30.

59. Кравченко Н.Д. Об условиях взаимодействия элементов пути в поперечном горизонтальном направлении // Вестн. ВНИИЖТа. 1973. №2. С. 30-35.

60. Кравченко Н.Д. Преимущества пути на железобетонном основании // Путь и путевое хозяйство. 1997. №3. С. 8-9.

61. Кравченко Н.Д. Путь с лежневым железобетонным подрельсовым основанием// Метрострой. 1986. №5. С. 27-29.

62. Кравченко Н.Д. Путь с лежневым основанием // Путь и путевое хозяйство //1991. №9. С. 18-20.

63. Кравченко Н.д. Содержание и ремонт виброзащитного пути // Путь и путевое хозяйство. 1992. №2. с. 23-25.

64. Кравченко Н.Д. Условия работы рельсовой нити при воздействии боковых нагрузок. М.: Транспорт, 1977. 40с.

65. Кравченко Н.Д., Голышев С.А., Костина Т.А. Путь с железобетонными шпалами-коротышами// Путь и путевое хозяйство. 1988. №8. С. 30-31.

66. Кравченко Н.Д., Крук Ю.Е., Кученков К.А. и др. Путь с железобетонными лежнями, замоноличенными в путевой бетон // Метро. 1993. №1. С. 17-21.

67. Кравченко Н.Д., Кученков К.А., Голышев С.А. Путь с железобетонными шпалами-коротышами. Технология устройства // Метрострой. 1988. №3. С.15-17

68. Кравченко н.д., Лысюк B.C. Измерение боковых нагрузок рельсов на железобетонные опоры //Вестн. ВНИИЖТа. 1975 №6. С. 48-50.

69. Кравченко Н.Д., Хоменко Д.П. Недостатки скрепления устранены // Путь и путевое хозяйство. 1978. №8. С. 29-30.

70. Кравченко. Н.Д. Бесподкладочное скрепление для метро// Путь и путевое хозяйство. 1987. №3. С. 28-30.

71. Курбацкий Е.Н. Реализация дискретного преобразования Фурье при решении краевых задач теории упругости. Моск. ин-т инж. ж.-д. трансп. - М. - 1987 - 7 стр. - Деп. в ВИНИТИ 13.04.87, № 3267-В87.

72. Курбацкий Е.Н., Емельянова Г.А., Титов Е.Ю., Рысаков Г.А. «ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВИБРОЗАЩИТНОЙ КОНСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ В ТОННЕЛЕ ПОД ПЛОЩАДЬЮ им. ГАГАРИНА»

73. Курнавин С.А., Курбацкий Е.Н. Расчет уровней колебаний обделок тоннелей метрополитенов Всесоюз. ин-т трансп. стр-ва, М.,1988. Деп. В ВНИИИС ГОССТРОЯ СССР , N 8869.

74. Лесничий B.C., Орлова A.M. Компьютерное моделирование задач динамики железнодорожного подвижного состава. Ч. 1: Основы моделирования в программном комплексе MEDYNA, Учебное пособие-СПб: ПГУПС, 2001.-34 с.

75. Лесничий B.C., Орлова A.M. Компьютерное моделирование задач динамики железнодорожного подвижного состава. Ч. 2: Моделирование динамики пассажирских вагонов в программном комплексе MEDYNA, Учебное пособие.- СПб: ПГУПС, 2002. 37 с.

76. Лиманов Ю.А., Подчекаев В.А., Корольков Н.М., Меринов И.И. Содержание и реконструкция тоннелей. М.:"Транспорт", 1976.-192 с.

77. Лысюк B.C., Кравченко Н.Д. Боковая жесткость пути с железобетонными шпалами// Путь и путевое хозяйство. 1970. №11. С. 17-19.

78. Максимов В.В., Савинов Н.Н. Облегчить замену шпал // Путь и путевое хозяйство. 1989. №11. С.34.

79. Манушев М.Н. Причины возникновения блуждающих токов и меры борьбы с ними. Метрополитен , №5, 1962, с. 42.

80. Маххомед-Эль. Взаимодействие конструкции тоннеля мелкого заложения с грунтовым основанием. Метро, №4, 1992, с.40-42 и №3, 1994, с.26-28.

81. Модернизация скрепления. Экспресс-информация «Строительство железных дорог» №4, 1994, с.11-14.

82. Мрочек Г. Эффективность использования резиновых амортизаторов. Метро, №2, 1992.

83. Новая конструкция пути для Лондонского метрополитена. П. 24505, ВЦП, 1985.

84. Определение расчетных параметров пути на жестком основании. Экспресс-информация «Строительство железных дорог» №2, 1992, с.4-13.

85. Опыт эксплуатации безбалластных конструкций верхнего строения пути. Экспресс-информация «Строительство железных дорог» №47, 1983, с.2-8.

86. Основы устройства и расчетов железнодорожного пути/ В.Г. Альбрехт, М.П. Смирнов, В.Я. Шульга и др. Под ред. С.В. Амелина и Т.Г. Яковлевой. М.: Транспорт, 1990. 367с.

87. Отчет: Инструментальная оценка эффективности виброзащитной конструкции пути, уложенной на опытном участке соединительной ветки в депо «Красная Пресня»., М., Экологический фонд развития городской среды «Экогород» 2002

88. Проблемы шума и вибраций на рельсовом транспорте. Экспресс-информация «Строительство железных дорог» №4, 1994, с.3-7.

89. Проект технических условий «Лежни железобетонные железнодорожного пути метрополитенов», с учетом внесенных изменений и дополнений в ТУ-32-Цметро 82-87.

90. Пузанов П. Кливленд. Метро, №3, 1994.

91. Пузанов П. Метрополитен в Глазго. Метро, №1, 1992.

