钢轨波浪形磨耗(简称波磨)因存在加剧轮轨动力相互作用的特点,严重影响行车安全性与车辆轨道部件的使用寿命,已成为轨道交通重要的轮轨损伤形式。轻微的波磨可由打磨钢轨消除,而严重的波磨只能通过更换新轨解决,频繁的打磨无疑会消耗巨大维修成本以及降低钢轨使用寿命,因此,从降低维修成本的角度需要抑制波磨的增长,延长钢轨波磨的打磨周期。论文的研究以城市轨道交通钢轨波磨为对象,从利用轨道吸振器抑制轨道系统振动的设计方法入手,以抑制波磨生长、延长波磨打磨周期为目的,建立了地铁波磨打磨周期的预测模型,并深入研究了车辆受波磨激励的振动响应情况:(1)以抑制地铁钢轨振动为目的,建立了含附加钢轨吸振器的轨道系统垂向动力学模型,求解了钢轨的振动响应,以分析钢轨的振动形式为基础,建立了评价振动大小的Pinned-Pinned振动突变量化指标与分级标准。提出了单个钢轨吸振器抑制钢轨振动的设计方法并拟合了优化设计频率表达式,指出了附加单个钢轨吸振器带来的不利影响,进而提出了双重钢轨吸振器的设计方法。结果表明:利用钢轨特殊位置的动柔度突变程度可以准确评价Pinned-Pinned振动,双重钢轨吸振器可以更有效地抑制轨道系统的振动。(2)以抑制钢轨波磨增长、延长地铁钢轨波磨的打磨周期为目的,建立了地铁钢轨波磨打磨周期预测模型。模型求解了钢轨动柔度以及车轨耦合下的轮轨动作用力,在此基础上预测了线路上可能产生的不同波磨的波长。将仿真结果与广州地铁某线路的实际测量数据进行了对比验证。实现了对波磨打磨周期的预测,研究了模型中的参数对波磨打磨周期的影响,对比了三种延长波磨打磨周期策略的治理效果,为有关地铁波磨打磨周期的后续研究提供了基础与参考。(3)为了研究波磨对车辆振动激励的影响,建立了轨道车辆垂向动力学模型,以钢轨波浪形磨耗作为系统激励,分析了波磨激励下的车辆振动响应情况,研究了在车辆不同运行速度、不同载客量条件下,波磨波长与波深对车辆系统振动情况的影响,并根据钢轨吸振器对于波磨增长的治理结果,研究了波磨治理后车辆振动的抑制情况。结果表明:波磨对车辆的激励存在敏感波长,该波长与车速相关,会使车辆振动剧烈;在线路上附加钢轨吸振器,一定运营时间后,可以降低波磨对车辆振动的影响。