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双层式高铁站房结构的车致振动与舒适度研究
| 论文题名： | 双层式高铁站房结构的车致振动与舒适度研究 |
| 关键词： | 高速铁路;双层式站房;车致振动;舒适度 |
| 摘要： | 高速铁路以运速快、舒适度好、安全性高等特点为人们出行提供了极大的便利，其中高铁车站作为高铁线路的连接点，为旅客提供了集中候车、中转换乘等功能。随着高铁车站功能和结构形式的变化，高速铁路运行引起的振动、噪声及舒适度等问题引发了越来越多的关注。本文针对双层式高铁站房这种新型的综合交通枢纽，通过理论分析、数值模拟、现场测试等方式研究了列车运行下的结构振动特性，具体内容如下： （1）对铁路列车运行引发的结构振动进行了理论分析。阐述了铁路列车车致振动的产生机理，针对产生轮轨激扰的轨道不平顺进行了分类介绍，结合三类铁路轨道交通系统分析了铁路车致振动传播的一般规律和特性；归纳整理了当前国内外对铁路系统振动问题的评价标准和评价指标，为后续振动分析和评价提供了理论依据。 （2）建立了双层式高铁站房结构有限元模型。以国内首个双层行车的立体式站房——丰台火车站为工程背景，根据对称性，选取丰台站部分结构进行建模，涵盖了双层共8台15线。对有限元模型进行了自振分析，表明站房结构以竖向局部振动为主。用相同建模方法建立了天津南站有限元模型，通过与天津南站实测数据对比验证了建模方法的有效性。 （3）分析了车辆荷载作用下车站结构的振动特性。根据列车速度、行车线路的数量和位置以及是否铺设道床减振垫等因素，设置了12种分析工况。计算结果表明，高架站台层振动峰值集中在40Hz左右，地面站台层振动峰值集中在60Hz左右，高架系统相比地面系统具有振动强度更小的优势；通常行车线路的数量越多，距离行车线路越近，行车速度越大，则结构的振动响应越大，各层楼板的振动响应范围也会明显扩大；双层行车的振动响应大于单层行车，其振动峰值大于单个仅单层行车的振动峰值，小于上下各单层行车的振动峰值之和；采用道床减振垫能够有效减小振动响应，减振效果与减振垫厚度、材料特性等相关，其中静模量小的减振垫减振效果更好。 （4）对车站结构车致振动进行了舒适度评价。按照车站功能分区，将结构划分为站台区和站房区两个功能区分别进行了评价，结合相关研究和标准划定站台区限值为86dB，站房区限值为75dB，结果表明，本文所设各工况下，两个功能区均满足振动舒适度要求。 |
| 作者： | 张丽娜 |
| 专业： | 土木工程;防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 郭彤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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