北京地铁四号线北大段综合减振措施理论模拟研究.pdf

第一章绪论§地铁列车振动问题的研究现状§引言随着城市轨道交通路网的发展,轨道交通引起的环境振动问题已逐渐被社会各界重视。国际上已把振动列为七大环境公害之一,并开始着手研究振动的发生机制、传播规律、预测方法及相应的减隔振措施等问题。其中,地铁车辆引起的周边环境振动问题由于其振动发生、传播规律的复杂性,目前的研究主要集中常规中高频振动在对居民生活与工作环境的影响方面””糠值难芯可婕暗浇峁物的使用方面⋯。然而,目前某些城市轨道交通路网规划尚未稳定,而地面的研究机构、大学、医院及检测机构也在同时发展,便捷的轨道交通与精密仪器的使用将形成无法回避的矛盾,且影响仪器工作的低频微振动由于其衰减缓慢、传播距离远ǔS响范围达线路两侧米“等特性,加大了振动控制的难度。同时,国内对地表的振动测试主要为窦恫馐裕嘤糜诨肪称兰郏荒苡糜谝瞧髡穸析,因此,低频振动的传播规律及相应减隔振措施的研究与高精度低频段她表实测对未来的轨道交通的发展意义重大。本文将针对上述仪器敏感的低频振动,以研究有效的综合减振措施为目标,通过多种数值实验比较与现场实测分析,对低频振动的传播衰减规律及减振措施进行了初步研究,为此类问题的深入研究提供参考。.裨椿蒲芯为了研究地铁列车引起的振动响应,首先须确定激励源的构成,即列车振动荷载模拟问题。由于高速行驶的车辆系统与轨道系统相互藕合,由此产生的随机振动主要受以下因素影响:当旧淼亩ψ饔茫机车与车辆一定速度通过时的动力相互作用;斓啦黄剿骋约案止觳痪饶ズ模车轮安装偏心北京交通大学硕士学位论文第章绪论
离曰崩辱”’瞥————』审昨謇留蟹暨鹭九崔巷。窜垦窑基毒见姐基于上述因素,各国学者建立了一系列车辆一轨道耦合模型”F渲校道模型经历了由最初的纯数学模型一集总参数模型一连续弹性基础梁模型一连目前,数值计算中常用的为夏禾等提出的诒嘧榈某盗疽还斓老低吧一一产生的连续不平顺以及车轮踏面不均匀磨耗产生的脉冲不平顺;煺碇С琶刚实程度不同所引起的随机变化。续弹性离散点支撑梁模型等;机车模型从单一的移动简谐办发展到综合考虑车辆构件相互作用的半车或整车模型;各种处理钢轨与车轮接触状态的接触单元模型也得到迅速发展。模型疾9旃斓滥P桶ǜ止煲约肮煜碌南鸾旱娌愫涂奂⒔浼俣为阒柿恳坏梢蛔枘崞飨低持С诺牡猿ち海渲械猿ち喊从邢拊4恚拟钢轨,阒柿恳坏梢蛔枘崞飨低撤直鹉D夤煜碌娌恪⒐煺砗偷来病@蒙鲜车辆一轨道系统动力分析模型,采用有限元数值算法得到轮轨之间的相互作用力。甽图卜盗疽还斓老低衬P图卜止煜嗷プ饔媚P北京交通大学硕士学位论文第一章绪论百石石甘
加:孑磊。,;邑,一海8髦柿恐涞南喽晕灰疲幻。专荟%吨母的坐标灰;昂一帆:A谐稻埠稍兀痪毛一#阂粃。,轮轨间的相互作用力为:研葺肌ぁぃ·些京交通大学硕士学位论文第章绪论
了隔振措施等,此外列车与轨道的动力相互作用也会加大振动作用。有调奁表明刘维宁。ü⒁桓觥俺盗疽还斓阑∫皇髌鼋峁挂坏夭阆低场达式,然后再根据机车、车辆振动简化模型,建立轮系的运动方程,进而推导出列车动荷载。国外方面”埃甑鹿亓趾暧⒐锥氐靥冀泄穸馐研究。年瑞士联邦铁路和国际铁路联盟笛檠芯克共同研究了地铁列车和隧道结构的振动频率和加速度特征,分析了列车动荷载的数定表达式。.穸úス媛傻难芯在地下铁道交通系统中,由运行列车对轨道的冲击作用产生振动,并通过结构淼阑『统钠传递到周围的地层,进而通过土壤向四周传播,诱发了附近地下结构以及建筑物ㄆ浣峁购褪夷谝瞧的二次振动和噪声,其影响因素主要有列车速度、车辆重量、隧道基础和衬砌结构类型、轨道类型、是否采用“⋯,地铁列车在隧道内高速运行时,距轨道水平距离Γ窦镀骄滴;Γ窦镀骄滴。这说明随着距轨道水平距离的增加,振级将不断衰减。此外,地铁振动影响的范围在很大程度上还取决于列车通过的速度及隧道的埋深。速度越高,振动干扰越强,影晌范围越大谐邓俣让刻岣咭槐叮隧道和地面的振动增加宦裆钤酱螅跋旆段г叫文献。难芯勘砻鳎谡穸拇úス讨校咂挡糠直鹊推挡糠炙ゼ醯目欤因此,振动的频率随距离而改变。地面振动随距离的分布:在距隧道中心线左右的地面为加速度的局部放大区;对于的低频振动加速度,尽管幅值大小不同,都在附近出现了放大区;对于的中频加速度,只有和龇糯笄嗬朐俅笫本脱杆偎ゼ酰欢母咂导铀俣仍蛩婢离的增加而逐渐衰减。北京曾就地铁列车对环境的振动影响进行过实测,得到了与上述分布规律相同的结果。北京交通大学碰上学伸匚第一鼗绪论
一似,一凡∽扣“其中,爿似,为地面上某点的振幅,,坑珹为与振源和土壤有关的回归一地层的空间有限元模型,得出地铁列车引起地表振动与隧道埋深.、距振中距的振动响应分析模型,得出在离开隧道轴线一定距离以外存在一个振动放大区,并且存在一个地层响应的主要频带,在此范围的地面建筑物如果振动周期接近这一频带,则会受到地铁的影响;崔正翔”阅暇┑靥媳毕咭黄诠こ为背