城市轨道交通临近建筑的隔振分析

基于车辆-轨道垂向耦合模型获得的地铁轨道路基振动激励,建立了采用粘弹性边界平面有限元地层模型,分析了地面振动响应特点;分析了叠层橡胶垫、圆柱形螺旋港弹簧和碟形弹簧三种隔振元件的力学性能,讨论了建筑基础隔震技术在城市轨道交通领域减振应用的可能性;采用一四层框架作为研究模型,分析了基础隔振框架随结构竖向自振特性变化的振动响应规律,并提出设计建议.分析结果表明:地铁路基荷载一般在10 Hz以下,集中在5 Hz以内,主要表现在低频段;水平与竖向结构动力响应均应考虑;现有隔振元件竖向刚度经过适当调整,或者采用适当的组合形式,是可以满足对城市轨道交通引起的建筑结构振动控制的要求;隔振结构竖向第一自振频率控制在3 Hz-5 Hz范围内.并在隔振层附加5%-10%的阻尼,可以获得70%竖向减振效果.     

弹性支座对简支箱梁桥振动特性的影响及隔振效果研究

以32 m简支箱梁桥为原型,以10∶1为几何缩尺比,设计制作了简支箱梁桥的相似模型,并依据弹性力相似律推导了原型桥与模型桥间的相似关系,之后对原型桥与模型桥的有限元模型进行模态分析,以及开展模型桥的模态试验,通过模态数据对比验证了相似模型桥的可靠性。在此基础上,通过锤击试验,研究了不同竖向刚度的弹性支座对箱梁振动特性的影响,并探讨了弹性支座在箱梁桥上部结构与桥墩间的隔振效果。结果表明:在20～200 Hz的中高频段范围内,支座刚度变化会对箱梁跨中的结构振动产生一定的影响,但影响很小;振动由顶板传递至翼板的过程中衰减慢,其次是腹板,振动由顶板传递至底板的过程中衰减最快;简支箱梁桥上部结构与桥墩间设置弹性支座可有效降低墩顶的振动,且支座刚度的大小对弹性支座的隔振效果影响很大,同时弹性支座在不同频率下的隔振效果差异较大。     

曲线地段地铁振动对邻近建筑的影响分析

以南昌地铁 1号线圆曲线（曲率半径为 400m）下穿南昌科技大楼段工程背景为依托,建立轨道-隧道-大地-科技楼三维有限元模型,从数值计算的角度分析地铁列车在曲地段运行时引起的环境振动对邻近建筑的影响。结果表明,曲线段地面的振动强度水平向接近竖向,这与直线地段主要以竖向振动为主的振动状态存在明显的差别;科技楼室内水平向振动强度低于竖向,第 1层的振动在 20Hz出现最大值,其它各楼层均在 6.3Hz和 16Hz出现最大值,室内第 1-8层竖向振动 1/3倍频程均超过标准夜间限值,需要作隔振处理;无论在水平向还是在竖向,列车行驶速度越快,振动响应越大,竖向振动在楼层间的变化幅度要小于水平向,水平向的振动最大值出现在底层或顶层;建筑结构基础形式采用桩基础,增大其产生的阻尼、刚度、附加质量,可以减小地铁环境振动的干扰。     

地铁车辆段新型隔振支座的减振效果研究

针对地铁车辆段上盖物业存在的振动舒适度问题以及缺乏相应有效减振措施的现状,开发了一种新型隔振支座来减小竖向列车振动。介绍了支座的结构构造及特点,在理论上提出设计方法;以某地铁车辆段工程为背景,通过数值模拟,对比分析了上部结构在隔振前后的动力响应,并对支座的减振效果进行评价。结果表明:隔振后,上部结构除在竖向一阶自振频率5.44 Hz和楼板局部模态频率16 Hz附近出现振动放大现象外,在其他频段的振动均得到明显降低,且隔振结构的各层Z振级均小于原结构,最大差值达12.1 dB;隔振支座对10 Hz以上频段的减振效果显著,其1/3倍频程振级的插入损失达20 dB,Z振级的减小量可达10 dB。     

基于阻抗和功率守恒法的地铁车辆段上盖建筑车致振动预测模型研究

为评价地铁车辆段上盖建筑车致振动响应对人体舒适度的影响并指导减隔振措施设计,以深圳地铁某车辆段上盖钢框架结构为对象,基于波传导理论提出了计算高效的竖向振动预测模型.该模型包含两个子模型,子模型一基于阻抗法考虑竖向振动以轴向波的形式沿结构柱向上传播,以上盖平台柱脚速度作为输入预测上盖建筑各楼层柱脚振动响应;子模型二考虑梁...     

