双层车辆段上盖建筑振动与结构噪声预测分析

为研究地铁列车在双层车辆段运行引起的上盖建筑振动及室内结构噪声特性，以国内某双层车辆段上盖物业工程为研究对象，采用现场实测和数值模拟相结合的方法，系统分析了双层车辆段上盖建筑振动与辐射二次结构噪声传递规律。基于大地-车辆段-上盖建筑有限元模型，分析了列车荷载作用下，运用库上盖建筑的振动传递特性，再利用声传递向量法分析了上盖建筑室内结构辐射噪声及其特性，最后对室内各板件的噪声辐射贡献度及吸声平板降噪效果进行了研究。分析结果表明：由于高频振动经过土体衰减迅速，在80 Hz以上频段，二层行车引起的上盖建筑底层振动显著大于一层行车；运用库车致上盖建筑振动在第10层衰减至最低水平，随着楼层的继续增加，振动出现放大现象；在40 Hz处天花板和地板对卧室场点声学贡献度最大，其中在顶层采用吸声材料后的降噪效果最为明显。     

地铁列车对临近建筑物振动影响的研究

本文通过对北京地铁八王坟车辆段平台及平台上建筑物的计算和分析,采用直接积分法,求得建筑物上各点在地铁列车振动荷载下的位移反应方程,并得出了在不同列车运行速度、不同建筑物结构参数、同一建筑物的不同楼层之间以及距地铁正线不同距离的建筑物之间地铁荷载产生的振动振级的变化关系。     

地铁车辆段列车动荷载特性实测研究

对车辆段内咽喉区、试车线和运用库的地铁列车荷载进行了实测,获得了其时频特性。基于不同线路条件、行车速度下的实测结果,分析了地铁列车荷载特性的主要影响因素。研究结果表明：地铁列车通过时,咽喉区轨枕的铅垂向加速度幅值为10~15m/s2,荷载以高频成分为主,主频段为60~150Hz;试车线轨枕的铅垂向加速度幅值为5~6m/s2,荷载主频段为60~100Hz;运用库的振动量值较小,实测的铅垂向加速度幅值为1~2 cm/s2,荷载的主频段为30~50Hz。对地铁车辆段列车,与行车速度相比,列车荷载振动量值对线路的平顺度更为敏感。     

上海地铁荷载作用下邻近建筑物振动响应分析

为进一步了解上海地区地铁运行所引起的临近建筑物振动情况,根据上海实际地层剖面建立隧道-土体-建筑物相互作用三维有限元数值模型,分析地铁运行所引起的相邻建筑物各层水平和竖向振动变化规律。其中,列车荷载由三质点振动模型求出并施加于轨道上。同时对列车运行速度、建筑物与隧道距离及建筑物楼层数等因素对振动幅值的影响进行分析。结果表明,同一建筑物内竖向振动随层高基本不变,水平向振动先减小后增加,顶层有明显的振动放大现象;建筑物各层的振动随列车车速的减小、与轨道中心距离的增大和楼层数的增大而减小;但随着楼层数的增加,建筑物各层水平向振动放大现象也更明显。     

地铁振动对既有砌体结构影响的试验研究

以某两栋砌体结构为工程实例,对上海某线地铁振动进行了现场实测,分别从振级和1/3倍频程振动加速度级两方面研究了地铁对建筑物振动的影响规律。测试结果表明：对两栋5层砌体结构,楼板振动沿层高呈增大趋势,顶层的竖向振级比底层大2~4dB,水平向振级比底层大6~7 dB,昼间时段中高峰期的三向振级均大于非高峰期的振级,同时昼间时段振级均大于夜间时段振级;房间中央的楼板振动大于墙边和楼梯楼面的振动;地铁对建筑物的振动主要为10~25Hz低频振动。     

地铁对周边建筑物振动影响分析

建立了土层系统-建筑物二维共同作用有限元模型，采用Newmark隐式逐步数值积分法，从地铁列车荷载频谱特征和场地土层类型角度，分析了由地铁运行所诱发的周边建筑物振动响应规律。分析表明，在同一频率地铁振动荷载影响下，同一建筑物各楼层振动响应水平基本相同，上部楼层的振动仅比下部楼层振动有小幅上升；地铁低频段荷载对建筑物振动的影响大于高频段荷载的影响，但该低频段宽度要比建筑抗震分析中所考虑的地震荷载频段要宽；不同类型土层上建筑物的振动响应规律基本相同，表现为随建筑物距离地铁线路距离的增大，由地铁运行所诱发的建筑物的振动响应波动减小，但随土层硬度增加，建筑物的振动响应水平和衰减幅度也随之减小。     

地铁列车进出站振动实测与分析

为了研究列车进出站的环境振动特征,验证理论研究结果,利用实测的地铁进、出站振动数据,并结合列车进、出站的加速度变化模型,在时域上统计列车振动波形的峰值、幅值变化和持续时间特征,在频域上分析列车振动波形的频率分布和加速度振级特征.结果表明:列车出站振动峰值有大于进站振动峰值的趋势;轨道减振措施使竖向高频振动分量受到衰减,而水平方向的高频分量保留,从而导致列车运行速度较低时竖向与水平向振动峰值相近;不同测点的加速度振级在多个频点出现差异,但对同一个位置的振动来说,监测到的进站和出站的加速度振级曲线十分相似;经对比,实测分析结果与理论研究成果相符.     

