双圆地铁运营动力响应及隔振研究

研究目的:地铁列车运营引起的周围环境振动研究是近年来的热点课题,如何在贴近实际工程的情况下准确、快速地对地铁隧道及地基的振动变形作出计算预测是研究的关键所在。为研究双圆地铁运营时的动力响应问题及隔振沟的减振效果,本文基于2. 5维有限元法首次建立双圆地铁列车-轨道-地基土分析模型,分析双圆地铁运行荷载下隧道埋设深度、列车行车速度等重要因素对地基及轨道振动的影响,以及空沟、填充沟及波阻板的隔振效果。研究结论:(1)列车运行速度越大、隧道埋深越浅,地表振动强度越大;(2)在隧道隔振措施方面,空沟前振动存在放大的现象,空沟的隔振作用体现在沟后;填充沟、波阻板整体隔振效果较好,增大填充沟深度、宽度以及波阻板厚度可有效提高减振效果;(3)双圆地铁运营时的动力响应及隔振沟减振研究成果可为今后地铁振动预测及隔振措施设计提供参考。     

面向振源控制的车辆段轨道减振降噪关键技术

在车辆段用地范围内进行TOD开发,实现城市轨道交通与商业、住宅等各类物业的有机融合,需要采取有效的减振降噪措施。目前,降噪措施仍以控制传播途径和控制受振体为主,而车辆段内钢轨接头多,道岔多,小曲线半径多,振动噪声问题还比较突出。基于振源控制的轨道减振降噪设计理念,优化轨道减振扣件刚度和轮轨间表面粗糙度,并将轨道不平顺质量指数TQI值控制在6～7,可有效改善轮轨间关系;研发了50 kg/m钢轨冻结接头、臂展式阻力枕、轨温检测等轨道无缝化关键技术,实测道床等效横向阻力达14 kN/m;建立了车辆段咽喉区道岔群无缝线路计算模型,提出了咽喉区道岔群强度和稳定性计算方法,完善了无缝线路设计理论体系。研究结果表明,采用减振降噪技术消除了道岔有害空间,优化轮轨关系,降低轮轨冲击振动,从振动源头降低振动噪声,钢轨垂向振动噪声降低约13 dB,传递至隧道壁可降低约4 dB。     

北京新机场线车辆段上盖物业开发轨道减振降噪设计

结合北京轨道交通新机场线一期工程磁各庄车辆段上盖物业开发工程,阐述该工程车辆段轨道振动与噪声特点,对车辆段库内、库外不同区域分别采取了相应的减振降噪措施。在采用车辆段轨道减振降噪成熟技术(在咽喉区碎石道床铺设高效减振垫,咽喉区小半径曲线设置阻尼钢轨)的基础上,研发了适用于车辆段库内无缝线路的50 kg/m钢轨冻结接头夹板,采用夹板与高强螺栓联结钢轨,使轨端密贴,实现了库内无缝化;研发了适用于库内50 kg/m钢轨的高等级减振扣件(减振效果大于8 dB)。该设计降低了上盖物业开发减振降噪措施的前期投入,为今后轨道交通上盖物业开发轨道减振降噪设计提供了新思路。     

城市轨道交通上盖开发车辆段7号可动心轨辙叉道岔减振降噪性能研究

城市轨道交通车辆段物业开发是大中城市开发"新型土地资源"的重大举措,其建设规模不断扩大,由此带来的环境振动噪声问题逐年凸显,车辆段内轮轨振动与摩擦、钢轨接头及道岔有害空间处的轮轨冲击是振动噪声的主要来源.针对此,基于面向振源的上盖开发车辆段无缝化减振降噪技术理念,研发城市轨道交通50 kg/m钢轨7号可动心轨辙叉道岔,...     

