“桥建合一”型地铁高架车站振动舒适度研究

"桥建合一"型地铁高架车站的轨道梁刚接在站房结构框架梁上,存在严重的车致振动舒适度问题。为了研究列车过站时"桥建合一"型地铁高架车站的振动舒适度规律,以某典型侧式"桥建合一"型地铁高架车站为研究对象,采用数值计算软件Matlab建立27自由度列车模型,采用有限元软件Ansys建立车站有限元模型,基于分离迭代法实现列车-车站的耦合作用,并对比实测数据验证列车-车站耦合振动分析模型的准确性。采用已验证的列车-车站耦合振动分析模型计算列车到发站时站房的振动舒适度敏感点,并研究列车车速、楼板厚度和桥墩跨度参数对站房振动舒适度的影响。研究结果表明:"桥建合一"型地铁高架车站的结构动力特性具有特殊性,典型楼板的1阶竖弯频率为28.91 Hz,是高铁客运站的4.7~7.7倍;站厅层振动舒适度敏感点位于结构缝附近和车站端部悬挑区域,列车到站时站厅层振动超标最大为32%;站房的车致振动相应总体上随列车车速的增加而增大,列车正线过站时60~80 km/h速度区间与列车会车过站时20~40 km/h和60~80 km/h速度区间的楼板振动增幅较为显著;楼板的车致振动在其自振频率附近会产生"共振效应",楼板厚度参数对楼板自制频率的影响较小,桥墩跨度参数对楼板自振频率的影响较大,合理设计桥墩跨度可以有效避免楼板产生"共振效应"。     

"桥建合一"型地铁高架车站振动与结构噪声测试研究

"桥建合一"型地铁高架车站,相比于传统的"桥建分离"型高架车站,具有更严重的振动和结构噪声问题.以某典型"桥建合一"型地铁侧式高架车站为工程背景,通过实测列车到发站时站房结构振动和结构噪声响应,分析这类结构型式的响应规律,同时对不同功能区进行舒适度评价.研究结果表明:"桥建合一"型地铁高架车站的振动更剧烈,站厅层峰值加速度是"桥建分离"型高架车站的2～6倍;相比于柱顶/底,楼板振动的优势频段为10～60 Hz,低频振动被放大,并在楼板一阶竖弯频率处出现共振;相比于柱顶/底,悬挑端部振动在低频处被放大,受雨棚立柱的约束作用,站台层悬挑端的振动放大效果弱于站厅层;列车到发站时站厅层不满足振动舒适度要求;休息室内结构噪声影响较振动严重,最大超标量为21.02 dB.     

砂土场地地铁车站抗震计算方法

选取典型砂土场地地铁车站,分别采用反应位移法、反应加速度法、有限元动力分析法对其在地震作用下的结构内力进行计算,分析不同抗震计算方法在地铁车站抗震设计中的适用性。结果表明:对于砂土场地地铁车站,3种抗震计算方法所得的结构内力最大值位置基本一致,最大弯矩、最大剪力均出现在侧墙底部与底板端部,最大轴力均出现在中柱底部与侧墙底部;反应加速度法计算结果与有限元动力分析法更为接近,反应位移法计算结果与有限元动力分析法相差较大,宜采用反应加速度法进行砂土场地地铁车站等地下结构的抗震计算。     

线下式桥建合一车站振动噪声特性及控制研究

研究目的:为掌握线下式车站车致振动和噪声的形成机理、传递路径及分布特性差异,建立“列车-轨道-结构-土体”耦合动力学模型研究列车过站时引发的站房车致振动,利用声学有限元方法计算二次结构噪声,利用统计能量分析计算站厅内环境噪声,并根据研究结果开展线下式桥建合一车站低振动噪声设计。研究结论:(1)相比桥建分离车站,桥建合一车站候车厅在30 Hz以上的振级增幅达30 dB,而在人体更敏感的30 Hz以下低频范围内振级差异仅3.5 dB;(2)桥建合一车站因其承轨层与周边结构硬连接,承轨层振动更小,二次结构噪声较桥建分离车站低5.5 dBA,环境噪声低1.4 dBA,总体上对乘客来说具有更好的声振舒适性;(3)采用重型减振轨道能够有效抑制站房振动,楼板的垂向振动加速度减小10倍以上,二次结构噪声降幅可达25 dBA以上;在站台层和站厅层内采取吸声、隔声措施可使候车厅内环境噪声降幅达15 dBA以上;(4)相关振动噪声控制方案可为综合交通枢纽的减振降噪设计提供参考。     

