1、土木工程专业毕业论文（设计）题目多种减振方式在地铁中的应用专业层次级别本科学号姓名分校（工作站）指导教师年月日毕业设计论文承诺书与版权使用授权书本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意学校将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档
2、，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。论文作者签名_年_月_日指导教师签名_年_月_日本任务书下达给级专业学生设计（论文）题目多种减振方式在地铁中的应用一、毕业设计（论文）基本内容在我国国民经济连续三十年快速发展、大量农民来到城市打工以及国家积极推行城镇化政策的今天，许多农民转型成为了新一代的城市居民，这就对于我国的城市基础设施建设提出了更多的要求。为了适应我国城市人口快速增加的新情况，进一步建设与完善城市的基础设施，城市轨道交通在各地都受到了极大的重视，得到了广泛的应用。地铁以其承载量大、快速便捷、造价低廉等优势特点，已成为大中城市交通体系中不可缺少的重要运输方式，也在大
3、中城市的交通运输体系中发挥了越来越重要的作用。但地铁建设会造成环境一定程度的破坏，地铁的运行也会对于居民生活和生产产生部分的影响如。特别是地铁运行过程中，会形成较大的振动与噪声，直接给人们的心情造成了困扰。这些问题解决的不好，就会影响到城市轨道交通发展的可持续性，必须花大力气研究地铁运行中的振动与噪声，并采取措施降低地铁运行中的振动与噪声，这个问题近年来也成为了一些业内人士和专家学者关注的热点。本次研究就以多种减振方式在地铁中的应用为研究对象，在分析地铁中振动和噪声来源的基础上，经过研究从钢轨、扣件、道床三个方面提出了隔振、降噪的具体方法，详细阐述了不同轨道减振设施在地铁中的应用，开展了不同减
4、振设备的动力响应分析，并对其使用效果与性能进行了研究，通过不同轨道减振设施性能与造价相互比较，为今后的地铁设计与建设提供了更多的合理选择。二、基本要求1、对地铁的振动来源进行分析2、论述不同减振降噪方式在地铁中的应用3、通过对比，分析不同减振方式在减振效果、造价和动力响应方面的区别三、重点研究的问题1、地铁的振动来自于哪些方面是什么因素造成了地铁的噪音2、减振方法包括哪几种类型3、不同减振方式在地铁中如何应用应用的效果如何4、不同的减振方式在造价与动力响应方面有什么不同四、主要技术指标1、在地铁中应用不同减振方式，它们减振降噪的效果分析2、不同减振设备的动力响应分析3、在地铁中应用的不同减振方
5、法的工程造价分析五、其他要说明的问题下达任务日期年月日要求完成日期年月日指导教师开题报告题目学生姓名学号年月日一、文献综述早在1991年，上海第二工业大学学报就发表了乔世民、林新三、符跃鸣、熊焕国、佘增荪和林培珍共同编写的论文冲击减振器性能的试验研究,作者利用模拟试验装置进行了关于冲击减振器性能的试验试验研究揭示了冲击减振器的运动特性并总结了影响冲击减振器减振效果的有关参数及其影响规律；2004年，黄守刚与吴景龙撰写了地铁减振工程措施综述，概述了地铁实施减振工程的具体方法与措施；2003年，吴建忠与田德水在京地铁八通线减振降噪措施文中，从钢轨选择、道床和扣件设计、铺设无缝铁路、高架车站轨道减振
6、、加强轨道养护维修等方面提出了减振的措施，同时还指出了选择合理防护方案和声屏障结构形式与声屏障材料的方法来开展噪声防护。2008年，高世兵撰写了钢弹簧浮置板减振轨道在城市地铁中的应用，他通过研究，发现在减振效果方面，钢弹簧浮置板道床比其它的减振方式更为明显、也不易损坏,在城市轨道交通的建设中,它适合于特殊减振地段中发挥其作用；大连交通大学王晓2006年的硕士毕业论文题目是地铁客车减振降噪技术研究，他计算了振动及噪声频谱,分析了列车车厢内部不同地点在不同频率情况下所具有的振动加速度以及声压级。他对于地铁客车的研究表明，其内部噪声源来自于空调机组；电气设备和轮轨以及贯通道处风挡。在地铁的客车内，各