地铁引起的站台邻近建筑室内振动预测分析

为了对地铁引起的站台邻近建筑楼层振动进行预测,提出并验证半经验半数值的振动预测方法,即运用实测经验法确定振源强度,有限元法分析建筑结构振动传递函数,将源强与传递函数相结合对建筑结构振动响应进行预测。利用半经验半数值的振动预测方法,对某地铁站台及其邻近建筑进行环境振动预测分析,得到地铁运行引起站台邻近建筑室内振动加速度级随楼层变化规律及其频谱特性。结果表明,半经验半数值的振动预测方法可行;地铁引起的站台邻近建筑内,随着楼层升高,低频振动受结构固有频率影响逐步放大,高频振动受阻尼影响能量衰减逐步减小,总振级随楼层增高呈先减小后增大趋势。该结果对地铁运行引起的站台邻近建筑室内环境振动预测及隔振设计具有实际意义。     

地铁车辆段新型隔振支座的减振效果研究

针对地铁车辆段上盖物业存在的振动舒适度问题以及缺乏相应有效减振措施的现状,开发了一种新型隔振支座来减小竖向列车振动。介绍了支座的结构构造及特点,在理论上提出设计方法;以某地铁车辆段工程为背景,通过数值模拟,对比分析了上部结构在隔振前后的动力响应,并对支座的减振效果进行评价。结果表明:隔振后,上部结构除在竖向一阶自振频率5.44 Hz和楼板局部模态频率16 Hz附近出现振动放大现象外,在其他频段的振动均得到明显降低,且隔振结构的各层Z振级均小于原结构,最大差值达12.1 dB;隔振支座对10 Hz以上频段的减振效果显著,其1/3倍频程振级的插入损失达20 dB,Z振级的减小量可达10 dB。     

地铁车辆段咽喉区地面振动传播规律实测与分析

实测广州地铁3号线厦滘车辆段咽喉区直、曲线段列车运行引起的周围地面振动影响,分析列车引起地面振动加速度在时、频域内的传播规律。结果表明,咽喉区直线段在轨道35 m范围内,地面竖向振动加速度级为72~95d B,略大于水平振动加速度级62~95 d B;咽喉区曲线段在轨道25 m范围内,地面竖向振动加速度级为70~98 d B,略小于水平振动加速度级80~98 d B;对地铁车辆段咽喉区临近的环境振动评价时,应同时考虑水平、竖向振动影响;中高频振动随距离增加衰减速度较低频快,咽喉区列车运行引发的振动传递到临近建筑物时主要频率成分为4~60 Hz。建议在车辆段减振措施设计时应重点考虑中低频振动的减振方案;在路基外侧沿轨道方向结合排水设施设置明沟利于减弱车辆段列车运行引发的振动传播。     

高速列车引起的武汉站楼板振动舒适度研究

随着人们生活水平和质量的提高,建筑物舒适度方面的要求引起了人们越来越多的关注。针对武广客运专线武汉站"桥建合一"的特殊结构型式,将结构划分为列车-桥梁子结构和桥梁-上部大跨钢结构子结构,由前者计算桥梁支座处的反力,并以此为反力作为后者的输入荷载,计算上部大跨钢结构的动力响应,然后基于目前常用的国际标准,将武汉站不同标高的楼层分为不同的子区域,分别评价各个子区域的舒适度,以此评价武汉站楼板在高速列车荷载下的舒适度。评价结果表明:武汉站各标高的楼板均满足舒适度的要求。所采取的舒适度评价方法可为国内今后类似结构的舒适度设计提供依据、为舒适度评价提供参考。     

重载列车拨车机动态载荷模型及速度曲线优选

据列车纵向动力学理论建立拨车机动态仿真模型,考虑缓冲器强非线性特性、车钩间隙效应、车辆启动及运行阻力等因素开发出拨车机动态载荷仿真系统。通过列车拨车试验数据验证模型的有效性,据出口拨车机系统初始设计速度曲线预测4万吨列车拨车载荷。结果表明,初始设计速度下拨车机最大载荷为1414.9 kN。通过对4万吨列车速度曲线的优选保证拨车效率及每次拨车距离,拨车机载荷较原方案下降30%,时间缩短5 s。该动态仿真系统可为重载列车拨车机设计提供新手段。     

