綜合交通樞紐車致振動(dòng)響應(yīng)特性研究

崔聰聰,雷曉燕，張 凌

（華東交通大學(xué) 鐵路環(huán)境振動(dòng)與噪聲教育部工程研究中心，南昌 330013）

綜合交通樞紐車致振動(dòng)響應(yīng)特性研究

崔聰聰,雷曉燕，張 凌

（華東交通大學(xué) 鐵路環(huán)境振動(dòng)與噪聲教育部工程研究中心，南昌 330013）

針對(duì)“站橋合一”的大型綜合交通樞紐工程，研究在不同行車速度和不同線路工況下候車廳樓板以及大跨度懸挑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)傳遞規(guī)律，研究列車高速過(guò)站時(shí)站房結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，分析客運(yùn)站各個(gè)樓層的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律、車致振動(dòng)在客運(yùn)站內(nèi)的傳播衰減規(guī)律。首先，以南昌西站站房結(jié)構(gòu)為例，利用無(wú)砟軌道雙層梁模型對(duì)輪軌力進(jìn)行數(shù)值模擬，采用有限元法建立列車-軌道-站房耦合系統(tǒng)整體動(dòng)力學(xué)分析模型，在有限元模型上施加不同工況的列車荷載，研究結(jié)果表明正線列車所致振動(dòng)響應(yīng)遠(yuǎn)小于到發(fā)線列車所致振動(dòng)響應(yīng)，雙線行車所致振動(dòng)響應(yīng)約為單線行車的兩倍，車致振動(dòng)沿著與線路垂直方向和樓層高度方向快速衰減，車致振動(dòng)沿著框架柱傳遞振動(dòng)響應(yīng)，但是軸柱中心線的振動(dòng)響應(yīng)小于跨中的振動(dòng)響應(yīng)。車致振動(dòng)響應(yīng)沿著高度方向呈現(xiàn)指數(shù)衰減。車致振動(dòng)響應(yīng)的垂向振動(dòng)、橫向振動(dòng)存在量級(jí)上的差異，因此綜合交通樞紐車站的振動(dòng)舒適度問(wèn)題可以主要關(guān)注豎向振動(dòng)。

振動(dòng)與波；綜合交通樞紐；車致振動(dòng)；動(dòng)力響應(yīng)；衰減特性；振動(dòng)水平評(píng)價(jià)

高架車站既不是單純的房屋建筑，也不是單一的橋梁結(jié)構(gòu)，而是房建與橋梁融匯在一起的一種特殊結(jié)構(gòu)。按照結(jié)構(gòu)體系不同，軌道交通高架車站可分為“建橋合一”和“建橋分離”兩大類。綜合交通樞紐的大跨度樓板結(jié)構(gòu)自身的阻尼小，跨度大，大部分采用正線與站房結(jié)構(gòu)分離形式。到發(fā)線由于車速低，采用“建橋合一”的形式。因此高架車站作為一種新的建筑形式，有必要對(duì)其振動(dòng)特性以及舒適性進(jìn)行研究。

朱志輝等以天津西站為研究對(duì)象，建立列車-軌道-站房耦合系統(tǒng)整體力學(xué)分析模型，考慮列車與客運(yùn)站之間的動(dòng)力相互作用，研究列車高速過(guò)站時(shí)列車和站房的動(dòng)力響應(yīng)[1]。馬莉建立了車輛-無(wú)砟軌道-橋梁模型，使模型能夠適用于車輛-無(wú)砟軌道-站房結(jié)構(gòu)的耦合振動(dòng)分析[2]。鄧世?？紤]了車輛與結(jié)構(gòu)的耦合作用，通過(guò)動(dòng)力仿真軟件對(duì)新杭州東站進(jìn)行數(shù)值模擬分析，求得結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)[3]。鄧子銘通過(guò)將“車輛-橋梁-結(jié)構(gòu)”相互作用系統(tǒng)分解為“車輛-橋梁”系統(tǒng)和“橋梁-結(jié)構(gòu)”兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)新長(zhǎng)沙站進(jìn)行結(jié)構(gòu)仿真，提取結(jié)構(gòu)在列車荷載作用下的振動(dòng)響應(yīng)[4]。

