高速列车引起的车站天桥振动分析

高速铁路客站跨线天桥是临近高速铁路建筑物,高铁列车高速通过铁路正线时产生的列车风和振动给车站天桥结构带来了振动激励,其对结构安全的影响有必要加以研究。本文以一高铁车站旅客天桥为例,通过现场实测、理论分析对天桥振动进行了研究,确定了引起天桥结构振动的原因是列车风,并提出了高铁车站天桥设计改进建议。     

基于FE-SEA混合法的车内结构噪声预测分析

为分析预测高速列车车内结构噪声,本文基于声固耦合理论,结合有限元法(FE)、统计能量分析法(SEA)的优点,采用FE-SEA混合法建立车体-车内声腔耦合车内结构噪声预测模型,分析在垂向二系悬挂力作用下车体结构振动响应、0~500Hz频段车内结构噪声及车体各组成部分对车内结构噪声的贡献度。分析结果表明:混合FE-SEA模型能够准确预测车体结构振动及车内结构噪声,具有较高的计算效率;在垂向二系悬挂力作用下,车内各部位噪声值相差较小,其变化趋势与二系悬挂力变化趋势一致;车体振动在低频段较明显,车体底板振动加速度、速度最大,对车内结构噪声的影响最大,可通过对底板采取减振措施降低车内结构噪声。     

地铁车站地面站厅层振动与噪声试验分析

为了分析和评价地铁车站列车运行产生的振动与噪声对站厅工作环境的影响,对某地铁站的地面站厅层的振动与噪声进行现场实测,在时域内分析振动与噪声特性,并将实测结果与我国环境振动与噪声标准进行对比和分析,对不满足标准的办公室进行减振降噪装饰处理。研究结果表明:当列车进出车站时,地面站厅结构竖向振动明显大于水平振动;实测的最大竖向振动加速度级为86.5~105.7 d B;站厅层楼板的振动明显大于其他位置处的振动;地面站厅内最大瞬时A声级为69.7~74.3 d B(A)。采取减振降噪措施后,办公室位置处的振动和噪声得到了较好改善。研究工作对类似工程的振动与噪声评价和减振降噪设计具有重要的参考价值。     

"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.     

地铁高架车站站厅层低频结构噪声的影响及对策

对地铁高架车站站厅层低频结构噪声的量值、频谱特性及影响因素进行了调研,对站厅层噪声限值标准进行了分析,提出以列车通过时段等效A声级作为控制指标的两级限值。分别从车站结构、轨道减振及吸声隔声等方面,对新建线及既有线提出了站厅层噪声的控制技术措施建议。     

“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"。     

地铁车站对周围环境振动与噪声的影响分析及对策

地铁车站对周围环境及附近建筑物的振动、噪声影响越来起引起人们的关注。对于列车运行所产生的振动、噪声,采取措施有:改善车辆、轨道的条件;增加对地表和地铁车站周边建筑物结构的减振措施;对要求高的建筑采用浮置结构等。对于车站设备产生的振动、噪声其措施有:改变机电设备的操作方式和制作工艺,以控制噪声源;控制传播途径;采用吸声结构、吸声材料及隔振材料等;采用有效的消声设备;采用合理的建筑平面设计等。     

运营列车作用下地铁车站与临近立交桥的振动响应特性

依托太原地铁2号线西涧河站与尖草坪立交桥共建工程,将模拟的列车振动荷载施加在地铁铁轨上,同时对地铁列车施加速度场,提取地铁车站与临近立交桥不同位置的速度,加速度及位移值进行振动响应特性分析。结果表明:地铁车站各断面上同一部位测点的振动响应变化规律相似,即地铁列车通过该测点时,其振动响应最剧烈;地铁列车通过监测断面时,该断面上地铁车站与立交桥的振动响应最明显;同一监测断面地铁车站有车行驶层梁、柱和底板的振动响应均大于无车行驶层,无车行驶层和有车行驶层底板的振动响应均最明显;同一监测断面立交桥承台顶的振动响应大于桥墩顶。     

高速铁路大型高架车站的振动研究

高架车站是目前高速铁路建设中广泛运用的建筑形式,动车组列车通过时引起的振动影响旅客候车的舒适性。分析长沙南站结构,对其高架候车厅楼板进行振动测试;对国内外高架车站减振优化设计进行论述和分析,提出减振优化对策。     

声学包仿真技术在高速综合检测列车降噪设计上的应用与实践

通过用于某高速检测车噪声分析和预测的统计能量分析(SEA)模型的建立及分析,介绍了高速列车声学包仿真技术在整车噪声分析中的应用,为声学包仿真技术在高速列车中的设计应用开拓了新思路。     

北京地铁10号线乘车舒适性分析

为了提高城市轨道交通出行的乘车舒适性,针对列车运行过程中比较敏感的振动和噪声进行研究。建立车辆-乘客耦合振动模型,推导系统振动微分方程,并编写相应计算程序进行求解,对车辆及车厢内部不同位置乘客的振动响应进行计算,结果表明,乘客与车辆的振动响应间存在明显差异,车厢中部乘客振动响应峰值会较两端偏小。对北京地铁10号线部分区段车厢内部噪声进行实际测量,数据证明空气动力噪声会使得车厢连接处噪声值较车厢中部明显偏高,曲线轨道处的轮轨尖啸噪声造成列车转弯时的瞬时声压最大值略有超标。通过振动计算及噪声测试可知,车厢中部振动较小、噪声较低,乘车舒适性会优于车厢两端。     

