橡膠墊浮置板軌道結(jié)構(gòu)減振性能分析.pdf

1、隨著地鐵建設(shè)的迅猛發(fā)展，地鐵運(yùn)行引起的振動(dòng)問題，包括對沿線居民、周邊建筑物等產(chǎn)生影響，成為國內(nèi)外研究的焦點(diǎn)。
　　 本文利用理論分析和數(shù)值模擬等手段，主要從兩個(gè)方面對地鐵產(chǎn)生的振動(dòng)問題進(jìn)行研究，包括振源的產(chǎn)生、振動(dòng)的傳播對周圍環(huán)境的影響。對青島地鐵三號線橡膠墊浮置板道床結(jié)構(gòu)所引起的振動(dòng)荷載及地表的瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析，主要研究內(nèi)容有:
　　 (1)建立了車軌耦合動(dòng)力學(xué)模型。模型中車輛系統(tǒng)采用10自由度模型，包括車體及兩

2、個(gè)轉(zhuǎn)向架的上下沉浮和點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)、四個(gè)輪對的沉浮運(yùn)動(dòng)。車體、轉(zhuǎn)向架及輪對均視為剛體，鋼軌和浮置板簡化為彈性離散支承有限長歐拉梁，輪軌接觸采用非赫茲接觸。
　　 (2)建立了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程，利用Newmark逐步積分法對方程進(jìn)行求解，計(jì)算得出在美國五級不平順譜激勵(lì)下，不同橡膠墊剛度和阻尼下地基反力及輪軌接觸力的理論值，得到橡膠墊剛度和阻尼對兩者時(shí)程及幅頻特性的影響:隨著橡膠墊剛度的減小，輪軌載荷越來越大，地基反力越來越小;輪軌荷載

3、頻率范圍變化不大，地基反力的頻率范圍逐漸減小。橡膠墊阻尼的變化對輪軌荷載及地基反力的時(shí)程和幅頻影響不大，但阻尼過小時(shí)，地基反力出現(xiàn)拍振現(xiàn)象。
　　 (3)建立車體-橡膠墊浮置板軌道相互耦合的有限元模型，利用ANSYS對系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，得出系統(tǒng)的固有頻率和固有振型，得到十赫茲以內(nèi)的模態(tài)特性主要反映了車體系統(tǒng)的剛體振動(dòng);數(shù)十赫茲以上的模態(tài)特性主要反映了車輪和鋼軌的耦合振動(dòng)。利用ANSYS對系統(tǒng)進(jìn)行諧響應(yīng)分析，給出橡膠墊剛度和阻尼對

4、車體沉浮和地基反力的影響規(guī)律:隨著橡膠墊剛度的減小，地基反力逐漸變小，車體豎向振動(dòng)逐漸變大;車體沉浮和地基反力隨橡膠墊阻尼的增大而減小，但當(dāng)阻尼過大時(shí)，隨著阻尼的增大，地基反力逐漸增大。
　　 (4)結(jié)合青島地鐵3號線沿線重點(diǎn)保護(hù)地段的地質(zhì)情況，建立隧道結(jié)構(gòu)-土體的二維有限元模型，利用ANSYS對系統(tǒng)進(jìn)行瞬態(tài)分析，給出橡膠墊浮置板道床剛度和水平距離對地表豎向振動(dòng)和水平振動(dòng)的影響規(guī)律:隨著水平距離的增加，水平振動(dòng)速度幅值逐漸減小，