高速铁路客站车致振动响应研究

摘要

随着高速铁路的快速发展，铁路客站的功能要求也不断提高。为实现铁路、地铁、轻轨、公交等多种交通方式的“零距离或短距离换乘”，“房桥合一”结构体系在新建的大型铁路客站中得到了广泛的应用。这种新型的结构体系将列车运行的轨道布置于站房框架结构中，导致列车动力荷载直接作用于结构内部，对站房结构会产生较大的动力影响。
　　本文以天津西站为工程背景，采用现场测试和数值模拟的方法，以竖向加速度和竖向位移为指标，综合考虑列车类型、列车速度、行车线路及双线行车的影响，对“房桥合一”铁路客站的车致振动响应特性和传播规律进行了全面的研究，并对候车厅峰值加速度的振动限值进行了推导，最后对“房桥合一”和“房桥分离”铁路客站的车致振动响应特性进行了对比分析，主要研究内容为:
　　(1)以天津西站施工阶段和正常使用阶段的实测加速度结果为依据，以加速度振级和1/3倍频程谱为分析指标，对“房桥合一”铁路客站中车致振动的响应特性和传播规律进行全面的研究，针对候车厅的车致振动响应特点及环境特点，以峰值加速度和Z振级为评价指标，对国内外环境振动评价标准在“房桥合一”铁路客站中的适用性进行讨论。
　　(2)以天津西站为背景，通过将列车荷载模拟为移动荷载列对“房桥合一”铁路客站的车致振动加速度响应进行计算，并与实测结果的峰值加速度进行对比，证明了数值分析结果的可靠性，以竖向加速度及位移为指标，综合分析了行车线路、行车速度、双线行车对结构动力响应的影响，最后基于德国DIN4150规范及天津西站模态分析结果推导了天津西站候车厅楼板峰值加速度的限值，并对双线行车工况下候车厅的车致振动舒适度进行了评价。
　　(3)以天津南站的实测加速度结果为依据，以加速度振级和1/3倍频程谱为分析指标，对“房桥合一”和“房桥分离”铁路客站中车致振动响应特性及传播衰减规律的异同进行讨论。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 铁路客站发展概况

1．2．1 铁路客站的发展

1．2．2 铁路客站的结构类型和特点

1．3 “房桥合一”铁路客站车致振动研究现状

1．3．1 车桥耦合振动研究概况

1．3．2 “房桥合一”铁路客站车致振动研究概况

1．4 本文主要研究内容

1．4．1 现有研究的不足

1．4．2 本文主要研究内容

2 “房桥合一”铁路客站现场测试

2．1 工程背景

2．2 测试概况

2．2．1 测试仪器

2．2．2 测点布置

2．2．3 测试工况

2．3 数据处理方法

2．3．1 加速度振级

2．3．2 1／3倍频程谱

2．4 测试结果分析

2．4．1 轨道层

2．4．2 站台层

2．4．3 高架层

2．4．4 屋盖层

2．4．5 各结构层对比分析

2．5 本章小结

3 “房桥合一”铁路客站候车厅现场测试

3．1 测试概况

3．1．1 测试仪器

3．1．2 测点布置

3．1．3 测试工况

3．2 数据处理方法

3．3 候车厅车致振动响应研究

3．3．1 1／3倍频程谱

3．3．2 Z振级

3．4 候车厅振动舒适度评价

3．4．1 环境振动舒适度评价标准

3．4．2 候车厅振动舒适度评价结果及比较

3．5 本章小结

4 “房桥合一”铁路客站数值模拟与分析

4．1 数值分析模型

4．1．1 天津西站有限元模型

4．1．2 自振特性分析

4．2 数值计算与试验验证

4．2．1 数值计算

4．2．2 试验验证

4．3 “房桥合一”铁路客站动力计算与分析

4．3．1 计算工况

4．3．2 行车线路对结构的动力影响分析

4．3．3 行车速度对结构的动力影响分析

4．3．4 双线行车对结构的动力影响分析

4．4 候车厅车致振动舒适度评价

4．5 本章小结

5 “房桥分离”铁路客站现场测试

5．1 工程背景

5．2 测试概况

5．2．1 测点布置

5．2．2 测试工况

5．3 测试结果分析

5．3．1 加速度振级

5．3．2 1／3倍频程谱

5．4 两种铁路客站测试结果对比

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历

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