张辰辰 钱振东 张晓春

(东南大学智能交通运输系统研究中心，南京 210096)

地铁车辆在高架轨道上运行诱发的环境振动传播涉及车辆、轨道、桥梁、土体以及建筑等.而由此引起的各个子系统及其耦合的振动响应极其复杂［1］，其中车辆模型的自由度数直接影响了计算精度.随着车辆动力学研究的不断深入［2］，对反映车体各组成部分真实运动情况的多自由度车辆模型进行仿真计算，可靠性更高.仅当建筑物长轴与轨道方向大致平行时，地铁环境振动作用下的建筑物响应方可简化为二维情况进行分析，而实际情况中极难满足这一要求.张弥等［3］利用二维有限元模型对高架轨道交通引起的环境振动进行了理论分析；蒋通等［4］将现场实测数据与二维数值模拟分析结果进行了对比；宋子威［5］采用周期变化的荷载列车模型，研究了轻轨列车通过高架桥梁引起的周围土体振动.

为深入研究地铁列车环境振动的传播规律，针对南京市地铁一号线高架段，建立了一种较为精确的31自由度车辆模型.首先，考虑轨道不平整度，通过车辆-轨道系统动力学计算，获得了较为精确的列车随机振动荷载.然后，将该荷载加载到桥梁-土体-建筑三维有限元模型中，对高架地铁列车运行诱发的环境振动传播进行数值模拟，得到周围土体和临近建筑内关键点位的振动加速度、速度以及位移幅值.最后，对计算结果进行频谱分析，获得各点的振动功率谱……