地鐵軌道振動控制的波動干涉方法研究.pdf

1、地鐵是一種方便快捷的城市交通方式，能夠有效的減輕大城市的交通壓力。但在運營過程中會產(chǎn)生很嚴重的振動和噪聲，并誘發(fā)沿線臨近建筑物的振動和二次結(jié)構(gòu)噪聲，這對于城市環(huán)境是一種嚴重的交通污染，給沿線人們的工作和生活造成了嚴重的影響，已經(jīng)引起了越來越多的公眾和有關(guān)部門的重視。各國科技工作者已經(jīng)對此展開了長期深入的研究，取得了很多的成果，并制定了一些減振降噪的措施，每一種措施都有一定的減振降噪效果。但是到目前為止，人們對于地鐵誘發(fā)振動的控制還不是特

2、別理想，仍然有很多問題需要進一步深入研究。 地鐵振動產(chǎn)生的根本原因是由于輪軌的相互作用，再通過軌枕、道床、路基和土層依次向遠處傳播。由于鋼軌本身縱向并不是完全水平的，而是存在著各種不平順，加之車輪存在著偏心作用力，使得地鐵列車運行過程中所產(chǎn)生的振動具有隨機特性，不能用簡單的確定性的函數(shù)關(guān)系來描述振動的特性。隨機過程是處理隨機振動問題的一種有效的數(shù)學(xué)工具，通過對隨機過程進行時域分析和頻譜分析，可以將看似非常復(fù)雜毫無規(guī)律的隨機振動表

3、示為三角函數(shù)的級數(shù)形式，從而使其具備了一定的周期性特征。實測表明，軌道振動的位移和加速度都具有隨機特性，位移頻譜組成以低階頻率為主，且有明顯占優(yōu)的峰值區(qū)域。 振動以波的形式向遠處傳播，振動波在鋼軌中的傳播速度是恒定的，即波的頻率和波長的乘積是一個定值。在鋼軌中傳播的波的頻率與列車的運行速度有著密切的關(guān)系，列車速度越快，波的頻率也越高，波長就越短。如果兩個車輪之間的距離等于半波長的奇數(shù)倍，那么當這兩個車輪所產(chǎn)生的振動波傳播到鋼軌上

4、同一點的時候，所引起的振動在該點的相位正好相反，振動疊加后的和位移將為零。若兩列波所引起的同一點的振動方向相反，即使大小不相等，也能夠使一部分振動相抵消，所以利用波的干涉能夠減輕鋼軌的振動。 進行了在不同的列車運行速度下鋼軌振動的仿真分析，得出了鋼軌的振動位移和加速度隨列車運行速度的變化規(guī)律。進行了鋼軌振動位移和加速度的頻譜分析，得出了振動頻率組成與車輪對鋼軌激振荷載頻率之間的關(guān)系。進行了列車速度的敏感性分析，得出了當車速在小范