鋼彈簧浮置板軌道結構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,地鐵運行所引起的振動問題也越來越受關注。
　　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狀后,以青島地鐵一期工程(3號線)項目工程為基礎,運用ANSYS、MATLAB等計算軟件,通過理論分析、數值計算等方法,對鋼彈簧浮置板軌道結構下車輛-軌道系統(tǒng)的振動特性、鋼彈簧浮置板軌道結構的輪軌接觸力和地

2、基作用力、列車運行產生的振動及其傳播規(guī)律等進行了系統(tǒng)全面的研究分析,其主要研究內容包括:
　　(1)建立了系統(tǒng)的動力學方程,對地鐵運行誘發(fā)的振動進行了理論分析。同時,根據分析動力學原理,建立了列車-軌道結構耦合系統(tǒng)模型,對系統(tǒng)進行了模態(tài)分析和諧響應分析,得到了系統(tǒng)的固有頻率和振型。根據振動理論得到了地基反力和力傳遞率幅頻特性曲線,結果顯示:當激勵頻率較低時,傳至基礎的反力及力傳遞率較大。
　　(2)以Sperling指標為依

3、據,對乘車舒適度進行了評價分析,進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,根據頻域功率譜求解出頻譜的幅值及隨機相位,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,采用改進的Newmark方法,運用Matlab編寫計算程序,求得鋼

4、彈簧浮置板軌道結構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)地質條件為基礎,建立二維有限元模型,著重研究了鋼彈簧浮置板道床結構下列車運行產生的振動及其傳播規(guī)律,并分析了鋼彈簧浮置板軌道結構的減振性能。結果表明: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構條件下的水平振動速度約為整體道床結構條件下的三分之一。鋼彈簧浮置板道