鋼彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)減振性能和地鐵振動傳播規(guī)律的研究.pdf

1、地鐵作為一種綠色節(jié)能的城市交通工具,正在國內(nèi)及世界各大城市如火如荼的發(fā)展。與此同時,隨著人們對生活環(huán)境要求的日益提高,地鐵運(yùn)行所引起的振動問題也越來越受關(guān)注。
　　本論文在綜述了地鐵列車振動荷載、振動傳播規(guī)律和減振措施等的研究現(xiàn)狀后,以青島地鐵一期工程(3號線)項目工程為基礎(chǔ),運(yùn)用ANSYS、MATLAB等計算軟件,通過理論分析、數(shù)值計算等方法,對鋼彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)下車輛-軌道系統(tǒng)的振動特性、鋼彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)的輪軌接觸力和地

2、基作用力、列車運(yùn)行產(chǎn)生的振動及其傳播規(guī)律等進(jìn)行了系統(tǒng)全面的研究分析,其主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)建立了系統(tǒng)的動力學(xué)方程,對地鐵運(yùn)行誘發(fā)的振動進(jìn)行了理論分析。同時,根據(jù)分析動力學(xué)原理,建立了列車-軌道結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)模型,對系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,得到了系統(tǒng)的固有頻率和振型。根據(jù)振動理論得到了地基反力和力傳遞率幅頻特性曲線,結(jié)果顯示:當(dāng)激勵頻率較低時,傳至基礎(chǔ)的反力及力傳遞率較大。
　　(2)以Sperling指標(biāo)為依

3、據(jù),對乘車舒適度進(jìn)行了評價分析,進(jìn)一步研究了不同鋼彈簧剛度和阻尼情況下,乘車舒適度和地基反力的變化規(guī)律。計算結(jié)果表明:鋼彈簧剛度越大,乘車舒適性越好,傳至地基的反力越大;鋼彈簧阻尼越大,乘車舒適性越好,傳至地基的反力也越小。
　　(3)采用美國6級線路軌道垂向不平順功率譜,根據(jù)頻域功率譜求解出頻譜的幅值及隨機(jī)相位,再利用傅里葉逆變換方法求得軌道不平順的時域模擬樣本,采用改進(jìn)的Newmark方法,運(yùn)用Matlab編寫計算程序,求得鋼

4、彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)下的輪軌接觸力和地基作用力。
　　(4)以青島地鐵一期工程(3號線)地質(zhì)條件為基礎(chǔ),建立二維有限元模型,著重研究了鋼彈簧浮置板道床結(jié)構(gòu)下列車運(yùn)行產(chǎn)生的振動及其傳播規(guī)律,并分析了鋼彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)的減振性能。結(jié)果表明:地表水平振動速度和隧道正上方振動加速度均呈周期性變化,地層彈性模量越小,地表水平振動速度和豎向振動加速度越大。鋼彈簧浮置板道床結(jié)構(gòu)條件下的水平振動速度約為整體道床結(jié)構(gòu)條件下的三分之一。鋼彈簧浮置板道