高速磁浮列车运行引起的大地振动传播规律及影响因素分析

摘要

磁浮列车是一种近年新兴发展的轨道交通工具，我国多个城市都在规划建设磁浮轨道交通线路，而上海高速磁浮更是目前世界范围内唯一投入运营使用的高速磁浮线路。高速磁浮交通振动对环境影响问题关系到磁浮交通技术未来发展前景，开展这一研究具有重要意义。本文以上海高速磁浮线路作为研究对象，开展了不同速度列车通过时大地振动现场实测，建立了高速磁浮列车运行引起的大地振动模型，对高速磁浮环境振动的传播及衰减规律开展了研究，以期为磁浮线路的建设和振动防治提供理论参考。论文主要内容如下:
　　(1)以上海高速磁浮线为背景，测试了列车以432km/h及312km/h速度通过时环境振动响应，分析了大地振动传播衰减规律和频率特征;对比《城市区域环境振动标准》“铁路沿线外侧轨道中心线30m及以外范围，昼、夜间铅垂方向最大环境振动水平最大不得超过80dB”的限值要求，高速列车运行速度为432km/h以及312km/h时，距线路30m土体加速度振级分别为52.53dB和49.89dB，未超过限值。
　　(2)以高速磁浮列车与轨道梁动力分析为基础，研究了列车通过时墩顶反力变化规律;结合现场土层分布情况，建立了桥墩-基础-土体有限元模型，并以墩顶反力作为磁浮列车荷载激励，实现了高速磁浮列车运行引起的大地振动预测，并通过实测结果验证了理论模型可靠性。
　　(3)运用高速磁浮列车运行引起的大地振动模型，对高速磁浮列车对环境振动影响进行了研究，比较了不同距离、不同速度条件下高速磁浮列车引起的环境振动规律，研究得到:土体密度和弹性模量对环境振动起显著作用;距轨道中心线30m处大地振动及建筑物楼层振动水平均为超过规范限值，磁浮线路目前30m隔离带设置满足要求。

目录

声明

致谢

摘要

1绪论

1．1研究背景及意义

1．2磁浮技术发展现状

1．2．1高速磁浮

1．2．2中低速磁浮

1．3研究现状

1．3．1轨道交通列车引起环境振动实测研究

1．3．2轨道交通环境振动数值模拟

1．4研究内容

1．5技术路线

2磁浮列车环境振动特性及评价方法

2．1土体环境振动特性

2．1．1土中振动的传播

2．1．2振动波的反射与折射

2．1．3高速磁浮列车引起的环境振动特点

2．2环境振动评价标准

2．2．1大地土体环境振动评价方法

2．2．2建筑结构环境振动标准

2．3振动信号处理方法

2．4本章小结

3高速磁浮列车运行引起环境振动现场测试及规律分析

3．1概述

3．2环境振动现场测试概况

3．2．1线路详情

3．2．2测试方案

3．3高速磁浮运行引起的大地土体三向振动分析

3．4振动频率成分分析

3．5振动衰减规律评估

3．5．1本底振动

3．5．2环境振动

3．6本章小结

4高速磁浮列车运行引起的大地振动模型

4．1有限元理论概述

4．1．1动力有限元法基础

4．1．2有限元中的无限元法

4．2桥墩-基础-土体有限元模型建立

4．2．1模型假设

4．2．2桥墩-基础模型

4．2．3大地土体模型

4．2．4无限元边界

4．3列车运行引起的墩顶反力

4．3．1列车模型

4．3．2电磁相互作用

4．3．3轨道梁动力方程

4．3．4线路不平顺

4．3．5墩顶反力特性分析

4．4模型验证

4．5本章小结

5高速磁浮列车造成环境振动响应分析

5．1概述

5．2引起土体振动响应分析

5．2．1不同测点距离

5．2．2不同列车运行速度

5．3引起周边建筑物振动响应分析

5．4土体参数对环境振动敏感性分析

5．4．1因子水平选择

5．4．2各水平组合振动响应

5．5本章小结

6结论与展望

6．1本文主要工作及结论

6．2进一步工作展望

参考文献

作者简历攻读硕士学位期间取得的研究成果

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