地铁车辆段上盖开发道岔减振降噪关键技术研究

道岔是轨道结构轮轨冲击的重要来源,也是地铁轨道减振降噪的薄弱环节与技术瓶颈.为解决有上盖物业开发地铁车辆段轨道道岔减振设计难题,通过文献调研,在总结地铁车辆段轨道减振降噪措施的基础上,针对道岔这一特殊轨道结构,对比多种国内外道岔减振降噪措施的应用效果,研究表明:①可动心轨辙叉最大减振效果约6 dB;②扣件减振效果一般可...     

城市轨道交通车辆段物业开发研究

通过对车辆段上盖物业开发必要性、方案可行性的分析,提出车辆段物业开发的几种主要模式:屋顶绿化、库上物业开发、落地物业开发、库上库下同时开发以及地下车辆段开发等,并相应列举了有代表性的车辆段开发案例 从确保轨道交通车辆段使用功能和运营安全的角度出发,着重分析上盖物业开发对车辆段的影响,从专业设计角度提出各方面的应对措施,一方面应尽量消除车辆段运营期间的振动、噪声,避免对车辆段上盖及周边开发造成负面影响;另一方面应最大限度地解决好车辆段的通风、采光问题,保证车辆段的使用功能和工作环境,尽可能降低物业开发对车辆段运营的不利影响 随着车辆段物业开发经验的不断积累,将早期开发遇到的各种问题在设计之初就协调解决好,使车辆段运营与物业开发良性共融,以期城市轨道交通车辆段物业开发建设日趋向土地集约型、环境友好型方向发展,有效促进城市轨道交通的可持续发展.     

南京地铁车辆段轨道技术综述

介绍南京地铁车辆段的轨道方案,从养护维修角度,分析车辆段内的扣件类型,推荐碎石道床采用ω型弹条扣件、整体道床采用е型弹条扣件.探讨培训线设置的目的和原则,以及不同类型库外平交道口、库内线车挡方案;针对车辆段物业开发需求,研究适宜的减振轨道结构.     

地铁车辆段减振道岔减振特性试验研究

研究目的:地铁车辆段具有道岔和轨道接头多、曲线半径小、列车行车速度低等特点，其轨道结构的减振设计一般参照地铁正线，实际减振特性尚不明确。为掌握双层非线性扣件在车辆段内轨道道岔运用效果，对车辆段内减振道岔进行试验研究。研究结论:(1)双层非线性减振扣件能够减小钢轨传至扣件减振层以下的道床和盖板地面处振动，但扣件减振层以上的钢轨处振动显著增大；车速20 km/h时，辙叉处道床和盖板地面分别衰减6.6 dB和4.1 dB,钢轨处增大8.6 dB;(2)采用双层非线性扣件后，钢轨振动在大部分频段范围都增大，其中在10～20 Hz最为显著；道床在60～400 Hz之间衰减比较明显；盖板地面处衰减主要在20～60 Hz之间，但在5 Hz和10 Hz附近出现一定的放大；(3)减振道岔处钢轨-道床传递损失明显大于普通道岔，振动从钢轨传至道床处时，在1 000 Hz范围内都发生了衰减，其中在20 Hz以内衰减最为显著，衰减量在35 dB以上；(4)本研究成果可应用于铁道工程减振设计领域。     

地铁车辆段试车线振动传播规律

通过对深圳市已建成运行的前海湾车辆段和横岗车辆段的试车线在运营过程中产生振动的横向传播和上盖物业的垂向传播影响进行实地监测,研究试车线在正常运营情况下的振动影响源及传播情况,结果表明,试车线振动在水平方向上的传播,均随着距离的增加而呈不断下降趋势,距离越近,衰减速率越快,距离越远,衰减越慢;振动在垂直方向上的影响分布,整体上均是随着楼层的增加而呈现下降趋势。     

地铁车辆段上盖开发振动噪声综合控制路线分析

在总结地铁车辆段振动噪声影响的特点及上盖开发振动噪声控制现状的基础上,系统分析综合控制的流程及方法,包括工程条件特点的需求梳理及分析、振动噪声控制标准选择及确认、振动噪声影响分析及预测、综合减振降噪方案的确定及实施、振动噪声控制措施效果实测及评估等,最后提出下阶段需重点研究的内容,包括车辆段不同功能区域振动噪声源强、振动噪声控制指标、不同减振降噪技术措施的效果等。     

