【摘要】： 隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展,城市規(guī)模的不斷擴大,城市人口也逐步增多,軌道交通因其優(yōu)點得到了快速發(fā)展,我國軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)如今已經(jīng)達到一個高潮期。但軌道交通系統(tǒng)在方便人們出行的同時給周圍環(huán)境造成的振動影響也與日俱增,已經(jīng)引起了人們的普遍關(guān)注。高架結(jié)構(gòu)作為一種主要的承載結(jié)構(gòu)在軌道交通系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用,因此研究高架軌道交通引起的環(huán)境振動具有重要意義。 本文對高架軌道交通引起的環(huán)境振動預測和影響參數(shù)進行了研究。通過建立車輛-橋梁-地面模型對各影響參數(shù)進行了對比計算,提出了適合工程使用的環(huán)境振動預測公式,并通過現(xiàn)場試驗對高架軌道交通列車引起的環(huán)境振動進行了驗證。主要研究內(nèi)容包括： (1)研究了彈性支座簡支梁在移動荷載作用下的動力響應(yīng)。通過對彈性支座梁的振型推導,得到了彈性支座梁的振型函數(shù)。并分別對移動豎向荷載作用下彈性支座梁、移動豎向和縱向荷載共同作用下彈性支座梁、移動彈簧阻尼體系作用下彈性支座梁及勻變速移動荷載作用下彈性支座梁的動力響應(yīng)進行了理論推導。并對理論進行了數(shù)值計算,得到了一些有意義的結(jié)論。 (2)對北京地鐵5號線高架橋線路周圍地面進行了環(huán)境振動測試,將測試得到的地面振動加速度數(shù)據(jù)在時域和頻域內(nèi)進行了分析,得到了以下結(jié)論：普通軌枕下的地面振動在近振源點處大于梯形減振軌道下的地面振動,遠振源點處小于普通軌枕下的地面振動；地面橫向振動隨距離的衰減表現(xiàn)為先增大后減��；豎向振動的衰減規(guī)律總的趨勢是逐漸減小,但有一個明顯的反彈區(qū),且振動越大反彈越明顯；梯形軌枕能夠?qū)σ欢l率范圍內(nèi)的振動起到減振效果,但是對某一頻率范圍的振動會有所放大；高頻振動的衰減速度大于低頻振動的衰減速度；遠振源點的振動主要是由低頻的振動引起的。 (3)建立了高架軌道交通引起環(huán)境振動的計算模型。本模型包括列車-橋梁子結(jié)構(gòu)模型和墩-土子結(jié)構(gòu)模型,通過建立列車-橋梁的振源模型,可以求出橋墩頂部的激勵力,將墩頂部的激勵力作用在用有限元軟件建立的三維墩-土模型,即可以求出自由場地任意一點的振動響應(yīng)。運用計算模型對各種影響因素進行了計算,影響因素包括：軌道不平順、列車速度、地基土性質(zhì)、橋梁跨度以及與振源的距離等。 (4)根據(jù)計算結(jié)果運用回歸方法得到了適合工程應(yīng)用的高架軌道引起環(huán)境振動的預測公式。并通過現(xiàn)場試驗結(jié)果對預測公式的適用性和準確性進行了對比驗證。結(jié)果表明：本預測公式具有較強的適用性和準確性。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：U231;TB533.2
【圖文】：

極大的方便了北京市民的出行。我國城市軌道交通在迅速發(fā)展的同時，城際間的高速鐵路也在大力興建，據(jù)鐵道部有關(guān)資料表明:除剛剛通車不久的京津城際列車外(圖1.1偽))，目前正在規(guī)/

使得振動和噪聲的影響日益顯著。如在日本東京以及我國北京、上海、廣州等大城市，市內(nèi)的立體交通道路很多已達到五至七層之多，而離建筑物的最短距離則小到只有幾米(圖1.2)，有的緊挨建筑物甚至從建筑物中穿過[2]。由于交通荷載引起的環(huán)境振動不具有顛覆力量，因此長久以來國際上涉足這個領(lǐng)域的科學家并不多見。而這種長期、隱形存在的振動，對古跡遺址、精密儀器的使用及人們的身心健康等各方面造成了更加嚴峻的威脅，可能對文物古跡壽命和精密儀器及人體健康造成損害。因此，目前國際上已經(jīng)把振動列為七大環(huán)境公害之一，而交通系統(tǒng)又是引起環(huán)境振動的主要原因之一。一般來說軌道交通引起的振動危害主要集中在以下幾個方面:

西安古城墻作為我國保留最完整的古代城墻之一，具有很高的考古價值，由于近年來古城墻成為旅游熱點，經(jīng)常舉辦大型活動，人流量大，電動車、自行車來往穿梭，造成了很多城墻出現(xiàn)不同程度的裂縫(圖1.3)，其主要原因之一就是由于交通振動而造成的。圖1.3出現(xiàn)裂縫的西安古城墻(西安) Fig.1.3CrackSinXi， anancienteitywall(Xi，an)圖1.4(a)為京廣線附近的一座古塔，由于京廣鐵路上列車繁忙，經(jīng)常受到振動的古塔在一層墻體出現(xiàn)了lm多長的裂縫，對古塔建筑的安全產(chǎn)生了很大的影響。

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王彬力;白光亮;;新型U型梁車橋耦合及舒適性評定[J];鐵道科學與工程學報;2011年06期

2 王彬力;蒲黔輝;白光亮;;新型U型梁車橋耦合環(huán)境振動實測與分析[J];地震工程與工程振動;2012年01期

本文編號：2753868