地铁隧道列车振动特性试验研究

为获取隧道内列车荷载的振动特性,对某地铁区间隧道进行了试车试验.分析了扣件类型、列车运行速度等因素对荷载特性的影响;基于隧道断面的实测结果分析了其振动传播规律.结果表明:当地铁列车以60km/h通过时,实测振动源强均值为70.41dB;沿隧道断面的振动幅值逐渐减小,且荷载的高频分量逐渐衰减,钢轨竖向加速度最大,且以100Hz以上的高频分量为主;道床顶面和隧道基底的振动量值接近,且远大于隧道侧壁;随着车速增加,各测点的竖向分频振级逐渐增大,且低频段的振级增加更为显著,但车速的增加并未改变荷载的主频段,且随着车速增加,道床与隧道侧壁之间的振动传递损失增大;扣件类型对荷载的分频振级有较大影响.     

北京地铁某线路波磨测试及振动测试分析

地铁列车运行时对周边环境的振动影响给不少市民的正常生活带来了一定困扰,由此引发的市民投诉较为频繁。为探究上述问题,文章对北京市地铁某线路区间开展了钢轨波磨和振源振动现场测试工作,采用1/3倍频程波长谱和移动波深幅值峰-峰平均值PPR来表达钢轨波磨的程度,采用振动加速度级VAL、铅垂向Z振级VL_z、累计百分Z振级VL_z10和最大Z振级VL_{z max}等物理量来描述钢轨、道床和隧道壁处铅垂方向的振动强度,分别研究了高峰时间段内和非高峰时间段内地铁列车运行时对钢轨、道床和隧道壁的振动响应特性。     

HWIB用于高速铁路引发低频振动的隔振分析

分析了实体波阻块(EWIB)和蜂窝状波阻块(HWIB)对高速铁路引发低频振动的隔振效果.首先建立了列车-桥墩-土体计算模型,将桥墩处的实测加速度转换为作用在土体表面的动力荷载;然后计算了空沟和地下连续墙的隔振效果,并与EWIB和HWIB的隔振效果进行了对比.结果表明:对于高速铁路运行产生的低频振动,EWIB可以使地表振级降低5～10dB,HWIB可使地表振级降低6～12dB;对于10Hz以内的低频振动,HWIB有更好的隔振效果,使振动幅值降低80%以上.     

地铁引发低频振动的隔振效果分析

分析了波阻块(WIB)对地铁荷载引发低频振动的隔振效果.首先建立了列车-隧道-地基的数值计算模型,将地铁移动荷载简化为沿隧道向前的移动荷载列,计算了埋设WIB前后场地地表的振动情况,然后对比分析了WIB的埋深和构造对隔振效果的影响,最后与地下连续墙和隔振沟的隔振效果进行了比较.结果表明,对于地铁运行产生的低频振动,WIB可以使地表振级降低5～12 dB,振动幅值降低60%以上,具有比其他隔振措施更好的隔振效果.     

地铁线邻近建筑物振动特性及参数影响分析

建立了车辆-轨道-隧道及大地-房建结构空间耦合动力学模型,通过子模型间的相互作用关系实现了车辆、轨道、下部基础及房建结构的空间耦合振动分析,并通过相关现场调研和测试验证了模型的可靠性,分析了隧道埋深、建筑高度、楼板厚度、车辆运行速度等参数对建筑物振动特性和振动衰减的影响规律.研究发现,当隧道埋深在11.6m至21.6m间变化时,地表距离隧道中心线10~60m的范围存在振动放大区;隧道埋深从11.6m增大至21.6m,各楼层振级下降幅度为8.3~13.4dB,建筑物振动模态从以高阶振型为主转变成以低阶振型为主;地铁线附近建筑物层数越低,结构的振动响应越小;楼板厚度由0.15m增加至0.25m,各楼层振级下降幅度为0.9~7.4dB;车辆速度由80km/h降低至40km/h,各楼层振级下降幅度为5.7~6.9dB.可见,当地铁线路先于建筑物存在时,适当增加建筑物楼板厚度、降低行车速度、避开振动放大区是控制建筑物结构振动的有效方案.     

