葉建軍

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司,北京　100100）

橋上軌道交通結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響因素分析

葉建軍

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司,北京100100）

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與提高，城市軌道交通也得到了一定的發(fā)展，尤其是高架橋部分的軌道交通更是取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是隨著橋上軌道交通的發(fā)展，隨之也引起了一定的環(huán)境振動(dòng)公害等問題，例如：噪聲污染、振動(dòng)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(guān)注。因此，眾多學(xué)者都在積極的對(duì)軌道交通帶來的影響進(jìn)行分析與研究，特別是橋上軌道交通結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響因素問題。文章將會(huì)從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)橋上軌道交通結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響因素進(jìn)行系統(tǒng)的剖析。

關(guān)鍵詞：橋上軌道；交通結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)振動(dòng)影響因素

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷提高，軌道交通得到了巨大的發(fā)展，但是隨著環(huán)境振動(dòng)公害越來越嚴(yán)重，產(chǎn)生的影響也越來越巨大，這一點(diǎn)引起了人們的重視。

1　橋上軌道交通產(chǎn)生振動(dòng)的主要原因

在軌道交通系統(tǒng)中，出現(xiàn)振動(dòng)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(dāng)輪軌之間進(jìn)行接觸就會(huì)出現(xiàn)撞擊，繼而產(chǎn)生振動(dòng)。如果失圓的車輪反復(fù)的在鋼軌上進(jìn)行作用，不斷地碾壓鋼軌就會(huì)使鋼軌發(fā)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(huì)對(duì)車輪部位產(chǎn)生影響，如此循環(huán)往復(fù)就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。

1.2車輛系統(tǒng)發(fā)生的振動(dòng)

主要是由于動(dòng)力牽引的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，這樣的振動(dòng)主要是車輛本身的動(dòng)力機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)有關(guān)，例如：車輛彈簧剛度、簧上以及簧下的質(zhì)量等。

1.3軌道部位的結(jié)構(gòu)性振動(dòng)

此項(xiàng)振動(dòng)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(jié)構(gòu)的時(shí)候產(chǎn)生的振動(dòng)。軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)的產(chǎn)生主要與軌道自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包含：軌道本身的質(zhì)量、剛度值、阻尼值等。

2　鋼軌墊層剛度的影響

3.1結(jié)構(gòu)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(duì)整體結(jié)構(gòu)加速度產(chǎn)生的影響，一般都會(huì)采用建模實(shí)驗(yàn)的方式或者是建立橋梁結(jié)構(gòu)加速度的頻譜圖。通過模擬數(shù)據(jù)（例如：行車數(shù)據(jù)在60km/h，墊層剛度的幅度變化為30%，其他數(shù)據(jù)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(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的加速度，鋼軌墊層剛度如果越小，那么高頻部分出現(xiàn)的衰減效果就越好，但是在其他的頻段上出現(xiàn)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(fā)生變化的時(shí)候，對(duì)橋墩支座的反力也會(huì)出現(xiàn)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(huì)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(guān)的模擬數(shù)據(jù)也能夠得出此結(jié)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(dòng)在沿著地表傳播時(shí)受到鋼軌墊層剛度變化的影響

通過試驗(yàn)得出的結(jié)論是，地表振動(dòng)發(fā)生時(shí)，速度與加速度都會(huì)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(shì)主要是在距離橋墩大約三十米左右，數(shù)值會(huì)迅速的減小到某一數(shù)值，之后減小的速度會(huì)逐漸的變慢。

3　道碴墊層剛度的影響

3.1結(jié)構(gòu)加速度受到道碴墊層剛度的影響

研究結(jié)構(gòu)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(shù)值，通過計(jì)算之后根據(jù)所得數(shù)據(jù)分析是否產(chǎn)生影響以及影響幅度的具體值。在試驗(yàn)時(shí)模擬的數(shù)值是：行車的速度設(shè)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(shù)值不發(fā)生變化。通過計(jì)算得到的結(jié)果是，道碴墊層剛度本身的變化會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的加速度產(chǎn)生一定的影響，在高頻率的振動(dòng)下，剛度如果越小，在該路段隔振的效果就會(huì)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(dòng)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(shí)候，同樣需要建立頻譜分析圖，只有通過頻譜進(jìn)行分析才能準(zhǔn)確的確定影響的具體數(shù)值。通過研究表明，當(dāng)?shù)啦陦|層剛度變大的時(shí)候，橋墩支座部分的反力也會(huì)隨之變大，一般情況是道碴剛度每次增加30%時(shí)，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(jié)構(gòu)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(fā)生變化的時(shí)候，對(duì)橋墩支座反力的頻率部分的影響并不大。

4　結(jié)語

城市中的高架交通作為一種具有經(jīng)濟(jì)適用、高效安全的交通模式，逐步發(fā)展成為軌道交通建設(shè)的主要趨勢(shì)。在我國(guó)的上海已經(jīng)建成一條高架軌道交通線，被稱為“明珠線”，這就代表我國(guó)的高架軌道交通已經(jīng)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(shí)，高架軌道交通系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)時(shí)也產(chǎn)生了一定的振動(dòng)與噪聲影響，這引起了社會(huì)的不滿。現(xiàn)如今的振動(dòng)問題已經(jīng)成為軌道交通發(fā)展的主要障礙之一，這就需要相關(guān)人士采取特定的處理方式么，防止此問題的擴(kuò)散與發(fā)展，從而更好的保證高架軌道交通的正常發(fā)展，為人們帶去更大的利益。

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作者簡(jiǎn)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。