城市轨道交通减振降噪方法的研究

摘要

作为现代化的城市公共运输系统的轨道交通，给居民的出行带来了快捷和方便，同时也产生了显著的社会效益。城市轨道交通的运行特点不同于大铁路，如行车密度大、行车间隔短、昼间无法进行维修养护作业以及城市环保要求等，决定了城市轨道交通优先采用无碴轨道结构。但无碴轨道结构刚性大，整体道床表面反射噪声，而且城市轨道交通大多穿越或位于闹市区和居民区，因此，降低轨道交通的噪声问题是城市环保的重要内容。 振动与噪声是同一物理现象的弹性波在不同介质中传播的两个方面，噪声通过空气传播，振动通过固态结构物传播。一般认为，高架结构的振动而辐射噪声，而地面传播噪声只存在于地铁中。国外研究表明，当列车速度小于250km/h时，铁路噪声以轮轨噪声为主，当列车速度大于250km/h时，铁路噪声以空气动力噪声为主。城市轨道交通一般的运行速度都在60～80km/h之间，所以轮轨噪声是城市轨道交通噪声的主要来源。 本文运用翟婉明教授提出的车辆—轨道耦合动力学理论及其提出的车辆—轨道垂向相互作用的计算机仿真VICT程序，以有碴轨道结构为参照，比较车轮及刚性支承块轨道结构和弹性支承块轨道结构各部件的振动响应，着重研究刚性支承块式轨道结构轨下垫层刚度和板下垫层刚度对轨道结构各部件的影响，及弹性支承块式轨道结构块下垫层刚度对轨道结构各部件的影响。再根据国内外对轮轨噪声理论的研究，分析了城市轨道交通轮轨噪声的产生机理，轮轨噪声功率谱与轮轨振动速度功率谱、轮轨振动加速度功率谱之间的关系，从而得到增加轨道结构弹性不仅能降低轨道结构的振动，而且对降低轮轨噪声也有利。最后从振动噪声源、传播途径及噪声接受区三方面阐述其他治理城市轨道交通振动噪声的措施，为今后我国城市轨道交通体系振动与噪声控制研究提供参考。 关键词 城市轨道交通，轮轨噪声，减振降噪，支承块承轨台，弹性支承块承轨台

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1前言

1.2无碴轨道结构的类型

1.3无碴轨道在世界各国的使用情况

1.4无碴轨道在我国的使用情况

1.5本文完成的主要工作

1.6本章参考文献

2城市轨道交通的振动噪声源

2.1城市轨道交通的振动源

2.2城市轨道交通噪声源

2.3本文主要参考文献

3轨道结构振动模型、计算方案及计算参数的选取

3.1轨道结构振动模型的选取

3.2计算方案的选取

3.3计算参数的选取

3.3.1车辆参数

3.3.2有碴轨道结构参数

3.3.3刚性支承块轨道结构参数

3.3.4弹性支承块式轨道结构的参数

3.3.5激励参数

3.4有碴轨道结构的动力响应

3.5刚性支承块式轨道结构的动力响应

3.6弹性支承块式轨道结构的动力响应

3.7三种轨道结构的动力性能比较分析

3.8本文参考文献

4刚性支承块式轨道结构的动力学性能分析

4.1刚性支承块式轨道结构轨下垫层刚度对动力响应的影响

4.2刚性支承块式轨道结构板下垫层刚度对动力响应的影响

5弹性支承块式轨道结构的动力学性能分析

5.1弹性支承块式轨道结构轨下垫层刚度对动力响应的影响

5.2弹性支承块式轨道结构板下垫层刚度对动力响应的影响

5.3弹性支承块式轨道结构块下垫层刚度对动力响应的影响

5.4弹性支承块式轨道结构块下垫层刚度对承轨台激扰力的影响

6轮轨振动与噪声的关系

6.1轮轨噪声理论模型

6.2轮轨振动速度与噪声的关系

6.3轮轨振动加速度与噪声的关系

6.4本章参考文献

7治理城市轨道交通振动噪声的措施

7.1振动噪声源的控制

7.1.1从车辆方面考虑

7.1.2从轨道结构考虑

7.2噪声传播途径的控制

7.3噪声接受区的防护

7.4本章参考文献

8结论与建议

8.1本文主要结论

8.2提出建议

致谢