轨道交通桥梁结构噪声影响及治理措施研究

为探讨轨道交通桥梁结构噪声分布规律及评价采取轨道减振措施后的降噪效果,以某轨道交通高架线路为例,采用有限元与边界元相结合的方法分析有无隔振措施时桥梁振动及其引起的结构噪声,其中主要分析钢弹簧浮置板轨道、减振扣件轨道和橡胶减振垫轨道3种轨道减振措施。结果表明:单箱单室箱梁辐射声能量主要集中于31.5~125 Hz,噪声峰值出现在40~63 Hz;列车运行速度越大,桥梁结构噪声辐射总声压级越大;采取隔振措施后结构噪声可降低约5.6~16.6 dB(A),其中钢弹簧浮置板轨道降噪效果明显优于橡胶减振垫轨道和减振扣件轨道。     

地铁运行列车引起建筑物低频振动的数值分析

采用施加在轨道上的一系列移动轴荷载模拟列车作用,利用轨道结构连续弹性双层梁模型,计算出某城市地铁列车运行产生的轨枕与隧道之间的作用力。在此基础上,建立隧道-土层-建筑物有限元模型分析了不同车速下不同距离建筑物中不同楼层的振动规律。分析结果表明:移动列车轴荷载引起建筑物低频振动;车速越高,建筑物的竖向振动水平越高;随着到轨道中心线距离的增加,建筑物竖向振动水平逐渐减小;不同楼层竖向振动水平基本接近。     

清河站建桥合一结构的车致振动舒适度研究

清河站站房结构采用建桥合一的结构体系,列车高速通过时产生车致振动的舒适度问题需要重点研究。通过车辆—轨道模型得到列车对轨道的振动激励,将激励时程输入轨道—结构—环境土体模型,计算结构动力响应的研究方法,进行车致振动的舒适度评价,对清河站的研究得到:高铁列车在到发线进出站时,清河站候车层楼板最大预测Z振级满足规范要求;在正线高速通过时,候车层楼板最大预测Z振级超过规范限值,不满足要求,通过采取结构措施可达到舒适度要求。同时得出建桥合一结构体系在高铁列车通过时,正线位置的振动响应大于到发线,行车位置的响应大于其他位置,站台层的振动响应大于高架候车层和夹层的结论。     

股道靠标停车困难的CTCS解决方案研究

为解决CTCS中的股道靠标停车困难问题,从运营场景分析的角度,采用数学模型的方法分析股道正常靠标停车以及靠标停车困难的原因,内容涉及车载设备的控车逻辑以及停车标、应答器组和防护信号机的位置关系。以CTCS-2级和CTCS-3级线路为例,提出采用开口速度控制方式解决CTCS股道靠标停车困难问题。介绍开口速度控制功能的原理、一些现场应用场景以及所采用的冒进防护措施等,该方案对于CTCS各等级线路具有广泛的适用性。     

高速列车车头的气动噪声数值分析

随着列车运行速度的提高,列车气动噪声变得越来越明显,降低气动噪声已成为控制高速列车噪声的关键之一。本文对高速列车车头气动噪声进行数值分析。首先,建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型,分别利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟计算高速列车的外部稳态和瞬态流场。然后,基于稳态流场,利用宽频带噪声源模型计算高速列车车身表面气动噪声源;基于瞬态流场,分析车身表面脉动压力的时域及频域特性;利用Lighthill声学比拟理论,计算高速列车远场气动噪声,分析远场气动噪声的时域及频域特性。本文对研究和控制高速列车气动噪声具有一定意义。     

高速铁路轮轨噪声预测分析

基于高速铁路轮轨噪声机理,对高速铁路轮轨滚动噪声预测方法进行分析。建立高速铁路轮轨噪声预测分析模型,为轮轨噪声的控制提供必要的依据。在探讨列车—轨道相互作用关系、轮轨表面粗糙度、轮轨接触滤波、噪声辐射比、轮轨系统噪声辐射、地面的声反射等问题的基础上,对我国快速客运专线的轮轨噪声进行了数值仿真预测。给出轮轨噪声的频谱特性、距离衰减特性及随运行速度的变化规律。     

高速列车作用下箱梁桥箱内振动噪声分布研究

为解决高速铁路线上箱梁桥日常检查与列车运营之间的冲突,探讨列车正常运行时箱梁内部噪声对日常检查工作造成的影响,桥梁结构振动辐射低频噪声会对检测人员造成极大危害,研究箱梁内部噪声分布有着重要的现实意义。结合车桥耦合振动和声传播理论,通过建立桥梁振动辐射有限元-边界元的求解体系,以78 m变截面混凝土箱梁桥作为实体模型,得出箱内瞬态噪声声场特性。分析结果表明,在车桥耦合振动所产生的箱内声辐射噪声分析中,变截面处声压值增大,且列车交汇产生的声压值大于单向行车产生的声压值。当箱内添加吸声材料后,可降低噪声水平,保障检测人员身体健康。     

车端间距对高速列车风挡气动噪声的影响

为研究车端间距对高速列车风挡气动噪声的影响,文章利用大涡模拟方法和Lighthill声学比拟理论建立高速列车风挡气动噪声数值计算模型,并设计四种不同车端间距下的风挡方案,计算相应的气动噪声。结果表明,风挡的气动噪声随着车端间距的增加而增大,在满足工程约束的条件下,可以通过减小车端间距来改善高速列车风挡的气动噪声。