以往的車致客運(yùn)站振動(dòng)響應(yīng)主要關(guān)注軌道層的振動(dòng)響應(yīng)，而關(guān)注候車廳樓板與大跨度懸挑商業(yè)夾層樓板振動(dòng)傳遞與衰減規(guī)律的研究很少。為此本文以南昌西站為研究背景，將用無(wú)砟軌道雙層梁模型進(jìn)行數(shù)值模擬得到的輪軌力加載到有限元模型上，從時(shí)域、頻域方面分析不同行車速度和不同線路工況下的車致振動(dòng)響應(yīng)特點(diǎn)。

2 綜合樞紐車站計(jì)算模型

南昌西站主體由下到上依次為地下層、軌道層、高架層、高架夾層。站房主體最高點(diǎn)距離地面41.7米，建筑外墻南北進(jìn)深為385.5 m東西寬133 m，設(shè)有站臺(tái)12座，其中基本站臺(tái)2座；旅客到發(fā)線22條，正線4條。候車廳層位于整個(gè)站房結(jié)構(gòu)地上二層，標(biāo)高約8.5 m，通過(guò)伸縮縫將南昌西站候車廳樓板劃分為三個(gè)區(qū)域,南昌西站東西方向柱網(wǎng)尺寸為18 m+18 m+18 m+25 m+18 m+18 m+18，南北為22 m+30 m+51.5 m+53 m+42 m+42 m+53 m+51.5 m+30 m+22 m。具體有限元圖見(jiàn)圖1。

圖1 南昌西站有限元模型

3 客運(yùn)站結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性分析

3.1 有限元模型的建立

南昌西站綜合交通樞紐站房有限元模型中鋼軌用空間梁?jiǎn)卧狟EAM188模擬；鋼軌扣件和軌道板支座采用彈簧阻尼單元COMBIN14模擬；軌道梁采用實(shí)體單元SOLID45模擬；上部結(jié)構(gòu)中的梁、柱和桿件采用BEAM181單元進(jìn)行模擬，各層樓板采用SHELL163單元模擬。

3.2 確定性列車荷載作用下結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)分析

無(wú)砟軌道連續(xù)彈性雙層梁模型的振動(dòng)微分方程為[5]

其中Er、Ir為鋼軌彈性模量和水平慣性矩；w(x,t)為鋼軌豎向撓度；Es、Is為軌道板彈性模量和水平慣性矩；y(x,t)為軌道板豎向撓度；mr為單位長(zhǎng)度鋼軌質(zhì)量，ms為單位長(zhǎng)度軌道板質(zhì)量；cr為軌下墊板和扣件阻尼；kr為軌下墊板和扣件剛度；cs為軌道板下基礎(chǔ)阻尼；ks為軌道板下基礎(chǔ)剛度；δ為Dirac函數(shù)，v為列車運(yùn)行速度，F(xiàn)l為第l個(gè)軸重，Mw為第l個(gè)車輪質(zhì)量，al為t=0時(shí)第l個(gè)輪對(duì)距原點(diǎn)的距離，n為輪對(duì)總數(shù)，為軌道隨機(jī)不平順值。

軌道結(jié)構(gòu)雙層梁模型見(jiàn)圖2。

圖2 軌道結(jié)構(gòu)連續(xù)彈性雙層梁模型

傅里葉變換后容易求得鋼軌的位移、速度、加速度以及輪軌作用力，具體見(jiàn)圖3。

從鋼軌的位移、速度、加速度時(shí)程曲線中均能辨別出列車行走的痕跡。在量級(jí)上與多數(shù)的文獻(xiàn)結(jié)果相符，說(shuō)明加載與計(jì)算方法均具有可靠性。

利用無(wú)砟軌道雙層梁模型對(duì)輪軌力進(jìn)行數(shù)值模擬，車輪動(dòng)壓力數(shù)值模擬見(jiàn)圖3（d）。

因?yàn)楸疚闹饕P(guān)注大跨度樓板、大跨度懸挑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)衰減規(guī)律，因此主要研究豎向加速度響應(yīng)。具體線路布置圖見(jiàn)圖4。線路1、2、3、4、5、7各表示一條到發(fā)線，線路6表示兩條正線。

工況一：到發(fā)線運(yùn)行工況為列車在線路1以60 km/h、120 km/h、180 km/h、240 km/h的不同速度通過(guò)樞紐車站。正線列車運(yùn)行工況為列車在線路6中的一條線路以180 km/h、200 km/h、240 km/h、300 km/h的不同速度通過(guò)樞紐車站。

