地铁钢弹簧浮置板轨道对环境振动的影响分析

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1、国内图书分类号：U250；U270；密级：公开国际图书分类号：625西南交通大学硕士研究生学位论文地铁钢弹簧浮置板轨道对环境振动的影响分析年级二〇〇八级姓名李俊岭申请学位级别硕士专业车辆工程指导老师翟婉明教授二零一一年三月十日ClassifiedIndex:U250；U270；U.D.C:625SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONEFFECTOFSTEELSPRINGFLOATINGSLABTRACKONMETROINDUCEDENVIRONMENTALVIBRA

2、TIONGrade:2008Candidate:LiJunlingAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:VehicleEngineeringSupervisor:Prof.ZhaiWanmingMar.10,2011西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印

3、或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密□，使用本授权书。√（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（1）应用车辆-轨道耦合动力学理论，建立了车辆-浮置板轨道垂向耦合动力学模型，并编制了相应的动力学程序。计算了在美国五级谱轨道不平顺激励下浮置板轨道弹簧支点力的动力特性，分析浮置板轨道结构参数对支点力的影响规律。（2）应用有限元软件ANSYS建立了钢弹簧浮置板轨

4、道的三维有限元模型，并对其进行了模态分析，得出浮置板轨道各结构参数对浮置板模态的影响规律。（3）应用ANSYS软件建立隧道结构-土体三维有限元模型，将上述浮置板钢弹簧支点力作为模型的输入激励，计算分析钢弹簧浮置板轨道型式下隧道及土体的振动特性。（4）将上述研究方法应用于某地铁隧道与上部建筑物合建结构的工程实例，应用ANSYS软件建立隧道-建筑物合建结构三维有限元模型，以钢弹簧支点力作为模型的输入激励，计算分析了合建结构的瞬态动力学响应，并根据计算结果优化钢弹簧浮置板轨道的结构参数。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立

5、进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要目前，地铁交通在我国迅猛发展，其所引起的环境振动问题也日益突出。而钢弹簧浮置板轨道作为一种减振效果良好的轨道形式被越来越多的应用于地铁交通中。故有必要对浮置板轨道的减振机理进行深入研究，从而为浮置板轨道在地铁交通中的应用提供技术支持。在回顾和总结

6、目前地铁交通引起的环境振动及浮置板隔振机理两方面的研究现状的基础上，运用有限元方法和车辆-轨道耦合动力学理论及方法，研究分析了钢弹簧浮置板轨道对环境振动的影响。应用有限元软件ANSYS建立钢弹簧浮置板轨道的三维有限元模型，分析了轨道结构参数对其模态的影响。应用车辆-轨道耦合动力学理论，建立车辆-浮置板轨道垂向耦合动力学模型，计算分析了不同浮置板轨道结构参数及不同行车速度下钢弹簧支点力的特性。结果表明，浮置板轨道钢弹簧支点力的频率成分与车辆结构参数、行车速度及其一阶固有频率有直接关系，即频率成分主要集中在车速与车长的比值及比值的整数

7、倍和浮置板一阶固有频率附近。应用ANSYS软件建立了常见的隧道结构-与土体三维有限元模型，以浮置板钢弹簧支点力作为输入激励，计算分析了模型的瞬态动力学响应。结果表明，隧道结构及地面的振动加速度主要频率集中在浮置板一阶固有频率附近，且加速度幅值随距隧道中心线距离的增大而减小，高频振动比低频振动衰减得快。以某地铁建设中隧道与某公共建筑物合建结构为例，运用ANSYS软件建立了该合建结构的三维有限元模型，同样，以浮置板钢弹簧支点力为输入激励，计算了浮置板轨道结构参数对结构振动的影响规律。结果表明，浮置板轨道的减振效果并不随其一阶固有频率的

8、降低而改善，当固有频率为6Hz时，此合建结构的振动响应出现“共振”现象，若调整浮置板轨道结构参数使其一阶固有频率偏离于此值，共振现象消失，振动响应减小。关键词：地铁交通；浮置板轨道；钢弹簧支点力；固有频率；合建结构西南交通大学硕士研究生学位论文第I