整體道床軌道系統(tǒng)振動(dòng)分析及振動(dòng)環(huán)境影響評(píng)價(jià).pdf

1、隨著城市地鐵軌道交通的迅猛發(fā)展，地鐵振動(dòng)問題引起了越來越多的關(guān)注，地鐵振動(dòng)會(huì)對(duì)人們的生活、學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生一定的影響。但是，對(duì)地鐵振動(dòng)的認(rèn)識(shí)還不是很全面，在地鐵振動(dòng)振源、地鐵振動(dòng)的傳播規(guī)律及地鐵振動(dòng)的減振措施等方面還需要進(jìn)一步的研究。
　　 本文結(jié)合青島地鐵科研課題和山東大學(xué)自主創(chuàng)新基金，通過理論分析、數(shù)值計(jì)算等手段，從機(jī)車—軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性、軌下結(jié)構(gòu)各參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響、地鐵振動(dòng)激勵(lì)荷載、振動(dòng)的傳播規(guī)律、地表環(huán)境振動(dòng)的預(yù)測(cè)等

2、方面進(jìn)行了系統(tǒng)全面的研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容有:
　　 (1).通過理論分析或有限元模擬計(jì)算，得到了機(jī)車系統(tǒng)和機(jī)車—軌道系統(tǒng)的模態(tài)信息。對(duì)機(jī)車—軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，研究各參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響，結(jié)果如下:在扣件剛度大于20kN/mm時(shí)，車體的平穩(wěn)性與結(jié)構(gòu)的力傳遞性能均能達(dá)到相對(duì)較高的水平;在單個(gè)軌枕質(zhì)量為100kg時(shí)，車輛的平穩(wěn)性較好，傳到地基的力也較小;在墊片剛度為3kN/mm時(shí)，車輛的平穩(wěn)性較好，能為乘客提供較好的舒適性，同時(shí)，

3、傳到地基的力也較小。
　　 (2).考慮線路和軌道的不平順性，推導(dǎo)得出整體道床板軌道結(jié)構(gòu)計(jì)算環(huán)境振動(dòng)所使用的激勵(lì)荷載。計(jì)算結(jié)果表明，在地鐵列車運(yùn)行速度為60km/h時(shí)，施加在整體道床板上的荷載幅值為42kN;在地鐵列車運(yùn)行速度為70km/h時(shí)，施加在整體道床板上的荷載幅值為45kN。
　　 (3).在滿足計(jì)算精度的前提下，確定了模型尺寸和單元尺寸，使模擬計(jì)算得以在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)性能下實(shí)現(xiàn)。根據(jù)工程數(shù)據(jù)，確定有限元模型水平范圍

4、為240m，豎向范圍為60m;粘土層的單元尺寸為0.5m，巖石層的單元尺寸為2.0m。在有限元模型的邊界處使用人工邊界，使用彈簧阻尼單元模擬，并確定了人工邊界參數(shù)的計(jì)算公式。
　　 (4).計(jì)算了海濱旅館舊址和雙山村兩處的振動(dòng)，結(jié)果表明:海濱旅館舊址的結(jié)構(gòu)最大振動(dòng)速度為1.50mm/s，超過了國家規(guī)定允許的結(jié)構(gòu)容許振動(dòng)速度(0.15mm/s)，需要進(jìn)行減振處理;雙山村處的Z振級(jí)為76.2dB超過了環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)值，需進(jìn)行減振處理。

5、研究了地表處水平速度響應(yīng)與Z振級(jí)隨水平距離的變化規(guī)律，結(jié)果表明，海濱旅館舊址處Z振級(jí)在距隧道正上方10m處取得最大值(78dB)，在10m以外的范圍內(nèi)，Z振級(jí)隨水平距離的增大而減小;雙山村段Z振級(jí)最大值(76.2dB)出現(xiàn)在隧道正上方地表處，隨水平距離的增大，Z振級(jí)呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。
　　 (5).提出了不同地層地質(zhì)條件下地鐵列車運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)的預(yù)測(cè)公式。以海濱旅館段和雙山村段為例，對(duì)列車運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與有限元計(jì)