高速铁路板式轨道和大地的振动预测及对连续轨道板模型的讨论

板式轨道交通引起的环境振动得到不少学者的研究，但这些研究通常将非连续的轨道板简化为连续无限长的欧拉-伯努利梁，且进一步假定轨道/大地结构在纵向(轨道延伸方向)是均匀的，这与实际情况不符。为研究上述简化方式对环境振动预测结果的影响，建立移动简谐荷载作用下板式轨道交通引起的环境振动预测模型，在模型中考虑轨道板的非连续性和钢轨的离散支承，并视轨道/大地系统为无限长周期结构。基于傅里叶变换、周期结构理论和频率-波数域中大地的动柔度方法求解该周期结构对移动简谐力的稳态响应。以典型减振型无砟轨道为例，通过对比环境振动预测模型与简化模型的预测结果，明确将轨道/大地系统在纵向简化为均匀结构对临界速度、大地频谱和钢轨导纳的影响。结果表明：轨道板的自由弯曲模态对轨道/大地系统的响应可以有重要的影响，非连续的轨道板不能简化为连续无限长的梁；均匀的轨道/大地结构的临界速度产生机制仅为相速度与群速度的重叠，而周期轨道/大地结构的临界速度产生机制还可以是两条频散曲线的聚散(veering)。