地铁橡胶浮置板轨道橡胶垫频变动力特性及其对环境振动的影响研究

发布时间：2021-05-16 14:13

　　地铁作为一种高效便捷的出行方式,在促进城市快速发展的同时,其运营时所诱发的环境振动问题也备受大量学者关注。因此,设置合理的减振隔振措施变得刻不容缓。地铁中的减振措施形式有多种类型,橡胶浮置板轨道因其良好的减振性能及较高的性价比而受到广泛应用。然而,影响地铁环境振动预测精度的因素诸多,除了模型中土体动参数取值外,还有列车荷载以及轨道结构参数等。橡胶等高分子材料的动力行为与激振频率显著相关,而在以往环境振动研究中大多将弹性胶垫视为常量弹簧-阻尼系统。为了更加准确科学地预测地铁沿线周边的环境振动水平,有必要对橡胶浮置板轨道中胶垫的频变动力特性进行系统研究分析。本文以地铁中常用的橡胶浮置板减振轨道为研究对象,首先,测试并表征了扣件胶垫与浮置板下减振垫随频率非线性变化的黏弹性动力特性。其次,建立地铁车辆-浮置板轨道垂向耦合动力学频域模型,分析考虑胶垫频变特性对轨道结构自振特性及传递衰减的影响规律,并在此基础上进一步研究了其对轮轨系统振动响应的影响。最后,基于有限元方法建立地铁隧道–土层频域预测模型,分析了胶垫频变特性对环境振动的影响规律。主要内容如下:（1）利用配有温度箱的万能力学试验机,结合温... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 地铁轨道减振措施的研究现状
        1.2.1 扣件方面
        1.2.2 轨枕方面
        1.2.3 道床方面
    1.3 地铁环境振动预测研究现状
        1.3.1 预测方法方面
        1.3.2 预测模型方面
    1.4 本文主要研究内容和技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
第2章 橡胶垫频变动力特性测试与理论表征
    2.1 橡胶垫频变动力特性测试与表征
        2.1.1 试验对象与设备
        2.1.2 试验方案
        2.1.3 定频变温动力特性测试结果
        2.1.4 频变动力特性预测与表征
    2.2 扣件弹性垫板频变动力特性测试与表征
        2.2.1 试验对象与设备
        2.2.2 试验方案
        2.2.3 定频变温动力特性测试结果
        2.2.4 频变动力特性预测与表征
    2.3 本章小结
第3章 橡胶垫频变特性对轨道结构振动传递特性影响
    3.1 橡胶减振垫谐响应分析模型
        3.1.1 模型介绍
        3.1.2 模型参数
        3.1.3 计算工况
    3.2 橡胶浮置板轨道结构的垂向振动传递特性
        3.2.1 扣件胶垫频变特性的影响
        3.2.2 板下减振垫频变特性的影响
        3.2.3 综合考虑扣件胶垫和板下减振垫频变特性的影响
    3.3 橡胶浮置板轨道结构的纵向振动衰减特性
        3.3.1 扣件胶垫频变特性的影响
        3.3.2 板下减振垫频变特性的影响
        3.3.3 综合考虑扣件胶垫和板下减振垫频变特性的影响
    3.4 本章小结
第4章 橡胶垫频变特性对车轨耦合随机振动响应影响
    4.1 车辆-橡胶浮置板轨道耦合动力学模型及频域求解方法
        4.1.1 物理模型
        4.1.2 数学模型
        4.1.3 随机振动响应求解
    4.2 模型参数
        4.2.1 车辆系统参数
        4.2.2 轨道系统参数
    4.3 橡胶垫频变特性对轮轨系统随机振动响应影响分析
        4.3.1 对轮轨接触的影响
        4.3.2 对车辆系统的影响
        4.3.3 对轨道系统的影响
    4.4 本章小结
第5章 橡胶垫频变特性对环境振动的影响分析
    5.1 稳态动力学分析方法
        5.1.1 稳态动力学简介
        5.1.2 模态叠加法
    5.2 地铁环境振动有限元频域预测模型
        5.2.1 隧道-地层有限元频域预测模型
        5.2.2 荷载激励的纵向线性等效
        5.2.3 模型计算参数
    5.3 环境振动评价指标及控制标准
        5.3.1 评价指标
        5.3.2 控制标准
    5.4 橡胶垫频变特性对地面环境振动影响分析
        5.4.1 扣件胶垫频变特性的影响
        5.4.2 浮置板下减振垫频变特性的影响
        5.4.3 综合考虑扣件胶垫及浮置板下减振垫频变特性的影响
    5.5 本章小结
结论与展望
    本文主要工作及结论
    有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]新型橡胶浮置板轨道安全性能试验研究[J]. 张驰易.  铁道建筑. 2018(05)
[2]橡胶垫浮置板轨道变形控制及减振分析[J]. 陈鹏,辛涛.  北京交通大学学报. 2018(01)
[3]城市轨道交通环境影响评价振动预测模型对比分析[J]. 曹宇静.  噪声与振动控制. 2017(02)
[4]浮置板板下胶垫的温变特性及其对轮轨系统的影响[J]. 葛辉,吴梦瑶,刘子煊,杨麒陆,王平.  铁道标准设计. 2017(03)
[5]扣件胶垫刚度频变的车辆-轨道耦合时变随机振动扩展辛分析[J]. 韦凯,杨帆,王平,张攀.  工程力学. 2016(12)
[6]板下减振垫对橡胶浮置板轨道减振性能的影响[J]. 金浩,刘维宁,周顺华.  铁道科学与工程学报. 2016(02)
[7]北京地下直径线橡胶浮置板道床力学分析[J]. 王伟华.  铁道标准设计. 2016(03)
[8]扣件胶垫刚度的频变性对地铁隧道环境振动的影响[J]. 韦凯,杨帆,王平,肖军华.  铁道学报. 2015(04)
[9]ABAQUS动力无限元人工边界研究[J]. 戚玉亮,大塚久哲.  岩土力学. 2014(10)
[10]杭州地铁1号线浮置板轨道减振效果对比分析[J]. 张莉,刘鹏辉,杨宜谦,王巍.  铁道建筑. 2013(10)

博士论文
[1]CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道振动频域与波导特性研究[D]. 代丰.西南交通大学 2016
[2]基于敏感度的地铁列车振动环境影响预测及动态评价体系研究[D]. 马蒙.北京交通大学 2012

硕士论文
[1]地铁隧道环境振动三维频域算法及其参数敏感性分析[D]. 梁迎春.西南交通大学 2017
[2]新型橡胶隔振器浮置板轨道结构参数设计及环境振动评价[D]. 黄慧超.西南交通大学 2015



本文编号：3189837