文档介绍：东南大学
硕士学位论文
高架轨道交通引起的环境振动对人体舒适度的影响研究
姓名:张辰辰
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:张晓春
20100301
摘要高架轨道列车运行会对周边环境产生振动污染,包括对周边的居住人群、建筑结构物、精密仪器、既有线路、古代建筑群等产生影响,随着轨道交通网络密集度不断增加,列乍振动引起的环境问题成为国内外关注的热点。城市轨道交通中列车引起的振动是一个异常复杂的问题,,而这种响应和耦合的振动效应将直接影响着轨道交通沿线人们的生活品质。本文采用理论解析、实地调查、数值模拟等手段较系统的分析了高架轨道列车振动在周边地表和建筑内的传播规律,研究分析了高架轨道列午振动对临近建筑内人体舒适度的影响。。首先,建立了车辆一轨道系统动力学模型,分析得到了轨道不平顺谱,编制程序计算得到了较为可靠的车辆随机振动荷载时程谱,并将其应刚剑随后的数值分析中。其次,建立了三维桥梁一十体一建筑有限元模型,根据实际情况选删合理的边界条瑌:,讨论了能量的逸散问题,分析了列车振动在建筑内的振动传播规律。并具体分析建筑结构的振动响应与列车的运行速度、建筑物与高架线的距离以及建筑物的结构形式、结构刚度和基础类型等的相关性,得到了地铁引起的周嗣振动的相关规律,并与已有研究成果进行对比,验证本文模型的可靠性。最后,结合数值模拟和闷卷调究,,分析评价了高架轨道列振动对人体舒适皮的影响。分析表明,往距轨道交通线一定范同内列车振动仅对部分人有影响,并不会影响剑住宅区内所有人。采用层次分析法得剑的结论与该地环境振动舒适性凋有的实际统计结果吻合,表明这种评价方法能够一定程度上反映高架段列币运营造成的环境振动对沿线居比舒适性的影响。随着轨道线路运行速度的提高,采取适当的减振措施是必要的。关键词:地铁振动;列车动荷载;数值模拟;环境振动:人体舒适度
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第一章绪论研究背景及意义国内外研究现状作为快捷、安全、高效和优质的交通方式,轨道交通己经成为许多国家旅客运输发展的共同趋势。⑻旖颉⑸虾!,“州、深圳、南京、重庆等龀鞘械豕斓澜煌ㄏ呗方ǔ刹⑼度朐擞#奂评锍檀余。我国还有近个城市正在建设或规划建设轨道交通线路。据初步统计,未来年中,我国将建设条城市轨道交通线路,总里程多,总投资超过谠狪随着轨道交通线路的大量建设,列乍运营产生的振动引起的问题越来越多,社会反响也越来越大。其主要原冈是城市建设的迅猛发展,多层的高架道路、地下铁道、轻轨交通正日益形成一个立体空间交通体系,从地下、地面和空中逐步深入到城市中密集的居比区、商业中心和阂登K孀沤煌芏炔欢显黾樱斜搴稍氐丶又兀沟糜山煌ǔ盗疽鸬恼穸驮声的影响日益增大。轨道交通城区段多采川高架桥的形式,桥梁结构曰趋轻璀化而桥梁的跨度越来越人。列车运行速度不断提高,使得列车和桥梁问的动力作用加剧,乍桥响应产生的振动逐渐加强。其次是由于人们环保意识的加强和对生活质量的要求提高,在过去可能不会引起公众反应的振动和噪声问题现在正越米越多地引起强烈反应。再就是随着高科技的发展,电子产晶及高精度精密仪器的使用,对建筑物内的振动控制要求也越来越高,由此产生其中~些最典型的例子就是国内』匕京两直门附近距铁路约处一座五层楼内的居的现象。北京地铁四号线穿过北京大学理科实验基地,由于地铁列车所引起的振动大人超过了实验室内精密仪器的振动允许范围,将严重干扰实验.』:作的进行。西商门至颐和尉轻轨快速交通系统可能对附近文化和科研机构产生的振动和噪声影响、地铁南北中轴线可能对故宫等古建筑产生振动影响、在建的京沪高速铁路沪宁段可能产生的高速列对苏州虎丘塔的振动影响等。在国外,日本东京市内的交通道路很多已达到五至七层之多,而离建筑物的最小距离则只有几米。捷克轨道交通线附近,砖石结构的古建筑冈车辆通过时引起的振动而产生裂缝,其中布拉格、哈斯特柏斯和霍索夫等地甚至发生了由于裂缝不断扩火导致古教堂倒塌的恶性事件。如此类似的事情在其他的大城市里也时有发生。所有这些都对交通车辆引起的振动及其对周围建筑和居民舒适度的影响的研究提出了新的要求,同时也给众多学者及科研鹤髡咛岢隽烁嗟奶粽健高速列车运营产生的振动及其对周围环境产生的影响这一问题,在一些发达国家早已引起人们的注意,并已将振动列为七人环境公害之一,对其进行实验研究。在我的提高,振动问题也渐渐引起了人们的注意,对振动及控制问题的研究尚需进~步深化。因而,开展城市轨道线路的振动及其对临近结构物和人的影响研究是