【摘 要】
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城市轨道交通尤其是地铁以其运能大、污染小、效率高、安全舒适等特点被称为“绿色交通”,有效地改善了城市交通环境,但其引起的振动问题也日益突出,越来越多减振效果好的轨
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城市轨道交通尤其是地铁以其运能大、污染小、效率高、安全舒适等特点被称为“绿色交通”,有效地改善了城市交通环境,但其引起的振动问题也日益突出,越来越多减振效果好的轨道结构被应用于轨道交通中。因此,分析不同类型无砟轨道的振动特性,以期对车辆及轨道结构各部件设计参数进行优化,降低轮轨系统的振动,具有重要意义。本文基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了整体道床式、板式和浮置板式无砟轨道结构的垂向分析模型,根据达朗贝尔原理建立车辆的动力学微分方程,根据梁的弯曲动力学原理分别建立了钢轨、轨道板及浮置板的动力学微分方程,采用Hertz非线性弹性接触理论确定轮轨之间的相互作用力,最后形成耦合系统的振动微分方程组。以谐波不平顺作为系统外激励,采用新型显式积分法对系统动力学方程进行数值计算。分析比较了在不同车辆速度、不平顺波深及不平顺波长的条件下,三种无砟轨道结构类型对车辆动力学特性的影响。分析了道床结构的扣件刚度和阻尼、板下弹簧刚度和阻尼参数对车辆和轨道振动特性的影响关系。结果表明,这些参数不是简单的越大越好,而应该结合各方面的因素综合考虑。最后,建立了隧道-土层二维平面模型,分析了车辆运行引起的在不同距离处地面的振动及隧道埋深对地面振动的影响。经过分析得到,振动随着距离的增大和隧道埋深的增加呈衰减趋势。
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