单跨双线铁路曲线桥梁车桥耦合振动特性分析

为了研究单跨双线铁路曲线桥梁车桥耦合振动特性,建立车桥耦合振动模型,对列车通过单跨曲线桥(半径为600 m)内线和外线时,各板件的振动情况及影响最大的主频进行仿真计算,通过对比分析,得出与单跨直线桥的振动特性差异,为后期的单跨曲线桥结构减振处理及连续曲线桥梁(半径为600 m)研究提供理论参考。结果表明:相同条件下,顶板跨中结构位移方面,曲线桥(外线行驶)>曲线桥(内线行驶)>直线桥。顶板振动加速度方面,曲线桥(外线行驶)>曲线桥(内线行驶)>直线桥。但是在两侧板、底板振动加速度方面,曲线桥(内线行驶)>曲线桥(外线行驶)>直线桥。相比直线桥,曲线桥产生的低频振动更大,振动加速度对应的主频也较多,引起的低频噪声也更大。由于横向力的影响,桥梁结构稳定性还会受到一定的影响。     

跨坐式单轨交通预应力钢筋混凝土轨道梁动力性能试验与分析

对重庆跨坐式单轨交通的预应力钢筋混凝土轨道梁、墩体结构进行了动力试验,测试其动力特性及在不同行车速度下的动力响应.测试及分析结果表明,预应力钢筋混凝土轨道梁结构实测自振特性与理论计算结果基本相符;轨道梁结构具有较好的竖向刚度和结构强度;单轨车辆以不同速度通过桥梁时,试验梁横向基频、横向加速度等横向振动性能与<铁路桥梁检定规范>的要求有一定差异;运行单轨车辆对轨道梁结构有一定的冲击作用,但不显著;墩体结构横向动力性能良好,满足限值要求.     

单轨"T"型独柱墩高架车站结构设计若干问题探讨

研究目的:单轨交通系统在国内系首次采用,通过对规范的选用、站台雨棚结构、结构计算简图、位移与挠度限值的确定、结构整体动力特性等若干结构问题的探讨,可供制定相关规范规程时借鉴、参考。研究方法:结合国内首次采用跨座式单轨交通方式的重庆轻轨较新线高架车站工程实例,进行研究探讨。研究结果:提出高架车站的分析计算方法、构造要求、位移与挠度限值及旅客舒适度要求等。研究结论:高架车站需同时满足建筑结构设计规范和铁路桥涵设计规范;站台雨棚宜采用轻钢结构;“T”型独柱墩高架车站应进行结构整体动力特性分析。     

大跨度公轨两用钢桁梁斜拉桥车桥耦合效应及影响参数研究

"抱轨"行驶是跨座式单轨交通的一个显著特点.针对单轨列车与双层桥面钢桁梁斜拉桥的车桥耦合动力性能,以主跨468 m牛田洋大桥为工程背景,基于ANSYS及SIMPACK等软件建立车桥空间耦合动力模型开展联合仿真,研究不同行车速度、不同列车特性下的车、桥动力响应,并对行车安全性等进行了评估.研究结果表明:列车在通过桥梁时的竖向动力效应较弱,位移冲击系数约在1.1以内,且桥梁竖、横向位移响应均与车速无显著联系;竖向位移随过桥车辆数目的增加而增大,横向位移在单线行车时明显大于双线对开工况;桥梁与车体振动加速度均随车速递增,且车体横向振动程度大于竖向;跨座式单轨列车在列车正常行驶速度100 km/h以内通过该大跨度斜拉桥时,桥梁的动力性能优良,桥上列车具备良好的乘坐舒适性.     

中低速磁浮桥建合一车站结构振动分析探讨

建立适合磁浮交通领域"桥-建"合一车站振动的评价标准,对不同工况下的激励源、激励输入进行研究,并建立磁浮列车-轨道梁耦合振动分析模型以及站房结构动力分析模型。以磁浮朗木梨站为分析对象,对不同工况不同区域的结构振动舒适性及结构安全性进行评价,仿真分析评价结果表明:一线制动一线启动工况下站房结构振动响应最大;轨行区结构振动响应明显大于站台区结构振动响应;在本研究所列不同工况下结构的振动舒适性及安全性是有保证的。     

城市轨道交通高架桥动力学性能仿真研究

用大型软件MSC/PATRAN建立城市轨道交通系统车/桥有限元模型,将轨道不平顺作为车/桥耦合振动的激励源,并采用有限元软件MSC/DYTRAN计算耦合系统在普通板式橡胶支座和钢弹簧支座两种情形下的振动响应。计算结果显示,钢弹簧支座能更有效地降低梁体与桥墩的振动加速度。虽然在采用该减振措施后,车体的振动加速度值有所增加,但旅客乘座舒适度和列车平稳性指标仍在允许范围之内。对钢弹簧支座刚度参数的优化研究表明,当刚度系数值为2 54×108N·m-1时,车/桥耦合系统对环境的振动影响最小。     