圖3 鋼軌各響應(yīng)參數(shù)時(shí)程曲線

圖4 具體線路布置圖

工況二：列車在到發(fā)線線路1以240 km/h的車速通過(guò)樞紐車站。列車在到發(fā)線線路1、2同時(shí)以240 km/h的車速通過(guò)樞紐車站。

工況三：正線上列車在線路6中的一條線路以300 km/h的車速通過(guò)樞紐車站、正線上列車在線路6中的兩條線路以300 km/h的車速通過(guò)樞紐車站。

工況四：兩條正線上列車在線路6以300 km/h的車速通過(guò)樞紐車站以及相鄰兩條到發(fā)線上列車在線路5、7同時(shí)以240 km/h的車速勻速通過(guò)車站。

工況五：所有正線上列車以300 km/h的車速通過(guò)樞紐車站，正線兩邊到發(fā)線上列車以240 km/h的車速勻速通過(guò)樞紐車站。

工況六：所有到發(fā)線上列車以240 km/h的車速通過(guò)樞紐結(jié)構(gòu)，所有正線上列車以300km/h的速度通過(guò)樞紐車站。

工況七：不相鄰到發(fā)線上雙線行車，即線路2、4上的列車以240 km/h的車速通過(guò)樞紐車站。

工況八：相鄰到發(fā)線上的雙線行車，即線路2、3上列車以240 km/h的車速通過(guò)樞紐車站。

以下所有的數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)單位均為cm∕s2。

工況介紹：如圖5所示為建立的有限元模型剖面圖。

圖5 模型的剖面圖

柱1、2、3、4、5、6為框架柱，因?yàn)檩嗆壛νㄟ^(guò)框架柱傳遞振動(dòng)響應(yīng)，因此本文所指的距正線距離是指到柱4的距離，所指的到發(fā)線距離均是指到柱1的距離。

點(diǎn)A、B、C為樓板處到到發(fā)線（框架柱1）距離為24 m、48 m、60 m的點(diǎn)，a、b、d為樓板處到正線（框架柱4）距離為24 m、48 m、60 m的點(diǎn)。

工況四、工況五、工況六、工況七、工況八中關(guān)鍵點(diǎn)振動(dòng)響應(yīng)介紹：到發(fā)線關(guān)鍵點(diǎn)1位于柱1正上方的跨中樓板處，關(guān)鍵點(diǎn)2位于柱1正上方的大跨度商業(yè)夾層處，關(guān)鍵點(diǎn)3位于柱4正上方的跨中樓板處，關(guān)鍵點(diǎn)4位于柱4正上方的大跨度商業(yè)夾層處。

3.2.1 不同列車行駛工況下振動(dòng)衰減規(guī)律

表2為到發(fā)線列車在不同行駛速度工況下不同結(jié)構(gòu)層的響應(yīng)。正線列車通過(guò)綜合交通樞紐車站時(shí)在不同行駛速度工況下不同結(jié)構(gòu)層的響應(yīng)見(jiàn)表3。正線列車、到發(fā)線列車在單雙線行車時(shí)不同結(jié)構(gòu)層的響應(yīng)見(jiàn)表4。

表2 不同行駛速度下的響應(yīng)/(cm·s-1)

表3 不同行駛速度下的響應(yīng)/(cm·s-1)

從以上分析可以看出：對(duì)于正線軌道而言，軌道上沒(méi)有豎向支撐與上部結(jié)構(gòu)相連接，振動(dòng)響應(yīng)不能直接傳至上部結(jié)構(gòu)，只能通過(guò)站臺(tái)梁傳到兩側(cè)軌道再通過(guò)兩側(cè)軌道的豎向支撐傳至上部結(jié)構(gòu)，這種傳遞方式導(dǎo)致列車在正線上運(yùn)行時(shí)樓板上方振動(dòng)響應(yīng)小。列車的振動(dòng)響應(yīng)沿著高度的方向迅速衰減。

雙線行車工況下大跨度商業(yè)夾層與候車廳層樓板豎向加速度差不多為單線行車工況下的兩倍，正線上列車即使雙線行駛，運(yùn)行時(shí)傳遞給上部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)也偏小。不同工況下正線、到發(fā)線關(guān)鍵點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)見(jiàn)表5。

