橋上軌道交通結構振動的影響因素分析

葉建軍

（北京城建設計發展集團股份有限公司,北京　100100）

橋上軌道交通結構振動的影響因素分析

葉建軍

（北京城建設計發展集團股份有限公司,北京100100）

摘要：隨著我國經濟的發展與提高，城市軌道交通也得到了一定的發展，尤其是高架橋部分的軌道交通更是取得了長足的進步。但是隨著橋上軌道交通的發展，隨之也引起了一定的環境振動公害等問題，例如：噪聲污染、振動影響、電磁輻射、日照影響等，這些問題也越來越引起人們的關注。因此，眾多學者都在積極的對軌道交通帶來的影響進行分析與研究，特別是橋上軌道交通結構振動的影響因素問題。文章將會從實際出發，根據實際情況對橋上軌道交通結構振動的影響因素進行系統的剖析。

關鍵詞：橋上軌道；交通結構；結構振動影響因素

隨著經濟的不斷提高，軌道交通得到了巨大的發展，但是隨著環境振動公害越來越嚴重，產生的影響也越來越巨大，這一點引起了人們的重視。

1　橋上軌道交通產生振動的主要原因

在軌道交通系統中，出現振動的原因主要是：

1.1輪軌不平整

輪軌不平整主要包含著車輪的失圓以及鋼軌的不平整。當輪軌之間進行接觸就會出現撞擊，繼而產生振動。如果失圓的車輪反復的在鋼軌上進行作用，不斷地碾壓鋼軌就會使鋼軌發生變形。久而久之就使得軌道變得不平整，而不平整的軌道又會對車輪部位產生影響，如此循環往復就會產生強烈的振動。

1.2車輛系統發生的振動

主要是由于動力牽引的時候，會產生一定的振動，這樣的振動主要是車輛本身的動力機械運轉以及相關的技術參數有關，例如：車輛彈簧剛度、簧上以及簧下的質量等。

1.3軌道部位的結構性振動

此項振動主要是由于列車在行駛中，通過鋼軌的接頭或者是道碴等結構的時候產生的振動。軌道結構振動的產生主要與軌道自身的結構參數有關，結構參數主要包含：軌道本身的質量、剛度值、阻尼值等。

2　鋼軌墊層剛度的影響

3.1結構加速度受到鋼軌墊層剛度的影響

如何才能更好的確定墊層剛度對整體結構加速度產生的影響，一般都會采用建模實驗的方式或者是建立橋梁結構加速度的頻譜圖。通過模擬數據（例如：行車數據在60km/h，墊層剛度的幅度變化為30%，其他數據不變），通過建立加速度的頻譜圖可以得知：鋼軌墊層的剛度有著非常大的影響，尤其是對橋梁結構的加速度，鋼軌墊層剛度如果越小，那么高頻部分出現的衰減效果就越好，但是在其他的頻段上出現的影響并不大。

3.2橋墩支座反力受到鋼軌墊層剛度的影響

鋼軌墊層剛度在發生變化的時候，對橋墩支座的反力也會出現一定的影響。一般情況是，鋼軌墊層的高度逐漸增大，那么橋墩支座的反力也會增大，而且增大的幅度一般與鋼軌墊層剛度的變化幅度差不多。由此可以看出來，將鋼軌墊付的剛度有效的降低就可以直接的減少橋墩支座部分的反力。由相關的模擬數據也能夠得出此結論，鋼軌墊層剛度逐漸變小，支座部分的反力幅度值也隨之減小。

3.3振動在沿著地表傳播時受到鋼軌墊層剛度變化的影響

通過試驗得出的結論是，地表振動發生時，速度與加速度都會隨著鋼軌墊層的剛度值減小而逐漸減小，但是變化的幅度要小于鋼軌墊層剛度的變化。一般情況下，變化的趨勢主要是在距離橋墩大約三十米左右，數值會迅速的減小到某一數值，之后減小的速度會逐漸的變慢。

3　道碴墊層剛度的影響

3.1結構加速度受到道碴墊層剛度的影響

研究結構加速度受到道碴墊層剛度的影響的問題，主要的方式是模擬具體數值，通過計算之后根據所得數據分析是否產生影響以及影響幅度的具體值。在試驗時模擬的數值是：行車的速度設置在60km/h左右，道碴墊層剛度的變化幅度大約在30%左右，其他的數值不發生變化。通過計算得到的結果是，道碴墊層剛度本身的變化會對橋梁結構的加速度產生一定的影響，在高頻率的振動下，剛度如果越小，在該路段隔振的效果就會越好。一般情況下，隨著道碴墊層剛度逐漸變小的情況下，在高頻振動部分隔振的效果較好，但是其他的頻段部分影響的幅度較小。

3.2橋墩支座部分的反力受到道碴墊層剛度的影響

在研究橋墩支座部分的反力受到道碴墊層剛度的影響問題的時候，同樣需要建立頻譜分析圖，只有通過頻譜進行分析才能準確的確定影響的具體數值。通過研究表明，當道碴墊層剛度變大的時候，橋墩支座部分的反力也會隨之變大，一般情況是道碴剛度每次增加30%時，橋墩支座部位的反力增加大約5%左右。由此可得，如果將軌道的剛度降低，就可以有效的減少橋梁上部結構傳到土體部分的力度。但是通過頻譜圖可以看出，道碴墊層剛度發生變化的時候，對橋墩支座反力的頻率部分的影響并不大。

4　結語

城市中的高架交通作為一種具有經濟適用、高效安全的交通模式，逐步發展成為軌道交通建設的主要趨勢。在我國的上海已經建成一條高架軌道交通線，被稱為“明珠線”，這就代表我國的高架軌道交通已經取得了非常大的成就。但是在人們享受便捷、靈活、安全的同時，高架軌道交通系統在運營時也產生了一定的振動與噪聲影響，這引起了社會的不滿。現如今的振動問題已經成為軌道交通發展的主要障礙之一，這就需要相關人士采取特定的處理方式么，防止此問題的擴散與發展，從而更好的保證高架軌道交通的正常發展，為人們帶去更大的利益。

參考文獻：

[1]盧建.列車引起的振動在周圍環境中的傳播及影響規律研究[J].北京交通大學碩士論文，2005.

[2]賀建良，萬泉，蔣偉康.高架城市軌道交通的噪聲特性分析[J].城市軌道交通研究，2007.

[3]曾欽娥，毛順茂，雷曉燕.高架軌道結構振動特性分析[J].華東交通大學學報，2013.

[4]陳建國，夏禾，曹艷梅.高架軌道交通引起的環境振動影響分析與預測[J].工程力學，2012.

作者簡介：葉建軍（1977—），男，重慶人，工程師，研究方向：隧道及地下建筑工程。