高速列车振动对沿线居民的影响及应对措施(2)

高速列车振动对沿线居民的影响及应对措施(2)

2018-10-14 00:50:59  微科普
本文作者:同济大学 上海交通大学

2018-10-14 00:50:59
作者:同济大学 上海交通大学
来源:微科普
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高速列车振动对沿线居民的影响及应对措施 
图5为25 Hz时轨道和路基结构上各点振动稳定后的竖向速度响应时程曲线。从图中可以看出,各点的曲线峰值也反映出了能量在空间范围内的衰减过程,轨道结构吸收了大部分振动波能量,因此轨道板和支承层速度峰峰值要远远大于路基各层;传递至路基表层时,速度急剧下降,也即能量在路基表层急剧衰减;路基上各点竖向速度峰峰值随深度依次递减,即能量传递过程中迅速衰减,但衰减率变小。
(3)高速铁路运行引起的振动波在地基中的传播规律
了解列车运行产生的振动波在轨道路基中的传递规律后,进一步了解振动波在地基中的传播规律。通过现场多次实测,同样可以获得一些有意义的振动传播现象及规律。
高速列车振动对沿线居民的影响及应对措施
如图6所示,为获取列车运行引起的场地振动传播规律,在垂直于轨道方向布置10个加速度传感器(如图7)测点。每个测点均采集三个方向的振动信号,分别为:沿轨道方向(y向),地平面上垂直于轨道方向(x向),垂直于地平面方向(z向)。
图8给出了一列以300km/h运行的CRH380BL列车通过时,距轨道中心16.5m远处场地振动的时程曲线。蓝色(上部)、红色(中部)和黑色(下部)分别表示纵向、横向和垂向三个方向的振动加速度。每张图中还增加了一列16节编组高铁动车侧视轮廓图用以帮助分析振动规律。从图中可以发现,一系列周期性车轨耦合产生的振动簇和峰值,这些峰值位置和列车转向架和轮对位置存在较为一致的对应关系。可以初步判定这些周期性振动簇,和列车的几何特征参数是直接相关的。所有测点的振动幅值均在0.1m/s2以内,垂向的振动大于横向和纵向的振动,纵向的振动较横向振动更小。
高速列车振动对沿线居民的影响及应对措施
为了研究振动幅值随距离变化的衰减规律,图9中散点给出了距轨道中心不同距离处,列车高速运行时实测的垂向振动幅值,振动幅值的平均值通过蓝色实线表示。可见,振动幅值总体上随着距离轨道中心的距离呈现衰减趋势,并且在较近区域变化幅度较大。然而,在距离轨道中心约24m处发现振动放大现象,这是由于测试场地的基岩埋深较浅(距地表约20m)导致波在地表和基岩间来回振荡,造成波的干涉现象。通过频谱分析发现,与振动波在路基中的传播规律类似,高频振动在近场衰减快,远场衰减慢。另外两个方向的呈现相似现象。

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