地铁车辆段车致振动传播特性与综合管廊隔振效果分析研究

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近年来,国内主要城市大规模开展轨道交通建设,与地铁配套的车辆段占用大量土地,新建地铁车辆段普遍规划有上盖建筑,地铁列车在车辆段运行引起的振动受到广泛关注。已有一些关于地铁车辆段车致振动的研究,但列车主要是传统A型车或B型车,对L型车在车辆段运行引起的振动研究较少。地铁车辆段需要埋设大量管线,综合管廊在车辆段已有应用,关于综合管廊的隔振效果的研究,未见报道。本论文依托广州地铁6号线萝岗车辆段,在试车线临近地面、咽喉区上盖平台和临近地面、咽喉区临近建筑开展振动试验,从振动加速度峰值、振动频率特性两个角度,研究L型车在试车线和咽喉区运行引起的振动,计算分频最大振级,对舒适度进行评价,分析咽喉区上盖平台和临近建筑振动响应规律。采用ABAQUS建立有限元模型,通过数值模拟研究综合管廊的隔振效果,分析管廊的位置和形状对隔振效果的影响。主要得出以下研究结论:(1)L型车在试车线运行引起的振动以竖向为主,距轨道中心线7.0m的地面,竖向振动加速度峰值可达0.83m/s~2,竖向振动频率集中在45~60Hz,列车逆向过岔引起的竖向振动大于顺向过岔;(2)L型车在咽喉区直线轨道运行引起的振动以竖向为主,距轨道中心线5.8m的地面,竖向振动加速度峰值可达0.46m/s~2,竖向振动频率集中在30~35Hz和55~75Hz两个区间;(3)咽喉区上盖平台各测点竖向分频最大振级平均为69.0dB,无法满足舒适度要求,上盖平台适宜用作停车场、运动场,上盖平台竖向振动最大的位置是框架梁跨中,水平向振动最大的位置是柱边;(4)对于采用桩基础的大底盘单塔框架结构9层建筑,塔楼结构距咽喉区轨道约30.0m,楼内各层分频最大振级均小于62.0dB,满足舒适度要求,振级的变化规律与2阶振型位移绝对值相似,通过分析结构的振型特点,可以确定振动最大的楼层,根据一个楼面测点的实测振级,可以预测其他各层的振级;(5)当综合管廊埋深为1.2m时,对70Hz、50Hz、30Hz的振动的减振效果分别为5.5dB、4.7dB、0.5dB,建议在满足使用要求的前提下,尽量将综合管廊浅埋。
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