基于能量法的加筋扁球壳轴对称自振缩尺模型研究

该文基于结构体系的总能量进行相似转换,导出了大型加筋扁球壳轴对称振动时模型需满足的广义相似条件和缩尺原理。在此基础上,创新性地引入结构刚度参数公式,重点研究了不完全相似缩尺振动。以正交加强（径-环向加筋）扁球壳为例,基于线性几何方程和壳体最大动能,应用里兹法建立结构的频率方程,分析了模型与原型的完全和不完全相似。结果表明:完全相似缩尺模型能准确地预测原型。不完全相似分析中,当模型与原型的加筋肋满足截面积、一阶矩和二阶矩与对应加筋肋间距比值相似时,模型加筋肋截面可采用与原型不同的形式,为试验模型的设计提供了方便;当模型与原型的材料泊松比相等或相近时,推导的缩尺原理能较好的预测原型结构的动力特性。该文采用的方法和给出的结论对于相关试验和设计具有很好的实用价值。     

利用Periodic Fourier法研究橡胶混凝土隔振基础对轨道振动的影响

地下铁道轨道减振措施研究是一个受到持续关注的问题,本文创新性地引入橡胶混凝土隔振基础这一概念。并利用Peiodic-Fourier方法,探讨了橡胶混凝土隔振基础物理参数对钢轨振动位移的影响。研究结果表明:(1)高频激励荷载引起的钢轨位移比低频激励荷载引起的钢轨位移小;(2)橡胶混凝土隔振基础刚度越大,相应的共振频率越大,但引起的钢轨振动位移越小;(3)橡胶混凝土隔振基础阻尼越大,相应的共振频率越小,且引起的钢轨振动位移也越小。     

地下室地铁运行激励下的振动特性研究

为研究地下室结构在地铁运行下的振动特征,对位于地铁上方的某工程地下室结构进行了现场实测。对实测加速度响应信号开展了时域和频域分析,获得了地下室结构的振动加速度幅值在各层的分布特征,表明地铁运行激励下地下室结构竖向振动显著占优。分析了地下室结构不同位置的振动能量分布特征和相位关系,表明地下室结构以单一频率整体振动。根据加速度信号的时域和频域特征,依据相关规范对地铁运行下地下室结构的人居舒适度进行了评价。基于实测加速度响应信号开展了振级分析,研究了地下室振动的振级分布特征,表明结构加速度振级在峰值频率取得最大。相关研究结果可为该工程上部结构的设计和同类结构评价提供参考。     

地铁引起的站台邻近建筑室内振动预测分析

为了对地铁引起的站台邻近建筑楼层振动进行预测,提出并验证半经验半数值的振动预测方法,即运用实测经验法确定振源强度,有限元法分析建筑结构振动传递函数,将源强与传递函数相结合对建筑结构振动响应进行预测。利用半经验半数值的振动预测方法,对某地铁站台及其邻近建筑进行环境振动预测分析,得到地铁运行引起站台邻近建筑室内振动加速度级随楼层变化规律及其频谱特性。结果表明,半经验半数值的振动预测方法可行;地铁引起的站台邻近建筑内,随着楼层升高,低频振动受结构固有频率影响逐步放大,高频振动受阻尼影响能量衰减逐步减小,总振级随楼层增高呈先减小后增大趋势。该结果对地铁运行引起的站台邻近建筑室内环境振动预测及隔振设计具有实际意义。     

地铁引起装配式结构振动的组合碟形弹簧隔振研究

为了研究组合碟形弹簧对地铁引起装配式结构产生振动的隔振效果,建立地铁轨道-路基-土体-组合碟形弹簧-半刚性节点装配式结构的三维有限元计算模型,计算装配式结构建筑物隔振前后的自振周期和结构竖向加速度频谱,对比分析结构节点转动刚度、地铁车速、结构与轨道中心距离,探讨这些因素对组合碟形弹簧隔振效果的影响。结果表明：隔振后,结构的自振周期相比于隔振前增大2 倍左右;组合碟形弹簧具有明显的隔振作用,隔振效率超过50 %;相比于铰接节点和刚接节点装配式结构,组合碟形弹簧的隔振效果在半刚性节点装配式结构中更为明显;地铁列车以80 km/h～100 km/h运行时,组合碟形弹簧的隔振效果表现最好;组合碟形弹簧的隔振效果随对合数的增大而越明显,与对合数呈非线性关系;结构振动频率在0～10 Hz时,隔振效果更好。     

