地鐵軌道振動(dòng)控制的波動(dòng)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(yùn)營(yíng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的振動(dòng)和噪聲，并誘發(fā)沿線臨近建筑物的振動(dòng)和二次結(jié)構(gòu)噪聲，這對(duì)于城市環(huán)境是一種嚴(yán)重的交通污染，給沿線人們的工作和生活造成了嚴(yán)重的影響，已經(jīng)引起了越來(lái)越多的公眾和有關(guān)部門的重視。各國(guó)科技工作者已經(jīng)對(duì)此展開了長(zhǎng)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(duì)于地鐵誘發(fā)振動(dòng)的控制還不是特

2、別理想，仍然有很多問題需要進(jìn)一步深入研究。 地鐵振動(dòng)產(chǎn)生的根本原因是由于輪軌的相互作用，再通過(guò)軌枕、道床、路基和土層依次向遠(yuǎn)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(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)具有隨機(jī)特性，不能用簡(jiǎn)單的確定性的函數(shù)關(guān)系來(lái)描述振動(dòng)的特性。隨機(jī)過(guò)程是處理隨機(jī)振動(dòng)問題的一種有效的數(shù)學(xué)工具，通過(guò)對(duì)隨機(jī)過(guò)程進(jìn)行時(shí)域分析和頻譜分析，可以將看似非常復(fù)雜毫無(wú)規(guī)律的隨機(jī)振動(dòng)表

3、示為三角函數(shù)的級(jí)數(shù)形式，從而使其具備了一定的周期性特征。實(shí)測(cè)表明，軌道振動(dòng)的位移和加速度都具有隨機(jī)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(dòng)以波的形式向遠(yuǎn)處傳播，振動(dòng)波在鋼軌中的傳播速度是恒定的，即波的頻率和波長(zhǎng)的乘積是一個(gè)定值。在鋼軌中傳播的波的頻率與列車的運(yùn)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(zhǎng)就越短。如果兩個(gè)車輪之間的距離等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，那么當(dāng)這兩個(gè)車輪所產(chǎn)生的振動(dòng)波傳播到鋼軌上

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