7、部分振动的加速度由小到大的是侧墙处产生的振动空调机组地方发生的振动车体中央和转向架上方的地板面引起的振动。王晓说明采取的空调机组、侧墙、地板减振降噪措施有阻尼材料涂抹墙壁板，空调机组安装吸音玻璃棉以及阻尼材料铺装在地板上。作者运用ANSYS有限元软件,分析了改进后的地板，改进方案正确性与可行性得到了证明。2012年，巫江在北京交通大学完成了其硕士论文，题目是地铁不同轨道结构动力特性及减振效果分析。作者采取了有限元的动力计算模型计算方法，对比分析了减振器轨道、普通道床和弹性短枕以及梯形轨枕等轨道结构不同的动力性能。其研究的结论是从梯形轨枕到减振器轨道、再到弹性短枕，它们各自的减振效果依次递减。同
8、时，巫江还深入分析了在实践应用各种的减振轨道结构所发现的问题,以及应该采取的优化办法。2012年，孙京健、曾向荣和任静共同发表了论文地铁减振存在的问题分析及建议，他们对于地铁减振的程序与规范要求进行了梳理，介绍了减振的通常做法,归纳了地铁减振不当或过度中存在的问题,从基础理论、方法和规范标准以及管理几个方面全面地分析问题产生的原因,并有针对性地提出了改进的建议。有以上研究可以看出，地铁减振是一个系统学工程，需要利用各项系统的工作措施来减少振动，其中主要的减振措施有优化设计轨枕道床与扣件、选择合适的钢轨、铺设无缝铁路等，而钢弹簧浮置板道床具有减振效果比较明显，造价也较低，但是其施工工期比较长，应
9、该采取工序合理安排的措施来避免。二、选题的目的和意义在我国国民经济快速发展、城市人口增加的今天，城市的基础设施压力越来越大。地铁以其承载量大、快速便捷、造价低廉等优势特点，已成为大中城市交通体系中不可或缺的重要运输方式，也在大中城市的交通运输体系中发挥了越来越重要的作用。但地铁建设会造成环境一定程度的破坏，地铁的运行也会对于居民生活和生产产生部分的影响如。特别是地铁运行过程中，会形成较大的振动与噪声，直接给人们的心情造成了困扰。这些问题解决的不好，就会影响到城市轨道交通发展的可持续性，必须花大力气研究地铁运行中的振动与噪声，并采取措施降低地铁运行中的振动与噪声。因此，本次研究可以为我国地铁运行
10、中的减振降噪提出具体的方法，便于开展地铁的合理设计与建设，保护生态环境，维护人民群众正常的生产和生活秩序，为广大人民群众创造一个舒心的生产生活环境，提高人民的生活质量，其重要的意见不言而喻。本次研究的目的不仅是为了了解和掌握解决地铁运行中振动与噪声的产生原因，提出解决地铁运行中振动与噪声问题的具体方法，而且还通过对主动控制减振各种方法在造价、减振效果与动力响应等方面的对比分析，提供了可以选择的合理减振降噪方法，引导人们采取主动控制减振的方法，以降低轨道的建设与维护管理成本，节约用地等宝贵资源，保护好自然环境。三、研究方案（框架）本文首先从多方面分析了地铁中振动和噪声的来源，然后经过分析提出了隔
11、振、降噪的方法，阐述了不同轨道减振设施在地铁中的应用，并提出了从降低振源强度，切断振动传播途径和建筑物隔振三个方面进行减振、降噪。在诸多减振措施中，主要研究了主动控制减振中与轨道设备有直接关系的减振方法，这一部分最接近振源，是减振措施中最有效的部分。最后，文章开展了各种减振降噪方法的对比，分析其各自的减振效果、经济效益以及动力响应，以便为城市地铁设计提供最切合需要的减振方式。四、进度计划2014年7月1日2014年8月30日，查阅、学习相关资料，认真学习地铁设计建设与振动等有关理论，了解最新研究动态，并开展调研，提出本次研究的课题；2014年9月1日2014年10月1日，归纳本次研究的内容、方
12、法和研究方案，撰写开题报告，修改完善；2014年10月1日2014年11月10日，深入分析地铁中所采用的减振、降噪方法，研究各种减振、降噪方法的效果、造价与动力响应，撰写论文初稿；2014年11月10日2014年1月10日，在导师指导下，修改、完善研究论文，直至定稿，并完成论文答辩。五、指导教师意见指导教师年月日中期报告题目学生姓名学号一、进展情况通过借阅、购买地铁和振动相关知识的书籍、期刊，并下载有关电子文档，认真学习了振动理论以及地铁中减振的相关知识，基本掌握了地铁设计与振动等有关理论与技术方法，了解最新的研究动态；同时利用业余时间到地铁站和施工现场开展了调研，了解实际地铁建设过程中减振方
