【博士】地鐵系統(tǒng)振動控制研究【2006】

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內容簡介

　　學科專業(yè)：防災減災工程及防護工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學土木工程學院　　學位年度： 2006年　　我國城市軌道交通進入建設高潮階段，城市軌道交通產生的振動與噪聲問題是亟需解決的問題，也是軌道交通建設中需要解決的關鍵技術之一。因此，開展軌道交通振動控制研究非常迫切必要。本文以地鐵車輛-軌道-隧道-土層環(huán)境系統(tǒng)為研究對象，以車輛動力學、軌道動力學、模態(tài)分析理論、土-結構動力有限元方法為基礎，以輪軌關系、軌隧關系為聯(lián)系紐帶，將車輛、軌道、隧道土層環(huán)境作為一個整體系統(tǒng)，采用現(xiàn)場測試、理論分析與有限元數值分析等多種手段相結合的研究方法對軌道的動力特性、軌道減振性能、隧道體系動力響應以及對環(huán)境振動影響進行了系統(tǒng)研究。　　文中建立地鐵車輛一長軌枕埋入式軌道、彈性支承塊軌道、浮置板軌道動力分析模型，分析了不同軌道動力參數對軌道動力學指標的影響，獲得地鐵運行過程中輪軌力和支座反力的時程曲線。采用剪應力法，通過現(xiàn)場測試獲得不同軌道線路列車振動荷載。應用模態(tài)分析技術，分析了不同軌道結構振動頻率，分析了軌道長度、扣件剛度、彈性支承塊下剛度以及浮置板長度、斷面形式、支座剛度對振動頻率影響；并根據現(xiàn)場測試的浮置板振動響應，獲得頻響函數和一階振動頻率。　　基于ANSYS分析軟件，建立地鐵車輛一軌道一隧道一土層環(huán)境系統(tǒng)動力分析有限元模型，在超級計算機上實現(xiàn)了對不同軌道結構的隧道體系振動響應的二維以及三維有限元分析，在時域和頻域內計算分析了鋼軌扣件剛度、彈性支承塊下剛度、浮置板支座剛度以及運行速度和土層阻尼比對隧道體系振動響應的影響，比較分析了不同軌道隔振性能。　　采用美國先進LABVIEW數據采集系統(tǒng)，對不同軌道結構的地鐵線路的振動響應進行了現(xiàn)場測試：利用傅立葉變換和1／3倍頻程分析對軌道結構以及隧道結構動力響應信號時頻特性進行研究；通過對測試結果分析，得到不同軌道結構的隔振效果。此外，采用環(huán)境振動測試儀，對不同軌道結構線路的地面振動進行實測，分析了地鐵運行對沿線環(huán)境的影響。　　

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