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城市轨道交通隧道内普通整体道床型式对振动的传播影响研究
| 论文题名： | 城市轨道交通隧道内普通整体道床型式对振动的传播影响研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;道床;普通整体道床;排水方式;车辆-轨道耦合动力学;落轴试验 |
| 摘要： | 目前城市轨道交通正在向高速度、高密度、大轴重和大运量发展，轨道结构承受的轮轨冲击越来越大。同时列车通过时引起的环境振动影响日益引起人们的重视。因此采用结构、材料合理的轨道结构型式或减振型轨道缓解车辆-轨道-隧道的振动问题成为城市轨道交通被重点关注的学术和工程问题。轨道自身结构对列车载荷作用下，轨道、隧道、地基的振动具有重大的影响，本文主要研究道床排水沟设置方式对车辆-轨道-隧道系统振动响应的影响，为城市轨道交通普通整体道床的设计提供理论依据。 根据工程中普通整体道床地段典型的中心水沟排水方式和双侧水沟排水方式，建立对应的三维有限元动力学计算模型，基于有限元动力学理论，运用有限元分析方法对其进行静力学、模态及动力学响应理论研究。研究结果表明，采用双侧水沟排水的道床表面、道床中心、隧道底部、隧道侧部、隧道顶部以及地面的振动加速度均有所降低，分别减小了14.7%、1.67%、8.81%、12.27%、8.72%、1.39%，说明普通整体道床采用中心水沟对振动有较好的衰减作用。 基于车辆-轨道耦合动力学理论，建立车辆-轨道-隧道仿真模型，计算列车通过双侧水沟隧道与中心水沟隧道结构的动力学特性，分析了隧道结构不同振动拾取点的加速度和位移响应，并对不同刚度扣件条件下，振动的传播特性进行了研究。研究表明道床采用双侧水沟，对缓解隧道结构的振动具有较明显的效果，而且这一结论对于不同的扣件刚度下的普通整体道床轨道都是适用的。 基于上述动力学模型，研究了不同排水沟结构的普通道床与弹性、阻尼复合道床的动力学行为以及减振性能。结果表明复合道床轨道的轮轨横、垂向力均有所减小，安全性指标变化不大，与普通钢筋混凝土整体道床相比，弹性、阻尼复合道床的钢轨、道床以及隧道壁处的振动加速度大幅降低，加速度分别减小34.48%、48.7%和38.3%。与中心水沟相比双侧水沟更有利于复合道床发挥良好的减振效果。 |
| 作者： | 杨海斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 石广田;和振兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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