通過(guò)上述表格可以看出：工況四與工況五說(shuō)明四條正線、四條到發(fā)線上列車同時(shí)運(yùn)行與兩條正線、兩條到發(fā)線列車同時(shí)運(yùn)行豎向加速度差別不大，工況五豎向響應(yīng)最大值并不是工況四的兩倍，因?yàn)閮蓷l軌道相距較遠(yuǎn)，激勵(lì)疊加程度較小，所以豎向響應(yīng)有所增加但程度不大。工況七表明相離線路同時(shí)行車時(shí)的響應(yīng)并不是單獨(dú)線路行車時(shí)的兩倍，說(shuō)明相離線路之間的影響不大，工況八說(shuō)明相鄰線路行車影響較大。

工況六為全部線路行車時(shí)的工況，是對(duì)樓板響應(yīng)最不利的工況。用此工況下的振動(dòng)響應(yīng)可以進(jìn)行舒適度評(píng)價(jià)。

為了充分分析綜合交通樞紐振動(dòng)激勵(lì)的傳播和形成機(jī)制，分析綜合交通樞紐結(jié)構(gòu)局部振動(dòng)特性、頻譜響應(yīng)、共振機(jī)理及影響因素。需要綜合選取不同樓板跨度，不同結(jié)構(gòu)層的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析。

表4 單雙線行車時(shí)的響應(yīng)/(cm·s-2)

表5 正線、到發(fā)線的關(guān)鍵點(diǎn)振動(dòng)響應(yīng)/(cm·s-2)

3.2.2 不同樓板跨度工況下樓板中央的振動(dòng)衰減規(guī)律

當(dāng)?shù)桨l(fā)線上列車、正線上列車勻速通過(guò)樞紐結(jié)構(gòu)時(shí)不同跨度樓板的振動(dòng)響應(yīng)見(jiàn)表6。

將振動(dòng)響應(yīng)用圖6、圖7直觀表示如下。

圖6 距到發(fā)線距離不同時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)

通過(guò)以上分析可以看出，對(duì)于不同跨度的樓板，樓板中央的振動(dòng)衰減規(guī)律一致。

無(wú)論是正線上行車還是到發(fā)線上行車，25 m大跨度樓板的振動(dòng)響應(yīng)比18 m大跨度樓板的振動(dòng)響應(yīng)大。

3.2.3 列車在到發(fā)線上以及正線上通過(guò)樞紐車站時(shí)不同軸柱中心線處的振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律

圖7 距正線距離不同時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)

當(dāng)列車在到發(fā)線上、正線上以勻速通過(guò)樞紐結(jié)構(gòu)時(shí)不同軸柱中心線處的振動(dòng)響應(yīng)見(jiàn)表7，將振動(dòng)響應(yīng)用圖7直觀表示。

通過(guò)以上分析可以看出到發(fā)線上列車通過(guò)時(shí)以及正線上列車通過(guò)時(shí)，通過(guò)軸柱中心線傳遞的振動(dòng)響應(yīng)。

但是通過(guò)與表2中到發(fā)線上列車以180 km/h的速度通過(guò)時(shí)樓板的振動(dòng)響應(yīng)對(duì)比，可以看出軸柱中心線處的振動(dòng)響應(yīng)小于跨中的振動(dòng)響應(yīng)。

3.2.4 不同結(jié)構(gòu)層的振動(dòng)衰減

選取綜合交通樞紐車站有限元模型屋頂層順軌中部關(guān)鍵點(diǎn)，選取靠近線路的站臺(tái)中部關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析。所選取的關(guān)鍵點(diǎn)在水平方向差距不大，用于研究振動(dòng)在豎直方向的衰減規(guī)律。

當(dāng)?shù)桨l(fā)線上列車以180 km/h的速度通過(guò)樞紐車站時(shí)各結(jié)構(gòu)層關(guān)鍵點(diǎn)在橫向、豎向的振動(dòng)響應(yīng)見(jiàn)表8。衰減圖見(jiàn)圖8。

表6 不同跨度工況下樞紐結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)/(cm·s-2)

表7 不同軸柱中心線處的振動(dòng)響應(yīng)/(cm·s-2)

表8 不同結(jié)構(gòu)層的響應(yīng)/(cm·s-2)

圖8 不同軸柱中心線的振動(dòng)響應(yīng)

