摘要：为研究地铁荷载作用下砖石古塔的振动响应和安全性,以武汉洪山宝塔为研究对象,对该塔进行地脉动测试,基于随机振动理论计算其前2阶自振频率与相应振型。建立数值计算模型,得到模型的自振频率和振型,参照脉动测试结果对模型进行校核。基于校核后的有限元模型,研究地铁列车荷载作用下塔体各层最高处的水平振动速度的变化规律,并参照国家规范对不同工况下的塔体安全性进行评估。研究结果表明:宝塔在东西和南北方向的前2阶频率接近,振型也十分相似且均为平动振型。地铁运行引发的古塔振动主频率为0~15 Hz。各层最高处水平振动速度沿楼层高度方向均呈现先增大后减小随后再增大的趋势,最终在顶层达到最大值。随着振动源水平距离的增加,古塔各层最高处水平向振动速度总体均呈减小趋势,但在一定范围内存在振动放大区。该区域内的顶层水平速度的增幅虽未超过国家规范中省级文物保护单位的振动限值,但由于古建筑对振动速度的变化非常敏感且古建筑保护级别是动态的,类似于上述的增幅对古建筑是潜在隐患,建议在进行地铁线路规划时,应尽量避免将古建筑处于振动放大区内。在选定工况下,洪山宝塔与地铁线路的安全距离为12.5 m。研究成果可为古建筑周边轨道交通的设计规划工作提供参考。

摘要："桥建合一"型地铁高架车站的轨道梁刚接在站房结构框架梁上,存在严重的车致振动舒适度问题。为了研究列车过站时"桥建合一"型地铁高架车站的振动舒适度规律,以某典型侧式"桥建合一"型地铁高架车站为研究对象,采用数值计算软件Matlab建立27自由度列车模型,采用有限元软件Ansys建立车站有限元模型,基于分离迭代法实现列车-车站的耦合作用,并对比实测数据验证列车-车站耦合振动分析模型的准确性。采用已验证的列车-车站耦合振动分析模型计算列车到发站时站房的振动舒适度敏感点,并研究列车车速、楼板厚度和桥墩跨度参数对站房振动舒适度的影响。研究结果表明:"桥建合一"型地铁高架车站的结构动力特性具有特殊性,典型楼板的1阶竖弯频率为28.91 Hz,是高铁客运站的4.7~7.7倍;站厅层振动舒适度敏感点位于结构缝附近和车站端部悬挑区域,列车到站时站厅层振动超标最大为32%;站房的车致振动相应总体上随列车车速的增加而增大,列车正线过站时60~80 km/h速度区间与列车会车过站时20~40 km/h和60~80 km/h速度区间的楼板振动增幅较为显著;楼板的车致振动在其自振频率附近会产生"共振效应",楼板厚度参数对楼板自制频率的影响较小,桥墩跨度参数对楼板自振频率的影响较大,合理设计桥墩跨度可以有效避免楼板产生"共振效应"。

摘要：新型空间框架式客运车站集人员候车、办公和汽车到、发站功能于一体,导致了较为严重的振动舒适度问题。以某空间框架式客运站为工程背景,基于现场实测数据,建立7自由度多刚体车辆模型以及结构有限元模型;研究结构的车致振动响应规律,并基于振动舒适度对此类建筑的设计及运营提出建议。研究结果表明:此类工程的建设应考虑振动舒适度问题,设计楼板频率应避开车致振动激励频率;振动沿水平向衰减较慢,沿竖向先迅速衰减后趋于稳定,建筑功能分区时应尽量将行车区域规划于建筑底层,并避免同层规划办公区域;随着车速增加,结构动力响应增大,车站运营时应控制车辆在建筑物内的车速。

摘要：地铁车辆段试车线区段的列车夜间运行车速较快,且行驶于上部建筑的立柱之间,振动由道床直接传递到建筑中,导致振动舒适度超标。以某地铁车辆段试车线上盖建筑为背景,建立基于舒适度评价的精细化有限元模型,结合实测数据核验模型准确性,分析楼板的振动规律。研究表明:楼板车致振动频率集中于楼板基频附近,最大振动出现在楼层中部;增大楼板厚度和混凝土强度使Z振级减小,设计时可适当加厚楼板;振动预测计算时需考虑隔墙和活荷载的影响,应禁止将隔墙拆除进行改装,拆除隔墙后楼板约束减少,自振频率降低,Z振级增大1~4dB。