高速铁路路基模型列车振动荷载模拟

针对高速铁路轨道-路基实尺试验模型提出了列车振动荷载模拟装置,该装置由反力架、作动器及分配梁等组成。参照实尺模型,建立了轨道-路基三维有限元数值模型,以运行速度为350km/h的CRH380型动车组、CRTSⅡ型无砟轨道为研究对象,计算并分析了列车移动荷载加载和作动器加载时路基的竖向动应力和竖向动位移,结果表明采用作动器联动加载可较好地模拟列车动力荷载。为获得动力加载时程曲线,采用数值模型建立相邻车厢的两个相邻转向架经过轨道时扣件点反力时程曲线,结合分配梁体系的传力特性和MTS伺服加载试验机对输入时程曲线的要求,通过对扣件点反力时程曲线进行叠加和傅里叶变换得到了作动器的输入时程曲线。     

列车运行引起坡子街村房屋振动测试与分析

武广城际铁路列车通过坡子街村时,导致了该村A、B、C三栋房屋明显振动。为了分析房屋振动原因,进行了现场振动测试,从而获得了列车通过时三栋房屋的振动时程。依据测试数据,分别从时域和频域两方面进行处理分析,分析表明:高速列车运行产生的振动引起B、C两栋房屋x轴方向发生共振现象。由于共振效应,B、C两栋房屋x轴方向振动速度峰值反而大于距铁路更近的A栋房屋。结果还发现:列车运行速度加快会明显增加房屋共振的幅度,但列车长度对房屋共振的幅度及振动持时影响均不明显。     

隧道仰拱底鼓机理及列车振动荷载影响研究

为研究列车振动荷载下隧道仰拱结构既有底鼓病害的扩展特性,探究列车动载对仰拱底鼓的放大效应,从围岩静载作用下仰拱底鼓的破坏模式出发,基于现场实测数据,利用动态扩展有限元模型,研究列车动载下各底鼓破坏模式的扩展规律及特性。结果表明:影响仰拱底鼓的主要原因有围岩静载、仰拱结构自身特征以及列车动载,仰拱底鼓模式主要有W型底鼓、LJ型底鼓以及H型底鼓。列车动载的加入改变了仰拱底鼓裂缝的扩展规律,缩短了裂缝贯通的时间,列车动载循环100次后裂缝贯通时间仅为围岩静载时的50%左右,循环10000次后裂缝贯通时间仅为围岩静载时的25%左右。围岩与仰拱间的接触压力斜率随着动载的加入而提高,提高的幅度与动载的循环次数正相关。     

《列车引发建筑物振动试验及数值隔振研究》

首先通过现场测试的方法对铁路线附近建筑物的振动特性、建筑物振动的传播规律及其影响因素进行了研究,然后建立了列车 大地 隔振沟 建筑物耦合动力分析模型,对隔振沟的沟深、沟长、沟到建筑物的距离和填充材料等四种结构参数对隔振效果的影响进行了分析。结果表明：列车引发的建筑物振动属于低频振动,建筑物结构对高频振动具有衰减的作用;振动随列车速度的提升而增大,随列车编组的加长而增大,随列车轴重的增加而增大;建筑物的振动水平随楼层的上升呈曲折分布;隔振沟的沟深、沟长、沟与建筑物之间的距离以及填充材料的变化对建筑物楼板的振动都有比较大的影响。     

地下高铁致结构振动全过程分析及隔振支座减隔振性能研究

地下高铁运行引起的振动通过周围地层传播会导致附近地下结构以及地上邻近建筑的二次振动,从而影响周边环境及建筑物的使用性能.以某商业综合建筑为背景,结合相关参数及现场实测数据建立"隧道—土体—建筑底板—上部结构"全过程三维有限元分析模型,计算地下高铁运行时结构振动响应.结合振动控制标准进行评估,并针对竖向隔振支座的减隔振效...     

地铁车辆段不同区域振动特性对比分析

基于广州某车辆段的现场实测,分析了列车运行引起试车线、咽喉区、检修线区域的振动特性差异,总结了三类区域振源的衰减规律,并用统计学方法对比各组测试数据的离散特性,最后对车辆段内各区域进行了环境影响评价。研究结果表明:试车线引起地面垂向振动的主要频率为60～80 Hz,咽喉区地面垂向振动主要频率为50～60 Hz,库内检修线地面垂向振动主要频率为20～40 Hz;从各工况Z振级拟合曲线可以得出,试车线列车荷载引起的近地点振源强度最大,咽喉区次之,检修线最小;在咽喉区,相对于采用混凝土轨枕的轨道,采用聚氨酯轨枕的轨道引起地面振动明显增大且衰减较慢,轨道结构及道床应进行减振优化。按照GB 10070-88标准,试车线距振源5 m内的振动超过限值,咽喉区距振源10 m内的振动超过限值,而检修线在2.5 m外区域的振动均满足限值要求。