通過(guò)樞紐車站各結(jié)構(gòu)層關(guān)鍵點(diǎn)在橫向、豎向的振動(dòng)響應(yīng)可以看出橫向振動(dòng)響應(yīng)遠(yuǎn)小于豎向振動(dòng)響應(yīng)，沿著高度的方向車致振動(dòng)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，見(jiàn)圖9。

圖9 關(guān)鍵點(diǎn)沿著高度的方向振動(dòng)衰減規(guī)律

4 振動(dòng)水平評(píng)價(jià)

4.1 時(shí)域分析

選取典型荷載工況下的樓板關(guān)鍵點(diǎn)，直觀分析樓板的垂向振動(dòng)與橫向振動(dòng)響應(yīng)見(jiàn)圖10。同一結(jié)構(gòu)層不用距離處的時(shí)域加速度響應(yīng)見(jiàn)圖11。

通過(guò)典型荷載工況的時(shí)域分析可以直觀地看出關(guān)鍵點(diǎn)在豎向的振動(dòng)響應(yīng)與橫向振動(dòng)響應(yīng)存在量級(jí)上的差距，振動(dòng)響應(yīng)隨著距離的增大迅速衰減。

圖10 不同方向的振動(dòng)響應(yīng)

圖11 不同距離的振動(dòng)響應(yīng)

4.2 頻譜分析

為了分析候車廳樓板的振動(dòng)特性，選取到發(fā)線上列車以行駛速度240 km/h、正線上列車以行駛速度240 km/h、正線上列車以行駛速度300 km/h單(用紅線表示)、雙（用藍(lán)線表示）線通行綜合樞紐車站時(shí)，樓板層與相應(yīng)的大跨度懸挑商業(yè)夾層典型頻譜圖進(jìn)行分析，見(jiàn)圖12。

通過(guò)頻譜分析可以看出無(wú)論是正線上列車還是到發(fā)線上列車引起的振動(dòng)傳至候車廳樓板與商業(yè)夾層的頻譜主要以1到20 Hz的低頻振動(dòng)為主。到發(fā)線上行車引起的振動(dòng)幅值遠(yuǎn)大于正線上行車引起的振動(dòng)幅值，雙線行車作致振動(dòng)的幅值為單線行車的兩倍。車致振動(dòng)幅值沿著高度的方向迅速衰減。

4.3 振動(dòng)水平評(píng)價(jià)

為了分析列車通過(guò)時(shí)樓板振動(dòng)水平在頻域上的分布，對(duì)振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行1/3倍頻程分析，得到振級(jí)頻譜曲線。

典型工況下關(guān)鍵點(diǎn)的振級(jí)頻譜曲線，以到發(fā)線上列車以車速240 km/h單線行駛時(shí)樓板層、大跨度懸挑商業(yè)夾層為例，垂向加速度振級(jí)頻譜圖見(jiàn)圖13、圖14。

圖12 樓板層與商業(yè)夾層典型頻譜圖

圖13 樓板層垂向加速度振級(jí)頻譜圖

圖14 商業(yè)夾層垂向加速度振級(jí)頻譜圖

通過(guò)振級(jí)頻譜曲線可以看出，樓板在頻率為3 Hz處豎向振動(dòng)加速度振級(jí)出現(xiàn)第一次峰值。而大跨度商業(yè)夾層在頻率為2 Hz處豎向振動(dòng)加速度振級(jí)出現(xiàn)第一次峰值。大跨度商業(yè)夾層比樓板層較早出現(xiàn)振級(jí)峰值，其最大的垂向加速度振級(jí)分別為72 dB和56 dB，說(shuō)明車致振動(dòng)在垂直方向迅速衰減，與前面的研究吻合。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）對(duì)于正線軌道而言，軌道上沒(méi)有豎向支撐與上部結(jié)構(gòu)相連接，導(dǎo)致列車運(yùn)行時(shí)樓板上方振動(dòng)響應(yīng)小。列車的振動(dòng)響應(yīng)沿著高度的方向迅速衰減。雙線行車所致振動(dòng)響應(yīng)差不多為單線行車時(shí)的兩倍，四條正線上同時(shí)雙線行車時(shí)的豎向響應(yīng)最大值并不是兩條正線上雙線行車時(shí)的兩倍，因?yàn)閮蓷l軌道相距較遠(yuǎn)，激勵(lì)疊加程度較小，所以豎向響應(yīng)有所增加但增加程度不大。

