輪軌振動(dòng)與噪聲輻射研究.pdf

1、隨著城市交通矛盾的日益突出，軌道交通以其快速、準(zhǔn)時(shí)、運(yùn)量大的優(yōu)點(diǎn)正被各大城市所接受，發(fā)展城市軌道交通的客運(yùn)方案已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到普遍的認(rèn)同。由于軌道交通一般都在人口稠密地帶運(yùn)行，列車(chē)運(yùn)行對(duì)環(huán)境的影響越來(lái)越引起人們的關(guān)注，地面輪軌運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)噪聲和地下鐵道產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)建筑物的影響又是世界各國(guó)普遍重視的一個(gè)問(wèn)題。 地鐵列車(chē)運(yùn)營(yíng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲, 均來(lái)自于輪軌系統(tǒng)中各結(jié)構(gòu)不同頻率的振動(dòng)。這些振動(dòng), 一部分通過(guò)空氣或周邊結(jié)構(gòu)物的反射, 以

2、噪聲的形式擴(kuò)散；另一部分, 主要是低頻振動(dòng), 則通過(guò)軌道結(jié)構(gòu)向軌下基礎(chǔ)及周邊建筑物傳播, 對(duì)地面建筑物產(chǎn)生影響。當(dāng)前對(duì)地鐵軌道采取的減振措施主要有緩沖減振和隔離減振,緩沖減振通常是把鋼軌、扣件和軌枕等用彈性體來(lái)緩沖衰減車(chē)輛運(yùn)行傳來(lái)的振動(dòng)；隔離減振是把軌道道床與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)用彈性體整體隔離車(chē)輛運(yùn)行傳來(lái)的振動(dòng)。其中隔離減振的浮置板結(jié)構(gòu)在現(xiàn)今此類(lèi)減振結(jié)構(gòu)中效果最明顯，浮置板減振結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)地鐵減振水平產(chǎn)生很大影響。浮置板各減振層的剛度、阻尼和

3、軌道的固有頻率將是浮置板減振效果的關(guān)鍵。由于鋼軌結(jié)構(gòu)龐大，列車(chē)運(yùn)行對(duì)鋼軌作用環(huán)境復(fù)雜，難以通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)值計(jì)算反映真實(shí)的運(yùn)行情況，近年來(lái)有限元的發(fā)展和相關(guān)軟件的完善，為我們解決此類(lèi)問(wèn)題提供了一種方法。 本文主要是通過(guò)有限元仿真計(jì)算，分析輪軌振動(dòng)與噪聲傳播的主要途徑，并從控制噪聲與振動(dòng)源、隔離噪聲輻射等方面提出城市軌道交通中減振降噪的控制措施。計(jì)算分析了不同參數(shù)浮置板軌道系統(tǒng)的固有頻率、動(dòng)態(tài)激勵(lì)下瞬態(tài)仿真分析和浮置板軌道應(yīng)用于高架橋

4、梁振動(dòng)分析。 模態(tài)分析用于確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性(固有頻率和振型)，它們是承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。浮置板自振頻率對(duì)浮置板的減振效果至關(guān)重要，所以對(duì)浮置板頻率變化規(guī)律的了解也就相當(dāng)重要。根據(jù)浮置板的具體應(yīng)用情況本文分別建立了長(zhǎng)型浮置板（18m）和短型浮置板（3.6m），分別考察各層隔振器的剛度和阻尼變化對(duì)浮置板自振頻率的影響，對(duì)浮置板進(jìn)行了不同工況的模態(tài)分析。 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析(亦稱(chēng)時(shí)間歷程分析)，是用于確定承受任

5、意的時(shí)間變化的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的一種方法，用瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析確定結(jié)構(gòu)在靜載荷、瞬態(tài)載荷和簡(jiǎn)諧載荷的任意組合下的隨時(shí)間變化的位移，應(yīng)變，應(yīng)力及力。瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析對(duì)存在慣性力和阻尼作用的系統(tǒng)分析比較精確。瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析直接確定浮置板隔振參數(shù)剛度、阻力、浮置板質(zhì)量等的選擇情況，這些參數(shù)對(duì)工程應(yīng)用具有很大的參考價(jià)值。 城市軌道交通中有很大部分采用地面高架的行駛方式，列車(chē)開(kāi)過(guò)的時(shí)候產(chǎn)生噪聲對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生很大的影響。列車(chē)在橋上運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)