某高速铁路路基段地面振动特性分析

某高速铁路路基段地面振动特性分析
摘要：高速铁路路基是高铁线路的重要组成部分，在高速铁路列车运行时产生的高强度、高频率特殊振动下，研究高速铁路路基段地面振动特性对高速铁路振动影响的预测和安全运行都具有重要意义。

本文通过对某高铁线路上一段路基段的地面振动进行测试，得到了该段路基不同距离地面振动响应，从而为研究高铁运行时路堤段地面振动特性分析提供了参考和借鉴。

关键词：高速铁路;运行；地面;振动特性
1 引言
高速铁路作为一种节能环保、低碳经济的交通方式,已在我国得到大力发展,客运铁路高速化是未来客运铁路的必然发展趋势,高速铁路在给人们生活带来方便、快捷的同时其运营期间产生的地面振动问题也不可忽视。

相对于普通铁路,以高强度、施载周期短、影响时间长为特点的高速铁路产生的振动振动幅值比普通铁路更高,且开行频次更高,因此其产生的环境振动问题会更加严重[1]。

铁路路堤做为高速铁路线路的重要组成部分，在地面距线路中心相同距离处路基段振动幅值甚至比桥梁段更大,为了研究高铁运行时铁路路堤的振动衰减特性，本试验选择某条已运行高铁的一段路堤进行环境振动测试。

2 试验仪器
本次振动试验所用设备采用北京东方振动和噪声技术研究所研制的3062T0型24位智能信号采集处理分析仪、941B型加速度传感器、DASP V11专业版软件及测量导线等组成，其连接示意图，如图1所示。

图2 铁轨路基周边地面振动波监测点位置示意图
本次试验所用的采集设备自带大容量蓄电池供电，941B速度传感器选用加速度档进行测量；对照列车运行时间表，每次测试在高铁列车到来之前1-2分钟提前开始采样，在列车尾部完全离开后1分钟左右停止采样。

4.试验结果分析
路基段地面振动主要关心列车经过时的振动加速度时程、振动频谱、振动倍频程以及随距离的衰减情况，其中振动加速度时程、振动频谱、振动倍频程情况通过北京东方所的DASP 软件强大的数据处理功能对原始数据的分析来实现[2-3]，振动随距离衰减情况通过文字编辑软件对每个测试位置在列车通过时的最大值的分析处理来实现，具体如图3所示。

从下面的图里可以看出，列车经过时对周围的振动大小随距离增加而减弱，频谱主要集中在20—60Hz。

5 结论
通过振动测试分析，可以得出以下主要结论：
（1）高铁列车经过时引起轨道周围的路堤的振动值均随距离的增加而逐渐衰减。

（2）高铁经过引起路堤的振动频谱主要集中在20-60Hz的范围内且随着距离增大高频成分在减少。

d) 振动加速度峰值衰减曲线
图3 铁轨路基周边地面振动波监测点数据分析图
参考文献
[1] 左磊. 高速铁路列车特殊振动对边坡稳定性影响的研究 [D]. 成都: 西南交通大学, 2013.
[2] 应怀樵. 波形和频谱分析与随机数据处理 [M]. 北京: 中国铁道出版社, 1982.
[3] 应怀樵. 现代振动与噪声技术 [M]. 北京: 航空工业出版社, 1997.
[4] 应怀樵. 现代振动与噪声技术（第二卷） [M]. 北京: 航空工业出版社, 2000.。