13、法的应用，以及地铁中多种减振格式实施的效果，领会了本次研究的目的、意义，研究归纳出减振在地铁中的应用的主要方式，并初步分析了各种减振方式在地铁中应用的费用与效果。在此基础上，确定了本次研究的内容、方法和研究方案，完成了开题报告的撰写，修改完善了开题报告；论文的初稿已完成大半，正在深入研究，并抓紧完成研究论文所有的内容。二、指导教师意见指导教师年月日结题验收一、完成日期二、完成质量三、存在问题四、结论指导教师年月日西安广播电视大学毕业设计（论文）中文摘要I中文摘要摘要随着城市的快速发展，轨道交通以其承载量大、快速便捷、造价低廉等优势特点，已成为大中城市交通体系中不可缺少的重要运输方式，但地铁运行
14、过程中，会形成较大的振动及其带来的噪声，直接影响人们的生活。这些问题也逐渐成为人们关注地铁的热点，成为城市轨道交通能否可持续发展的关键。本文首先分析了地铁中振动及其噪声的来源，并根据来源提出减振的方法，阐述了不同轨道减振设施在地铁中的应用，研究了各种减振方法应用的效果与费用成本，并相互比较以便为地铁设计提供更多选择。关键词地铁；浮置板；减振扣件；振动西安广播电视大学毕业设计（论文）ABSTRACTIIABSTRACTTITLETHEAPPLICATIONINTHESUBWAYOFVARIOUSVIBRATIONMODESABSTRACTWITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFCITI
15、ES,RAILTRANSITISFAMOUSFORITSBIGCAPACITY,FASTANDCONVENIENT,COSTISLOWWAITFORANADVANTAGE,HASBECOMEALARGEANDMEDIUMSIZEDCITYTRAFFICSYSTEMINTHEINDISPENSABLEIMPORTANTMODEOFTRANSPORTATION,BUTHOWTOSOLVETHEVIBRATIONANDNOISEOFSUBWAY,HOWTOAVOIDDAMAGETOTHEENVIRONMENT,HOWTOREDUCETHEEFFECTSOFSUBWAYFORRESIDENTS,THE
16、SEPROBLEMSALSOGRADUALLYBECOMETHEFOCUSOFATTENTIONTOTHESUBWAY,BECOMETHEKEYTOTHESUSTAINABLEDEVELOPMENTOFURBANRAILTRANSITCANBETHISPAPERFIRSTANALYZESTHESOURCEOFVIBRATIONANDNOISEINTHESUBWAY,ANDVIBRATIONISOLATIONANDNOISEREDUCTIONMETHODSAREPROPOSEDACCORDINGTOTHESOURCE,THISPAPEREXPOUNDSTHEDIFFERENTINTHESUBWA
17、Y,THEAPPLICATIONOFRAILVIBRATIONREDUCTIONFACILITIESANDCOMPARETOPROVIDEMORECHOICEFORMETRODESIGNKEYWORDSTHESUBWAYFLOATINGSLABDAMPINGFASTENERSVIBRATION西安广播电视大学毕业设计（论文）绪论1目录中文摘要IABSTRACTII1绪论12振动来源221简述222简述控制减振223被动控制减振33主动控制减振方法431简述432轨道433扣件434道床5341普通整体道床5342碎石道床5343梯形轨枕轨道6344减振垫浮置板道床（橡胶支座浮置板轨道）7345
18、钢弹簧浮置板道床8346纵向浮置板轨道9347弹性轨枕道床104不同减振轨道结构的分析选择1141减振需求1142减振效果和经济效益分析1143不同减振设备的动力响应分析135结论17参考文献18致谢20西安广播电视大学毕业设计（论文）绪论11绪论在我国国民经济经历了连续三十年的快速发展、大量农民来到城市打工的今天，随着国家积极推行城镇化政策，许多农民进入城市，转型成为了新一代的城市居民，这就对于我国的城市基础设施建设提出了更多的要求。这些都促使城市建设不断加快，但城市的可利用空间却在不断减小，日益凸显的交通压力，成为每个城市必然遇到的问题。地铁作为一种公共交通工具，其特点是安全快捷、载客量大