92. Пузанов П. Метрополитен в Лондоне. Метро, №3, 1993, с.54-60.

93. Пузанов П. Сингапур. Метро, №4, 1993, с.52-56.

94. Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог. Яковлев В.Я., Евдокимов Б.А., Парунакян В.Э., Перцев А.Н. М.: Транспорт, 1990. -271 с.

95. Путь с лежневым подрельсовым основанием и технология его устройства/ Н.Д. Кравченко, Ю.Е. Крук, В. Петренко и др.// Метро. 1992№1.С. 39-43.

96. Пушкин П. Отрыв деревянных шпал от бетонного основания. Метрострой №7, 1973, с. 13-20.

97. Рабинович Е. Новое в путевом хозяйстве метро. Метрострой, № , 1966, с.28-29.

98. Рабинович Е. Новое в ремонте верхнего строения пути. Метрострой, №3, 1962, с.27.

99. Рабинович Е. Повышение мощности верхнего строения пути. Метрострой, №6, 1971,

100. РД 32.68-96. Руководящий документ. Расчетные неровности железнодорожного пути для использования при исследованиях и проектировании пассажирских и грузовых вагонов. Введ. 01.01.97. -М.: ВНИИЖТ, 1996- 17 с.

101. Ресурсосберегающие конструкции верхнего строения пути // Путь и строительство железных дорог. 1986. №7. С. 1-9.

102. Саблик В.В. Особенности производства работ и их влияние на величину осадок поверхности. Метрострой, №5, 1962, с.36-40.

103. Саванов С. Пути снижения шума и вибраций. Метро, №3, 1992.

104. Сведения о тоннелях СНГ, в которых уложен безбалластный путь. М.: МПС РФ, 1992 г.

105. Свод правил по проектированию и строительству СП 23 -105-2004 «Оценка вибрации при проектировании строительстве и эксплуатации объектов метрополитена» Госстрой России М.2004.

106. СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Санитарные нормы. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.

107. СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы

108. СНиП 32-02-2003 Метрополитены

109. СНиП П-40-70. Метрополитены, Госстрой, 1981.

110. Совершенствование рельсовых скреплений. Труды ВНИИЖТ, в. 616, 1979.

111. Соловьев B.C., Быков Б.К. Виброзащита зданий при мелком заложении линий метрополитена. Железнодорожный транспорт, №11, 1979, с.42-45.

112. Технико-экономические показатели работы метрополитенов СНГ (на 01.01.1992 г.). Метро, №4 1992.

113. Технические указания по укладке и содержанию бесстыкового пути. М., 1982.

114. Указание по устройству и конструкции мостового полотна на железнодорожных мостах / Главное управление МПС. М.: Транспорт, 1989.-96 с.

115. Устройство пути без балласта и шпал. Метрострой №5, 1967. с.22.

116. Хорман И. и др. Эффективность виброизолирующих элементов в конструкции пути метрополитенов. Метрострой №1, 1989. с. 19-21.

117. Чернышев М.А. Практические методы расчета пути на прочность. М.: Транспорт, 1967. 162 с.

118. Чернышев М.А., Крейнис 3.JI. Железнодорожный путь. М.: Транспорт, 1985. 302 с.

119. Шадрин В.Ю., Кученков К.А. Крепление кронштейна контактного рельса к основанию в пути с лежнями, замоноличенными в бетон // Меторо. 1992. №2. с. 21-23.

120. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь: Учебник для вузов ж.-д. трансп. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт 1987. - 479 с.

121. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. М.: Транспорт, 1969. 536 с.

122. С. Esveld Tralc structures in urban environment. Simposium K.U. Leuven. September 1997

123. Carels P. «Low vibration & noise track systems with tunable properties for modern metro track construction» Internoise 2000, Nice, France.

124. David Roberts, Barry Murray "Parramatta rail link the approach to controlling train regenerated noise & vibration" Conference On Railway Engineering, Darwin 20-23 Juin 2004

125. G. Leykauf «Forschungsbericht uber die Emissionssitution? Unter verschiedenen Oberbauformen in einem Rohbautunnel Abschnitt der Stadtbahn Stuttgart». Bercht №1742 vom 06.10. 1998

126. Ingo Baumann, Michael A. Bellmann, Volker Mellert und Reinhard Weber. "Wahrnehmungs und Unterschiedsschwellen von Vibrationen auf einem Kraftfahrzeugsitz" DAGA 2001 Hamburg-Hardburg

127. Lysmer J., Kuhlemeyer R.B. Finite dynamic model for infinite media. -Journal of the Engineering mechanics division, ASCE, vol. 95 № EM4, august, 1969.

128. M.F.M. Hussein, H.E.M. Hunt «An insertion loss model for evaluating the performance of floating slab track for underground railway tunnels» ICSV 10, 7-10 Juli 2003 Stockholm, Sweden.

129. MEDYNA / Arge Care, Computer Aided Railway Engineering: Руководство пользователя / Под. ред. Ю.П. Бороненко СПб.: НВЦ «Вагоны», 1997. - 8 кн .

130. Milj0styrelsen (1997) Information no. 9/1997 from the Danish Environmental Protection Agency: "Orientering om lavfrekvent stoj, infralyd og vibrationer i elcsternt milj0"

131. Patrick Carels Low vibration and noise track systems with tunable properties for modern metro track construction. CDM Inc Reutenbek 1997

132. Shigeru Miura, Hideuki Takai, Masao Uchida., и Yasto Fukada «The Mechanism of Railway Tralcs» Japan Railway&Transport Review, March 1998.

133. Tim M Marks "Noise and vibration control at the new KL central main station development", Inter Noise 2000, Nice, France