地下高铁致结构振动全过程分析及隔振支座减隔振性能研究

地下高铁运行引起的振动通过周围地层传播会导致附近地下结构以及地上邻近建筑的二次振动,从而影响周边环境及建筑物的使用性能.以某商业综合建筑为背景,结合相关参数及现场实测数据建立"隧道—土体—建筑底板—上部结构"全过程三维有限元分析模型,计算地下高铁运行时结构振动响应.结合振动控制标准进行评估,并针对竖向隔振支座的减隔振效...     

钢弹簧隔振减震装置性能试验及其结构振动控制参数分析

近年来,由钢弹簧隔振器和阻尼筒组成的钢弹簧隔振减震装置,被用于地铁沿线建筑结构的振动控制。目前,该装置在多向控制性能测试试验和参数分析研究方面存在不足,实际工程中大多采用验算法来满足设计要求,设计过程在实用性和最优性上存在不足。研究分别从竖向和水平向上进行了钢弹簧隔振器压剪性能试验和阻尼筒耗能试验,分析得到隔振器力学性能参数和阻尼筒耗能性能参数;接着以应用该装置的20层Benchmark模型为研究对象,通过数值模拟计算分别对竖向环境激励和水平向罕遇地震动输入下,隔振减震装置参数对结构振动控制效果影响进行了系统分析,研究分别给出了装置中隔振器和阻尼器有效性能参数的取值范围。研究成果可为钢弹簧隔振减震装置的结构振动控制应用提供参考和指导。     

基于阻抗和功率守恒法的地铁车辆段上盖建筑车致振动预测模型研究EI北大核心CSCD

为评价地铁车辆段上盖建筑车致振动响应对人体舒适度的影响并指导减隔振措施设计,以深圳地铁某车辆段上盖钢框架结构为对象,基于波传导理论提出了计算高效的竖向振动预测模型。该模型包含两个子模型,子模型一基于阻抗法考虑竖向振动以轴向波的形式沿结构柱向上传播,以上盖平台柱脚速度作为输入预测上盖建筑各楼层柱脚振动响应;子模型二考虑梁板组合效应,推导了梁端驱动点阻抗,利用子模型一计算得到的柱脚振动速度作为输入,基于功率守恒原理预测楼板时空平均振动响应。通过将预测模型的计算结果与现场实测结果进行对比,验证了预测模型的有效性。研究成果可为地铁车辆段上盖建筑车致振动提供高效、简便的科学预测方法和理论依据。     

分布式连接全装配RC楼盖人行荷载试验与振动舒适度分析

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)动力特性与人致激励响应规律,进行了2个DCPCD试件和1个现浇楼盖试件在四边简支条件下的振动特性试验,并施加多种人行激励工况,分析了步频、行走路线、行人数量和荷载分布等对楼盖振动响应的影响。结果表明:板缝降低了DCPCD的弯曲刚度,使阻尼比增大,第二阶和第三阶振型分别沿横板向和顺板向反向对称;增加连接件数量可有效提高DCPCD自振频率、降低楼盖振动响应;峰值加速度随步频和人数的增加而增大;沿DCPCD横板向行走比沿顺板向和对角线方向行走时的峰值加速度大;荷载分布密集度越大峰值加速度越大,荷载分布越靠近楼盖中心则峰值加速度越大;DCPCD试件的基频可满足规范要求,但加速度在不同的边界支承条件下差别明显;提出了标准单步落足荷载下DCPCD的峰值加速度计算方法,计算值与实测值吻合良好;基于DCPCD竖向振动舒适度,楼盖的横板向与顺板向刚度比建议在0.3~0.75。     

