地铁列车运行引起的振动对精密仪器影响的预测研究

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摘要：采用一种动力有限元数值模型，并结合道路交通现场振动测试，对北京地铁８号线列车运行对邻近地铁
线路的某科研楼内精密仪器的振动影响进行了预测研究，并比较了普通无砟轨道和浮置板轨道两种工况下楼内外的振动
响应。提出了该有限元模型的网格划分、边界条件、阻尼施加等建模原则，采用实测的钢轨振动加速度计算而来的动态轮
Ｂｅｉｊｉｎｇｗａｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆａｄｙｎａｍｉｃｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｉｎ — ｓｉｔｕｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｒｏａｄｔｒａｆｆｉｃ
轨力作为该模型上的激励力。结果表明：采用该动力有限元模型可以有效地预测地铁列车运行引起的振动；浮置板轨道
是一种有效的减振措施，在其工作频段内有显著的减振效果，但对低频振动没有减振效果，而且在其自振频率处还有一定
的放大作用；地铁８号线开通后，地铁列车振动再叠加上道路交通引起的振动会对科研楼内部分精密仪器的正常工作造
ｉｎｄｕｃｅｄｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｓｉｎｓｉｄｅａｎｄｏｕｔｓｉｄｅｔｈｅｂｕｉｌｄｉｎｇｆｏｒｃａｓｅｓｏｆｇｅｎｅｒａｌｎｏｎ — ｂａｌｌａｓｔｔｒａｃｋａｎｄｌｏｆａｔｉｎｇｓｌａｂｔｒａｃｋｉｎｔｕｎｎｅｌｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｈｅｒｅ，ｄｉｖｉｄｉｎｇｍｅｓｈｅｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｅｘｅｒｔｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｅｆｆｅｃｔＯ ±ｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄｂｙｍｅｔｒｏｔｒａｆｆｉｃｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｉｎａｂｕｉｌｄｉｎｇｎｅａｒｍｅｔｒｏｌｉｎｅ８ｉｎ
ＬＩＵＷｅｉ－ｒｅｎｇ，ＬＩＵＷｅｉ — ｎｉｎｇ，ＮｉｅＺｈｉ — ｌｉ，
一ｚｈｅｎ，ＬＩＫｅ－ｆｅｉ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４４，Ｃｈｉｎａ）
ｄａｍｐｉｎｇｉｎｔｈｅｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｄｙｎａｍｉｃｗｈｅｅｌ — ｒａｉｌｆｏｒｃｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎ－ｓｉｔｕｖｉｂｒａｔｉｏｎ
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第３２卷第８期
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
地铁列车运行引起的振动对精密仪器影响的预测研究
刘卫丰，刘维宁，聂志理，吴宗臻，李克飞
（北京交通大学土木建筑工程学院，北京１０００４４）
成一定的影响，仪器基座处可采取相应的隔振措施来减小振动。
关键词：地铁交通振动；精密仪器；动力有限元模型；振动测试；浮置板轨道中图分类号：Ｕ２１１．３；ＴＢ５３３文献标识码：Ａ
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｅｆｆｅｃｔｓｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄｂｙｒｕｎｎｉｎｇｍｅｔｒｏｔｒａｉｎｓｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｎｔｈｅｒａｉｌｓａｒｅａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｍｏｄｅ１．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄｂｙｐａｓｓａｇｅｏｆｍｅｔｒｏｔｒａｉｎｓｉｎｔｕｎｎｅｌｓｃａｎｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｅｄｉｃｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ；ｔｈｅｌｏｆａｔｉｎｇｓｌａｂｔｒａｃｋｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅ，ｉｔｃａｎｅｆｉｃｆｉｅｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｉｔｓｗｏｒｋｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅ；ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｌｏｆａｔｉｎｇｓｌａｂｔｒａｃｋｃａｎｎｏｔｒｅｄｕｃｅｖｉｂｒａｔｉｏｎａｔｌｏｗｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ，ａｎｄｈａｓａｃｅｔａｒｉｎａｃｔｉｏｎｏｆａｍｐｌｉｆｙｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎａｔｉｔｓｎａｔｕｒａｌ