（2）相離線路上同時(shí)行車時(shí)振動(dòng)響應(yīng)并不是單獨(dú)線路上行車時(shí)的兩倍，相離線路之間的影響不大，相鄰線路上行車影響較大。

（3）不同樓板跨度工況下中央樓板的振動(dòng)衰減規(guī)律一致，25 m大跨度樓板的振動(dòng)響應(yīng)比18 m大跨度樓板的振動(dòng)響應(yīng)大。

（4）到發(fā)線上列車以及正線上列車均通過(guò)軸柱中心線傳遞振動(dòng)響應(yīng)，但是樓板中央的振動(dòng)響應(yīng)較軸柱中心線的振動(dòng)響應(yīng)大。

（5）樞紐車站各結(jié)構(gòu)層關(guān)鍵點(diǎn)橫向振動(dòng)響應(yīng)遠(yuǎn)小于豎向振動(dòng)響應(yīng)。沿著高度的方向車致振動(dòng)振動(dòng)呈現(xiàn)指數(shù)衰減。

（6）列車傳至候車廳樓板與大跨度商業(yè)夾層的振動(dòng)以0～20 Hz的低頻振動(dòng)為主。

（7）大跨度商業(yè)夾層比樓板層較早出現(xiàn)振級(jí)峰值，峰值頻率接近人行荷載的頻率，人致振動(dòng)舒適度問(wèn)題應(yīng)該得到重視。

[1]朱志輝，官斌，余志武，等.列車-“站橋合一”大型客運(yùn)站耦合振動(dòng)響應(yīng)分析[J]中國(guó)鐵道科學(xué)，2014，35（5）：38-46.

[2]馬莉，王瀾.客運(yùn)專線高架車站的減振設(shè)計(jì)研究[J].鐵道建筑，2011(8)：15-18.

[3]鄧世海，郭向榮，土慧慧，等.高速列車對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)影響[J].噪聲與振動(dòng)控制，2010，30(2)：72-76.

[4]鄧子銘.新長(zhǎng)沙站結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析與振動(dòng)控制研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2010.

[5]雷曉燕，仲志武.高速鐵路無(wú)砟軌道振動(dòng)分析[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2009，1(124)：36-40.

Study on Vehicle-induced Vibration Response Characteristics of an Integrated Traffic Hub

CUI Cong-cong,LEI Xiao-yan,ZHANG Ling
(Engineering Research Center of Railway Environment Virbration and Noise,Ministry of Education,East China Jiaotong University,Nanchang 330013,China)

With the“station and bridge”large-scale integrated traffic hub as the project,the vibration response and vibration transmission law of the waiting floor and the large span cantilever structure under different train’s speed and different track conditions are studied.The dynamic response of the structure of the station,when the trains are passing by at high speeds,is studied.The dynamic response of each floor of the passenger station is analyzed.And the law of propagation and decay of the vehicle vibration in the passenger station is discussed.With the station structure of Nanchang West Station as an example,the numerical simulation of the wheel-rail force is carried out by using the double-layer beam model of ballastless track.The finite element method is used to establish the whole dynamic analysis model of the train-track-station coupling system.The results show that the vibration response induced by the positive trains is much smaller than that induced by the arrival trains;the vibration response of the double-lane traffic is nearly twice that of the single-lane;and the vibration induced by vehicles decays rapidly in the transverse direction and upward direction of the track.The vehicle induced vibration propagates along the frame column,but the vibration response in the shaft central line is smaller than that in the middle of the span.The vehicle-induced vibration decays exponentially in the upward direction.The vehicle-induced vertical vibration is much larger than the lateral vibration.Therefore,the problem of ride comfort improvement of the integrated traffic hub can focus on the vertical vibration.

vibration and wave;integrated transportation hub;vehicle induced vibration;dynamic response;attenuation characteristics;vibration level evaluation

O422.6

A

10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.030

1006-1355(2017)06-0144-07+172

2017-04-11

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51478184)

崔聰聰(1991-),女，山東省萊陽(yáng)市人，碩士研究生，從事鐵路環(huán)境振動(dòng)與噪聲研究。E-mail:18353121945@163.com

雷曉燕（1956-），男，江西省豐城市人，教授，博士，從事鐵路環(huán)境振動(dòng)與噪聲研究。E-mail:xiaoyanlei2013@163.com