探讨两种建筑隔振基础措施在地铁沿线物业开发中的应用

为解决城市轨道交通列车运行引起的人居环境振动问题,介绍建筑基底铺设减振垫及设置钢弹簧支座这两种不同柔性隔振措施的基本原理及其在国内外工程项目中的应用。以某邻近地铁线路大型混合地块项目开发为例,在振源难以控制的前提下,对应用上述措施的隔振效率、经济指标及对结构设计的影响进行探讨。结果表明:两种基础隔振措施均能有效降低振动传递至建筑结构的水平,但在经济指标及对结构设计影响程度等方面有所差异。相关结论对于地铁振动环境下的物业开发项目具有实际参考意义。     

地铁引起的建筑结构振动及噪声分析

针对上海地铁附近某拟建建筑的振动与噪声问题,建立结构的有限元模型,输入场地实测地面振动加速度激励,计算结构振动的加速度响应.结合噪声预测模型,给出建筑结构内声场分布规律,并结合工程实例,对浮筑楼板隔振降噪措施效果进行分析,结果表明浮筑楼板隔振降噪效果一般.     

上海世博文化中心TMD减轻人致振动分析与实测研究

上海世博文化中心是2010上海世博会永久性场馆之一,其主体结构由沿环向的36榀悬臂长度不一的钢桁架和矩形钢管混凝土内框架组成。结构六层为悬挑钢结构楼盖,易引起人致振动问题。对采用调谐质量阻尼器(TMD)进行人致振动控制的上海世博文化中心进行了大量的计算分析和现场实测。结果表明结构各榀桁架的竖向共振频率处于2.5-3.0Hz之间;当人以2.0Hz的频率正常行走时,结构竖向振动较小,TMD基本无影响;而当人以结构竖向共振频率快速走动或奔跑时,TMD能有效减小结构的竖向振动响应,减振效率约为15%。这对长悬臂空间结构的舒适度问题和采用TMD进行人致振动控制问题的研究具有参考借鉴意义     

冷弯薄壁型钢梁-OSB板组合楼盖静力挠度及振动性能试验研究

对冷弯薄壁型钢梁-OSB板组合楼盖足尺模型进行改变边界条件的振动试验, 研究组合楼盖在四边支撑和梁端简支、四边支撑和梁端固结、两边支撑和梁端简支、两边支撑和梁端固结四种不同边界条件时静力荷载下的挠度及人沿平行和垂直楼盖梁方向行走、脚跟冲击、沙袋从空中落下、激励锤冲击不同动力荷载工况下的自振频率。研究表明:边界条件的变化会引起组合楼盖挠度和自振频率的变化, 可以通过改变边界条件来提高组合楼盖的振动性能;边界条件不同时组合楼盖在1kN集中荷载作用下跨中挠度均小于2mm, 在动力荷载作用下除个别情况外自振频率均高于15Hz, 建议组合楼盖在1kN集中荷载作用下跨中挠度限值设为2mm, 振动舒适度要求较高时自振频率限值设为15Hz。另外, 采用等效刚度法提出的理论公式能较好地预测不同边界条件时组合楼盖在静力荷载下的挠度及动力荷载下的自振频率。     

大跨度楼盖运动场内人员舒适度实测分析研究

提出采用现场振动实测与调查问卷相结合的方法研究人员舒适度问题。以伊金霍洛旗全民健身活动中心大跨度楼盖运动场为工程背景,在建筑装修前和装修后对该楼盖进行详细的现场振动实测,明确其动力特性参数;在建筑装修后的运营阶段,进行正常使用状态(篮球训练)下的现场振动测试,同时对运动员、教练员、观众发放调查问卷记录其舒适度。以北京交通大学体育馆篮球比赛作为相似案例,进行现场振动测试和调查问卷。研究得出:木地板装修层对振动量值有很大影响,但不会对人员舒适度有较大影响;大跨度楼盖虽然卓越频率在2~3 Hz,但是经合理设计也能满足人员舒适度控制要求。以实测数据为体育馆内运动员及观众舒适度评价提供了参考。     

人群节律性运动下大跨楼盖的随机振动问题研究

振动舒适度是影响大跨楼盖设计的关键问题,但现有的结构人激振动研究成果难以考虑楼盖的多模态共振和较为复杂的楼盖布置。本文针对人群节律性运动下楼盖的振动问题,采用虚拟激励法,推导了楼盖的随机振动模型,并采用该模型分析了楼盖人激共振机理,提出了激发楼盖共振的人群节律性运动频率确定方法和用于确定楼盖最不利共振荷载分布的模态位移和最大准则,最后对影响楼盖动力响应的接触持时比、阻尼比等关键参数进行了分析。