高速列车引起的武汉站楼板振动舒适度研究

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1、振动与冲击第２９卷第１２期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＶｏｌ．２９Ｎｏ．１２２０１０高速列车引起的武汉站楼板振动舒适度研究１，２３３３王国波，谢伟平，于艳丽，常亮（１．教育部铁路环境振动与噪声教育部工程中心，南昌３３００１３；２．武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室，武汉４３００７０；３．武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉４３００７０）摘要：随着人们生活水平和质量的提高，建筑物舒

2、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。关

3、键词：高速列车；桥建合一；楼板；现场实测；振动舒适度中图分类号：ＴＵ３９３．３文献标识码：Ａ“桥建合一”的结构形式是目前应用于高速铁路火价标准和评价方法，还没有成熟、通用的评价方法。车站的一种新型结构型式，该结构的采用，引起了两类１振动舒适度评价方法工程问题：焊接钢结构在长期列车振动荷载作用下的疲劳问题和火车站楼板在高速列车作用下的舒适度问１１评价标准题。本文则主要基于国际标准ＩＳＯ２６３１－１９９７及由于影响舒适度的因素很多，既有主观因素，又有ＩＳＯ１０１３７－２００７等标准对火车站楼板在高速列车荷载客观因素

4、，因此，目前虽有大量针对振动舒适度评价方作用下的振动舒适度进行评价。面的研究，但在评价方法等方面仍存在许多问题亟待在舒适度研究方面，最早的系统性研究是德国的解决。国际标准化组织（ＩＳＯ）在这方面做了大量的工［１］Ｒｅｉｈｅ和Ｍｅｉｓｔｅｒ在１９３１年进行的试验室研究，其意作，针对不同的振动环境、被评价对象等，相继推出了义不在于其数据的精确性，而在于提供了对振动反应多个舒适度评价标准，并不断进行更新。如ＩＳＯ２６３１：［１４］［１５］的一般描述。随后国内外学者在此基础进行了大量的２００３标准和ＩＳＯ１０１３７：２０

5、０７标准等。其中前者目试验研究，有代表性的研究是国际上权威的振动人机前应用最为广泛，而后者是在吸收前者多个版本的基［２－５］工程学专家Ｇｒｉｆｆｉｎ的研究，他通过一系列的室内试础上，专为建筑物及建筑物内的人的舒适度评价而制验，研究了振动频率、方向、暴露时间以及振动输入点、定的，具有较强的针对性，因此本文主要基于国际标准人体姿势等等因素对人振动觉阈值的影响，极大地推ＩＳＯ１０１３７：２００７，并参考ＩＳＯ２６３１－２：２００３标准，建立高［６－８］动了振动舒适度的研究。国内学者金伟良开展的速列车作用下“桥建合一”特

6、殊结构型式的火车站楼板“基于振动舒适度的工程结构设计基础理论研究”带动振动舒适度评价方法。［９，１０］了国内振动舒适度的研究高潮，闫维明根据国际１２评价指标标准ＩＳＯ５９８２规定的不同姿势下的竖向人体动力模ＩＳＯ１０１３７：２００７标准的附录Ｃ中采用计权的均方型，建立了人与结构的耦合运动方程，并在国际标准根加速度值作为振动舒适度的主要评价指标（具体的ＩＳＯ２６３１的基础上，提出了由小波包变换求得频带能计权因子及计权曲线与ＩＳＯ２６３１－２００３标准中给出计量，进而建立了人体的舒适度方评价法。权因子和计权曲线相同

7、，具体计算过程可参阅文献工程应用方面，国内外学者基于目前已有国际标［１６］），振动剂量（ＶＤＶ：ＶｉｂｒａｔｉｏｎＤｏｓｅＶａｌｕｅｓ）为辅助准或各国家的地方标准，对人行荷载、列车荷载、风荷评价指标。载等荷载作用下建筑物的振动舒适度进行了评１．３评价方法［１１－１３］价。但目前关于但不同的研究者基于不同的评ＩＳＯ１０１３７：２００７标准建议了两种评价方法：基本评价方法和附加评价方法。基金项目：铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心开放基金项目，教育部２００８年博士点基金项目（２００８０４９７０００７）；铁道部２００

8、７年重大当加速度峰值与计权均方根加速度值之比小于６科技攻关项目（Ａ类）；２００８年湖北省建设科技计划项目（Ｋ２００７１６）时，采用基本评价方法，即以计权均方根加速度作为评收稿日期：２０１０－０２－２３修改稿收到日期：２０１０－０４－２６价指标，将其值与乘以倍乘因子后的曲线进行比较。第一作者王国波男，讲师，１９７９年生通讯作者王国波当加速度峰值与计权均方根加速度值之比大于６