列车移动轴荷载作用下的地面振动及隔振研究

基于动力学理论和三维有限单元分析方法,建立列车移动轴荷载作用下的三维地面振动数值分析模型。以3辆编组的列车为例,考虑列车速度的影响,分析了振动在大地中的传播特性和隔振沟的减振效果。结果表明,列车移动轴荷载引起的竖向地面振动比横向振动大,隔振沟能对竖向地面振动起到较好的减振效果。     

地铁车辆段咽喉区临近建筑物的振动响应特性分析

为研究地铁列车经过车辆段咽喉区时对临近建筑物振动影响的特征及传播分布规律,以某地铁车辆段咽喉区临近新建建筑物为研究对象,选取咽喉区线路临近的场地土及建筑物内部的房间作为测试点开展振动测试分析.结果 表明:车辆段咽喉区振动影响持时长、强度大、频率特性复杂;咽喉区内的减振垫碎石道床地面线路以低频振动为主,振动主频为12 Hz;咽喉区内的U型槽整体道床线路高频振动多,振动主频为63 Hz.建造隔墙对楼板振动的影响较大,实测其减振量可达5.9 dB以上.建筑楼板的振动强度及分布规律受振源频率及楼板固有频率共同影响,在楼板设计时应避免共振效应.     

地铁车辆段天车运行引发上盖物业振动试验研究

为掌握地铁车辆段天车的振动源强特性及其在车辆内的振动传播规律,在广州某地铁车辆段进行了现场振动试验.分析结果表明:天车在车辆段运行时,接缝处牛腿振动加速度明显较大于无缝处,两者相差3～4 dB,因此建议车辆段内天车轨道使用无缝钢轨,以达到减小振动源强的目的.天车以满载和空载两种工况运行时,上盖建筑物楼板中央和柱脚振动在6～ 12.5 Hz频段有一定差异.在该频率范围,天车以满载工况运行引起上盖建筑的振动大于空载工况,而在其它频率范围则相差不大.天车引起的振动从上盖建筑物1层柱脚向3层柱脚传递时,在大于80 Hz频率范围会有一定衰减,而在30～ 60 Hz频段则会出现一定的放大,在5～ 20 Hz频段基本没有变化.天车振动能量通过阻抗较小的混凝土结构直接传至上盖建筑物,从而造成吊车运行引起上盖建筑物的振动响应较大.因此,车辆段设计时除关注列车引起的振动外,还应关注天车运行诱发上盖物业的振动.     

车辆段新型高等减振扣件应用研究

针对当前轨道高等减振措施在车辆段应用中存在的不足,研制了一种施工维护方便、预紧力可调的车辆段库内高等减振扣件。为评估扣件使用效果,在某地铁线路车辆段进行了在线测试,测试内容包括隧道壁振动、钢轨位移、轮轨力、车内振动等。测试结果表明,在保证安全性和平稳性的同时,列车低速空载条件下新型扣件相比普通弹性分开式扣件减振效果可达8db以上,能够满足车辆段高等减振需求。     

基于粒子阻尼的高速动车组侧墙蒙皮减振研究

高速动车组高速运行时,振动、冲击及气动效应复杂,随着动车组速度的不断提升,侧墙结构振动问题越来越显著。为了解决高速动车组高速行驶时车体侧墙蒙皮的振动问题,提出一种基于粒子阻尼技术的高速动车组侧墙蒙皮设计方法,能够在列车高速行驶时提高它的减振特性。首先建立侧墙结构模型,基于侧墙结构的动力学特性,通过模态分析得到侧墙各阶固有频率及其对应的振型从而确定粒子阻尼器的最佳安装位置。然后对粒子阻尼器的外观和结构进行设计以符合安装要求,再基于离散元理论,通过前面模态分析得出的频率以及阻尼器安装位置建立侧墙结构粒子阻尼器的能量耗散模型,分析阻尼器粒子材质、粒子粒径和粒子填充率对侧墙系统耗能的影响,比较各种配置方案最终耗能值的大小,从而得出粒子阻尼器的最佳配置方案。通过动力学分析和离散元模拟发现,设计粒子材质为铁基粒子、粒径为2 mm,填充率为95%的粒子阻尼器耗能值最大,减振效果最好。最后搭建试验台进行验证。试验结果表明：侧墙结构敏感区域安装仿真所设计粒子阻尼器减振效果平均可达65%以上,各阶频率对应峰值降幅明显,证明了粒子阻尼在高铁侧墙中应用的有效性。研究成果为动车组侧墙蒙皮的减振降噪提供一种新的思...     

