涂勤明，雷晓燕，毛顺茂

(1.华东交通大学 铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，南昌330013；2.南昌轨道交通集团有限公司，南昌330038)

地铁产生的环境振动及轨道结构减振分析

涂勤明1，雷晓燕1，毛顺茂2

(1.华东交通大学 铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，南昌330013；2.南昌轨道交通集团有限公司，南昌330038)

以南昌地铁1号线八一广场段为工程背景，对轨道—隧道—大地的三维有限元模型进行动力学分析。分别建立三种道床模型：整体道床、弹性支承块道床和钢弹簧浮置板道床。以振动加速度、1/3倍频程振动加速度级和Z振级作为评价指标，比较不同轨道结构下隧道壁及地面的振动响应。随之减振道床支承刚度的变化，分析道床的自振频率对减振效果的影响。计算表明：列车引起的地面振动主频在40 Hz附近；减振道床的自振频率对减振效果有较大影响；钢弹簧浮置板道床减振效果明显优于弹性支承块道床。

振动与波；地铁；环境振动；轨道结构；减振效果

本文以南昌地铁1号线为工程背景，利用有限元软件ANSYS建立轨道—隧道—大地三维有限元模型，对地铁引起的环境振动及减振措施进行仿真分析。

1 列车荷载

式中F(t)为列车对钢轨作用力；Fl为1/2的第l个轴重；mw为第l个车轮质量；η(x=Vt)为轨道随机不平顺值；δ为Dirac函数；v为列车运行速度；al为t=0时第l个轮对距原点的距离。

通过建立轨道结构黏弹性连续三层梁模型，将公式(1)表达的移动列车轴荷载施加于轨道结构三层梁模型的振动控制方程中[4]，导入美国轨道高低不平顺六级谱，运用傅里叶变换数值方法求解振动方程，即可得到轨道结构的振动响应和轮轨作用力。……