MHB碎石化动力响应及其对邻近建筑和居民的振动影响

MHB碎石化技术广泛应用于改建工程中旧水泥混凝土路面破碎,但冲击破碎过程中对邻近建筑和居民的振动影响问题亟待解决.基于弹性理论和波动理论对冲击荷载下路面板的物理参数衰减规律进行推导分析;依托山东S245省道旧水泥混凝土路面改建工程现场振动监测试验,并结合ANSYS/LS-DYNA动力有限元数值模拟对不同影响因素下路面板的三向动力响应进行研究,探寻碎石化邻近建筑物水平安全距离和影响居民舒适度的临界距离.结果表明:MHB碎石化施工振动属于冲击型振源,振动以负幂指数形式衰减,且计算、实测和数值模拟结果曲线衰减趋势一致;随着冲程的增大,碎石化动力荷载峰值出现时间不断提前;振动速度峰值1cm/s可作为判断邻近建筑安全与否的控制指标;当重锤下落高度分别为0.8m、1.0m、1.2m时,临近建筑物水平安全距离分别为14m、18m、20m,影响居民舒适度的临界距离分别为24m、29m、和31m.     

地铁列车运行诱发临近低层建筑振动响应分析

地铁曲线段轨道扭转效应加剧列车运行所诱发的环境振动响应.基于曲线段轮轨法向力与蠕滑力模型,计算得到B型车通过350 m小曲率半径线路时的动态轮轨力.以苏州轨道交通2号线某曲线区间段为例,建立隧道-土层-建筑物二维有限元模型,对地铁列车运行时紧邻地铁线路一座低层建筑的振动响应进行分析.共采取定员与超员条件下近侧列车通行、远侧列车通行以及两车会车等6种计算工况.结果表明:曲线段地铁列车运行诱发该建筑物产生垂直与水平向振动;超员会车最不利工况下,比较各楼层垂向分频振级与标准限值发现,在频率7.8 Hz各楼层分频振级均超过标准限值;该建筑物垂向振级随楼层升高基本保持不变,水平振级随楼层升高近似线性增大.     

120kW发电机组隔振设计测试研究

为了解某120kW发电机组振动烈度状况，并评价该发电机组隔振器的减振效果，依据相关国家标准在不同工况下布点进行振动的测试与分析，测试数据表明：最大振动烈度为39．223mm／s，各点振级落差均大于10dB，具有较好的隔振效果；参照机械振动的测量和评价（ISO8528—9：1995．MOD），发电机组上个别点加速度略超标准值，其结构及隔振器设计可进一步优化。     

时速80 km/h地铁地下线梯形轨枕轨道现场测试分析

为评价时速80 km/h地铁作用下梯形轨枕的工作性能,对北京地铁某线梯形轨枕道床进行现场动位移和加速度测试,从时域、频域和Z振级角度对加速度指标进行分析,从时域角度对动位移数据进行分析,评价梯形轨枕轨道工作性能。结果表明:地铁列车作用下普通道床钢轨、道床和隧道壁振动有效值为14.1、0.48、0.069 m/s~2,梯形轨枕断面对应测点振动有效值为18.1、0.62、0.016 m/s~2,隧道壁处振动加速度在1～1 000 Hz内均有一定减振效果,最大Z振级差值为11.9 dB,梯形轨枕道床钢轨垂向、钢轨横向、梯轨垂向、梯轨横向最大动位移分别为0.34、0.13、1.21、0.081 mm。     

高铁对近接矿区深主井的动静载影响

将列车和路基视为超载,分析合肥-福州客专对邻近矿区主竖井衬砌的静力影响;根据动力学理论建立考虑山体、竖井、合福客专的数值模型,分析模型的自振频率和振型特性,研究列车对竖井衬砌的位移、应力的影响;并提出竖井回填方案.结果表明,合福客专对竖井的影响范围可达到井口下方的260 m;列车振动主要在竖井中产生竖向位移沉降,其次为竖向隆起;在竖井顶部靠近山表的位置,列车荷载引起的附加动位移和动应力都较大;主井回填采用自下而上的方式进行.     

客运专线有砟道岔轨道动刚度特性分析

在分析客运专线有砟道岔轨道刚度组成的基础上,建立了有砟道岔轨道动刚度的计算方法,分析了我国时速250 km客运专线有砟道岔轨道动刚度特性.结果表明:心轨的动静刚度比最大,基本轨、尖轨和导轨次之,翼轨最小;在小于100 Hz的频段上,各钢轨的动刚度随着激振频率增加而减小;在0～250 Hz的频段上,各钢轨会出现3个共振峰.     