地铁交通诱发邻近建筑物振动的实测与分析

根据现场实测数据,对某地铁2号线沿线典型区段地铁引起的临近建筑物振动实况和振动特性及其传播规律等进行了分析研究。结果表明:地铁诱发的沿线建筑物的振动以竖向为主,且楼层竖向振动基本表现为整体振动;在框架结构中,振动信号主要是沿柱子向上部楼层传播;楼层振动主要表现为低频的楼板振动,楼层间信号的放大主要集中在20 Hz以下的低频信号。此外,本文还给出建筑物振动实测资料的评价分析,为评估地铁运营诱发的环境振动与城市规划设计提供参考。     

铁路隔振沟减振的数值分析

通过建立铁路隔振沟对轨道减振分析的力学模型,运用ANSYS大型有限元通用软件对隔振沟深度、隔振沟宽度及隔振沟位置对隔振沟减振效果进行分析。结果表明:隔振沟深度是影响减振效果的主要因素,随着隔振沟深度的增大其减振效果逐渐增强;而隔振沟宽度和隔振沟位置对隔振沟减振效果影响不大;隔振沟对高频振动的减振效果尤为明显。     

地铁交通引起地面振动的实测与分析

根据现场实测数据,对某地铁1号线沿线典型区段地铁引起的地面振动实况和振动特性及其传播规律等进行了分析研究。结果表明:地铁诱发地面振动的振级主要由测点到轨道中心的水平距离决定,并且在离开地铁隧道中心线一定距离范围内,存在一个振动放大区;地面振动存在一个主要的响应频带,在此范围内的建筑物若其自振周期处于这一频带,则会受到地铁交通的显著影响。此外,还对地面振动实测资料进行评价分析,为评估地铁运营诱发的环境振动与城市规划设计提供参考。     

城市轨道交通环境振动预测与评价

随着城市轨道交通的大量新建以及客运专线、城际铁路的快速发展,由此引起的线路环境振动与噪声问题日益突出,已成为城市建设与发展中人们关注的焦点之一.在国内外学者研究的基础上,作为应用实例,对某机场城市轨道交通连接线引起的环境振动进行了预测和评价,提出了适合我国城市轨道交通的环境振动预测和评价方法.     

地铁振动及其控本的研究

介绍国内外地铁振动及其控制的研究现状．系统阐述地铁振动产生的机理、地铁振动的传播和目前的振动控制措施,并提出需要解决的几个问题。     

橡胶隔振垫减振轨道设计研究

针对橡胶隔振垫减振道床独特的结构,分析了圆形隧道内橡胶隔振垫减振道床的尺寸、橡胶减振垫刚度的不同对结构配筋及减振效果的影响,以确保减振型轨道结构的安全性、有效性和耐久性,可供类似工程的橡胶隔振垫减振轨道设计参数取值参考和借鉴.     

城市轨道交通环境振动与振动噪声研究

论述了轨道交通环境振动与振动噪声研究中的波 频域法,数值法,实验法和统计能量分析法及其在该领域的研究进展,提出了需要进一步深入探讨的9个问题。     

高速铁路环境振动特性研究

在对我国高速铁路环境振动实测的基础上,分析了我国高速铁路环境振动特性。实测分析结果表明：对于350km／h客运专线,高速动车组运行时铁路环境振动主频出现在40Hz左右;对于250km／h客运专线,高速动车组运行时铁路环境振动主频出现在25Hz左右;货物列车运行所产生的铁路环境振动,其主频大多出现在12．5Hz左右。地面环境振动传播规律为近场范围内距线路距离加倍,环境振动衰减2～3dB。列车引起的地面振动随车速的提高而增大,与日本新干线的桥梁及其周围地面的振动进行的测试结果基本一致。     

孟买地铁转向架与车体垂向耦合振动分析

针对孟买地铁车辆,运用刚柔耦合的车辆振动模型,研究弹性车体与构架耦合振动,分析车体弹性对平稳性的影响。分析表明,车体刚度越大,车体弹性对平稳性的影响越小;随着转向架一系垂向刚度的增加,构架的浮沉频率会逐步增加;通过参数优化,当构架浮沉频率与车体垂向一阶弯曲频率相近时,不会发生车体垂向弯曲共振现象。     

高速、重载铁路环境振动控制研究

论述了大地振动控制的一般方法和特点,提出了铁路环境振动控制的研究方法.该方法包括:现场勘测与试验,数学建模与仿真,屏障参数对隔振效果的影响分析,振动控制方案比选,工程投资预算及治理工程实施后的评价.作为应用实例,结合北京东郊铁道试验环线振动治理工程,给出了铁道环线振动治理工程的建议方案.