地铁车辆段及综合基地物业开发模式探析

通过分析国内外众多地铁车辆段及综合基地的物业开发案例,结合作者在设计工作中的实践经验,对车辆段开发进行归纳总结,提出3种模式:地毯模式、地下掩土模式及高架模式.从投资决策与收益、土地性质与使用权属以及消防3个方面,对车辆基地物业开发在我国所面临的问题进行分析和思考.以翔实的数据和图片,介绍国内外车辆段及综合基地的开发情况.     

地铁物业减振降噪设计及测试分析

分析南海金融城地铁物业减振降噪设计方案,并对地铁引起的建筑结构振动进行现场测试,分析振动的时域、频域特性及传播规律。分析结果可为该项目顺利投入运营提供可靠依据,并为工程设计人员、评估人员提供参考。     

铁路路基填充屏障隔振效果的模型试验研究

为了研究铁路路基不同材料填充屏障的隔振效果,通过不同激振频率下的模型试验,分析了无屏障、空沟屏障、沙子填充屏障、碎石填充屏障、橡胶颗粒填充屏障5种填充屏障对土体振动的影响规律。结果表明:空沟屏障隔振效果最佳,沙子填充屏障隔振效果相对较差;在距填充屏障较近位置处,不同填充屏障隔振效果相差较大,随着距离的增加,各填充屏障隔振效果逐渐接近;碎石填充屏障对振动波的反射最为剧烈,为无屏障时的1.62倍;橡胶颗粒填充屏障对振动波能量的吸收效果较好,对振动波的反射较小,为无屏障时的0.74倍。     

空沟对列车运行产生的环境振动隔振效果研究

在分析瑞利波在空沟转角处的反射、透射以及沿空沟传播的基础上,得到瑞利波衰减与空沟参数的关系,进而推导出空沟外侧任意点土体振动响应的计算公式。采用该公式和仿真分析研究空沟对列车引起环境振动的影响。结果表明:随着空沟深度的增加,空沟的隔振效果也越明显;空沟对高频(11~40 Hz)振动的隔振效果较低频(1~10Hz)振动明显;空沟隔振效果与瑞利波波长有关,空沟沟深大于瑞利波长时,隔振效果较好;空沟宽度及空沟距振源的距离对列车产生的环境振动隔振效果均不明显;推导公式计算结果与数值分析结果基本一致,验证了推导公式的正确性。     

隧道振动响应研究进展

阐述铁路隧道振动产生原因和传播特点.从理论分析模型、隧道结构振动响应、隧道地基土振动响应、环境振动响应及减振措施等方面,综述铁路隧道振动问题研究的进展.认为目前研究中存在的主要问题是:计算模型不完善;缺乏对隧道结构长期动力特性的研究、对高速铁路隧道动力响应的试验研究;减振措施缺乏针对性.指出今后的研究工作重点应是:将材料损伤本构关系引入到隧道振动响应数值模型中,建立以轨道、隧道和围岩为一体的、考虑结构损伤在内的完整数值模型,并在此基础上分析研究隧道结构长期动力特性;针对高速铁路隧道开展现场测试、动力模型试验;采用数据分析与模拟试验相结合的方法,研究各工况的环境振动响应,提出针对不同地层和结构埋深的最优减振措施.