地铁直线轨道波磨成因及发展特性

为分析地铁直线段钢轨波磨的成因及发展特性,基于轨道结构有限元模型和车辆-轨道耦合动力学模型,运用模态分析和动力分析对钢轨波磨的产生和发展进行研究。结果表明：（1）实测波磨的线路条件和通过频率范围与Pinned-Pinned共振导致的响轨波磨接近,初步认为该区段发生的波磨可能为响轨波磨;（2）轨道结构模态分析发现,513.7Hz处的振动模态为轨道结构的横向Pinned-Pinned共振模态,1050.0Hz处的振动模态为轨道结构的垂向Pinned-Pinned共振模态;车辆-轨道耦合模型动力分析发现,钢轨垂向振动加速度级在中心频率500Hz和1000Hz处幅值较高,分别为69.7dB和70.1dB,且上述中心频率所对应的三分之一倍频程带宽为轨道结构发生Pinned-Pinned共振的频率范围,因此分析认为该线路上的钢轨波磨为轨道结构Pinned-Pinned共振所致的响轨波磨;（3）不同轨枕间距和运营速度下的钢轨垂向振动加速度级变化趋势基本一致,且中心频率500Hz和1000Hz处的钢轨垂向振动加速度级幅值较高。随着轨枕间距和运营速度的变化,500Hz和1000Hz处的钢轨垂向振动加速度级变化趋势相同;通过改变轨枕间距和运营速度,可以使得钢轨垂向振动加速度级发生明显变化,说明适当的轨枕间距（700mm左右）和运营速度（80km/h左右）能够有效的控制响轨波磨的产生和发展。     

浮置板轨道隔振性能研究

为了分析浮置板轨道的动态特性,根据结构动力学原理建立了两种浮置板轨道的计算模型.应用所建模型对长、短两类浮置板轨道的隔振性能进行了分析和比较.计算结果表明,浮置板轨道对于隔离钢轨传递给基础的振动有显著作用,长浮置板轨道的隔振性能在力的作用处稍优于短浮置板轨道,但沿钢轨方向短浮置板轨道的振动衰减比较快.浮置板系统的固有频率越低,隔振性能越好.可以通过增加浮置板质量和降低浮置板支承刚度的方法降低浮置板轨道系统的固有频率,以达到较好的隔振性能.     

Observation and Evaluation of Bridge Settlement in Beijing-Tianjin Intercity Railway

Specific requirements and methods of settlement monitoring which were used in bridge of unballasted track passenger dedicated line or high-speed railway are introduced systematically,and mathematical model and determinant conditions of settlement were proposed simultaneously,taking Beijing—Tianjin intercity railway as an example.     

摇架式隔振系统隔振特性的试验研究

研究履带车辆动力传动装置摇架式隔振系统的隔振特性。应用动力学相似理论设计制作了摇架式隔振系统的试验模型并进行了理论分析和试验。试验表明,摇架式单层隔振系统的传递率下降斜率为１２ｄＢ／ｏｃｔ,双层隔振系统的传递下降斜率为２４ｄＢ／ｏｃｔ。     

轨道纵向刚度变化对快速列车轮轨受力的影响

由于轨道刚度是铁路轨道设计的重要参数,直接影响到列车的运行安全和平稳性,因此运用车辆－轨道垂向系统统一模型和新型预测－校正数值积分法,对铁路快速列车以不同速度通过因道床和轨下垫层刚度变化而引起的动力不平顺轨道段时车辆和轨道的响应进行了仿真计算,干涉分析了轨道纵向刚度变化对铁路快速列车轮轨受力的影响。     

CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆施工质量控制

本文以京沪高速铁路和京津城际客运专线工程施工实践为基础,阐述了水泥乳化沥青砂浆层施工质量控制要点,对施工中常见病害进行了描述与原因分析,最后基于弹性地基梁理论与有限元方法,研究了砂浆层离缝对轨道结构受力和变形的影响。结果表明轨道板与水泥乳化沥青砂浆层之间的离缝将加剧轨道结构的变形,为了保证高速列车行车品质与轨道结构的耐久性,必须严格控制水泥乳化沥青砂浆的施工质量,防止灌浆时砂浆离缝的出现,并及时进行施工工艺调整与养护维修。     

铁路地下直径线橡胶浮置板道床钢轨变形限值研究

浮置板道床能有效减小铁路振动的影响,因此可将其应用于穿越人口密集区的铁路地下直径线。为了确保行车的安全性和舒适性,有必要对铁路运营下浮置板道床钢轨的合理变形限值进行研究。基于有限元法,建立了车辆-橡胶浮置板道床耦合动力学模型,对SS9列车100 km／h速度下车辆、钢轨、浮置板等部件的动力学特性进行了研究,并从行车安全性和平稳性方面提出了浮置板道床钢轨的变形限值建议值。研究表明：橡胶垫面刚度小于0．02 N／mm3时,轨道结构产生较大垂向位移;100 km／h速度条件下,铁路橡胶浮置板道床钢轨垂向变形限值取4 mm时,能满足行车安全性和平稳性要求。