地铁列车荷载作用下单元板式无砟轨道和隧道的动力分析

摘要

近年来我国大中型城市的交通系统发展迅速，特别是城市轨道交通的发展越来越快，同时伴随着轨道交通振动问题更加受到了人们的关注，振动公害已被列为世界七大公害之一，因此研究地铁的振动规律十分有意义。
　　由于轨道不平顺以及轮轨间的相互作用，地铁运营时会产生振动，振动通过轨道结构传递到隧道结构，再传递到周围土体最后影响周围建筑物，并且振动传播过程中，会直接或者间接影响人们的生活起居衣食住行。
　　用SIMPACK建立了机车模型，输入轨道不平顺曲线后提取了轮轨作用力，在介绍了我国主要无砟轨道的基础上，建立了单元板式无砟轨道的动力学模型，重点分析了单元板式无砟轨道的动力响应，利用数值模拟的方法研究了轨道结构在地铁列车荷载作用下的振动响应，并采用了振动加速度级评价振动等级。参数敏感性分析中，发现随着钢轨扣件刚度增大，轨道系统的振动加速度响应有所减小，轨下垫层和轨道板下垫层刚度的减小，轨道系统振动的加速度有效值和振动加速度级都呈减小的趋势，当增大轨下垫层和轨道板下垫层阻尼时，轨道系统的振动加速度响应有一定减弱趋势。
　　同时还分析了圆形隧道截面上拱项、侧墙、仰拱在地铁列车荷载作用下的受力和变形情况，并总结了响应规律，为工程实际提供了指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究发展与现状

1．2．1 振动与噪声的危害

1．2．2 列车振动荷载研究的发展与现状

1．2．3 列车动载对既有结构影响研究的发展与现状

1．2．4 减振隔振发展措施与现状

1．3 振动的评价方式

1．3．1 环境振动对人体的影响

1．3．2 振动、噪声的评价指标

1．3．2 噪声的参数和评价

1．4 本文主要研究内容

第二章 振动分析的相关背景

2．1 振动产生的原理

2．1．1 车轮振动机理

2．2．2 轨道不平顺振动机理

2．2 振动分析的处理方法

2．2．1 荷载的模拟

2．2．1 荷载的加载点与参考点的建立

2．3 本章小结

第三章 列车振动荷载的确立

3．1 多体动力学软件SIMPACK

3．1．1 SIMPACK软件简介

3．1．2 SIMPACK多体系统运动方程理论

3．1．3 SIMPACK轮轨模块

3．2 列车-轨道耦合动力学模型的建立

3．2．1 车辆模型

3．2．2 轨道不平顺模型

3．3 本章小结

第四章 不同道床结构的振动分析

4．1 轨道类型介绍

4．1．1 有碴轨道概述

4．1．2 无砟轨道概述

4．2 单元板式无砟轨道动力计算

4．2．1 扣件不同刚度对轨道板的动力特性影响

4．2．2 钢轨垫片不同刚度对轨道的动力特性影响

4．2．3 钢轨垫片不同阻尼对轨道的动力特性影响

4．2．4 轨道板下不同刚度对轨道的动力特性影响

4．2．5 轨道板下不同阻尼对轨道的动力特性影响

4．3 本章小结

第五章 地铁列车作用下隧道的响应分析

5．1 隧道类型介绍

5．2 隧道动力模型

5．2．1 模型的建立

5．3 隧道衬砌的响应分析

5．3．1 衬砌结构受力分析

5．3．2 衬砌结构变形分析

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