【摘要】： 隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展,城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市人口也逐步增多,軌道交通因其優(yōu)點(diǎn)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(dá)到一個(gè)高潮期。但軌道交通系統(tǒng)在方便人們出行的同時(shí)給周圍環(huán)境造成的振動(dòng)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(dòng)具有重要意義。 本文對高架軌道交通引起的環(huán)境振動(dòng)預(yù)測和影響參數(shù)進(jìn)行了研究。通過建立車輛-橋梁-地面模型對各影響參數(shù)進(jìn)行了對比計(jì)算,提出了適合工程使用的環(huán)境振動(dòng)預(yù)測公式,并通過現(xiàn)場試驗(yàn)對高架軌道交通列車引起的環(huán)境振動(dòng)進(jìn)行了驗(yàn)證。主要研究內(nèi)容包括： (1)研究了彈性支座簡支梁在移動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。通過對彈性支座梁的振型推導(dǎo),得到了彈性支座梁的振型函數(shù)。并分別對移動(dòng)豎向荷載作用下彈性支座梁、移動(dòng)豎向和縱向荷載共同作用下彈性支座梁、移動(dòng)彈簧阻尼體系作用下彈性支座梁及勻變速移動(dòng)荷載作用下彈性支座梁的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了理論推導(dǎo)。并對理論進(jìn)行了數(shù)值計(jì)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(jìn)行了環(huán)境振動(dòng)測試,將測試得到的地面振動(dòng)加速度數(shù)據(jù)在時(shí)域和頻域內(nèi)進(jìn)行了分析,得到了以下結(jié)論：普通軌枕下的地面振動(dòng)在近振源點(diǎn)處大于梯形減振軌道下的地面振動(dòng),遠(yuǎn)振源點(diǎn)處小于普通軌枕下的地面振動(dòng)；地面橫向振動(dòng)隨距離的衰減表現(xiàn)為先增大后減�。回Q向振動(dòng)的衰減規(guī)律總的趨勢是逐漸減小,但有一個(gè)明顯的反彈區(qū),且振動(dòng)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(dòng)起到減振效果,但是對某一頻率范圍的振動(dòng)會(huì)有所放大；高頻振動(dòng)的衰減速度大于低頻振動(dòng)的衰減速度；遠(yuǎn)振源點(diǎn)的振動(dòng)主要是由低頻的振動(dòng)引起的。 (3)建立了高架軌道交通引起環(huán)境振動(dòng)的計(jì)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(lì)力,將墩頂部的激勵(lì)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(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)。運(yùn)用計(jì)算模型對各種影響因素進(jìn)行了計(jì)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(jì)算結(jié)果運(yùn)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(dòng)的預(yù)測公式。并通過現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果對預(yù)測公式的適用性和準(zhǔn)確性進(jìn)行了對比驗(yàn)證。結(jié)果表明：本預(yù)測公式具有較強(qiáng)的適用性和準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)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(shí)，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(dòng)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(dá)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(dòng)不具有顛覆力量，因此長久以來國際上涉足這個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家并不多見。而這種長期、隱形存在的振動(dòng)，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(yán)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(dòng)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(dòng)的主要原因之一。一般來說軌道交通引起的振動(dòng)危害主要集中在以下幾個(gè)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(jià)值，由于近年來古城墻成為旅游熱點(diǎn)，經(jīng)常舉辦大型活動(dòng)，人流量大，電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(xiàn)】

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(xué)與工程學(xué)報(bào);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(dòng)實(shí)測與分析[J];地震工程與工程振動(dòng);2012年01期

本文編號：2753868