19、、方便以及准时1，能够快速大量运送乘客，极大地缓解城市交通拥挤问题，而且地铁相比较其他交通设施，具有耗能较少、环保高效、用地少的特点。因此为了适应我国城市人口快速增加的新情况，进一步建设与完善城市的基础设施，城市轨道交通在各地都受到了极大的重视，得到了广泛的应用。地铁以其承载量大、快速便捷、造价低廉等优势特点，已成为大中城市交通体系中不可缺少的重要运输方式2，也在大中城市的交通运输体系中发挥了越来越重要的作用。地铁在具有众多优点的同时，却也带来了一些新的问题。地铁建设会造成环境一定程度的破坏，地铁的运行也会对于居民生活和生产产生部分的影响。特别是地铁运行过程中，会形成较大的振动及其带来的噪声3
20、，直接给人们的心情造成了困扰。在捷克斯洛伐克，因为地铁带来的振动，导致古教堂墙壁开裂；北京地铁的西单车站曾经产生的振动和噪声较大，就被附近的居民投诉到了地铁公司4；一些科研机构也发现地铁带来的振动，会导致一些精密仪器的损坏和失准,环境国际上公认有七大公害，振动就是其中之一。这使得减振降噪成为轨道交通系统必备的一个环节。这些问题解决的不好，就会影响到城市轨道交通发展的可持续性，必须花大力气研究地铁运行中的振动现象，并采取措施降低地铁运行中的振动与噪声。所以，研究地铁的减振问题既有现实性作用，又有重要的社会意义，近年来地铁的减振方式也就成为了一些业内人士和专家学者关注的热点。西安广播电视大学毕业设
21、计（论文）22振动来源21简述轨道交通带来的振动及其产生的噪声，主要是因为列车在钢轨上行驶时，因为轨道或车轮不平顺（圆顺）造成的冲击和列车自重对钢轨、道床作用产生的，是不可避免的，其主振动和噪声的主要来源是1当轨道上有列车运行时，由于相互作用的轮轨所造成了钢轨结构和车轮两者的振动；2钢轨接头在车轮滚过的过程中，车轮和钢轨相互发生作用引起了振动5；3运行的列车的重力加载所引发的冲击作用在轨道上；4车轮有了局部的损伤、轨道表面不平顺也容易产生系统的振动现象。22简述控制减振根据振动控制的理论，轨道交通为了达到减振降噪的目的，其采用的方法可以概括为主动控制减振和被动控制减振两种类型。其中降低振动源头
22、的强度属于主动控制减振，而建筑设施隔振以及切断振动的传播途径等属于被动控制减振。主动从源头上来控制减振是一种积极有效的方法，其实施的措施有如下几种（1）、选用轻型的车辆，并选择消声的车轮以及一些特性的车轮；（2）、钢轨采用无缝焊接的以及阻尼的长钢轨，避免不要采取小曲线半径的转弯6,灵活转向架可以被多运用；（3）、研究表明当增大距离或者深度时，地铁振动的振幅将会减小，因此地铁要加大其埋深；（4）、采用特殊减振道床；为了使整体道床具备较好的弹性，应选用合适的弹性扣件；（5）、为防止轨道和列车产生共振所带来的不利影响，尽可能地把列车簧下的质量降低7；（6）、根据不同地质条件,适当控制地铁列车运行速度
23、。西安广播电视大学毕业设计（论文）323被动控制减振从振动传播途径和建筑设施隔振方面可以采取以下措施（1）、采取屏障隔振方法8；（2）、地基硅化处理；（3）、设置弹性基础；（4）、增加隧道壁厚度。西安广播电视大学毕业设计（论文）43主动控制减振方法31简述在诸多减振措施中，我们主要研究主动控制减振中与轨道设备有直接关系的减振方法，因为这一部分最接近振源，是减振措施中最有效的部分。轨道结构的减振降噪措施，主要从钢轨、扣件、道床三个方面对振动及其产生的噪声进行降低。32轨道地铁设计在钢轨的选型时应注意，50KGM轨型的竖向刚度要比60KGM轨型减少367，在钢轨上运行产生的振动较60KGM钢轨比5
24、0KGM钢轨降低109。所以在地铁减振中，重型钢轨可以在列车运行中减少其冲击产生的振动，提高轨道稳定度，相应地缩减了养护以及维修的任务，使得地铁的冲击荷载下降，更有利于减振降噪。同时，在实际运营中应定期打磨钢轨，提高轨面平顺度，降低列车的冲击力。另外，研究表明，由车轮引发的对钢轨瞬间冲击会作用于接头处，这时引发的振动比其他地方高两倍。所以，焊接长钢轨如果被全线路段铺设，形成了无缝线路，运用减振的夹板，或者使钢轨接头极大地减少，轨道的振动也会相应有很大的减少。采用埋入式钢轨（图31）或在轨腰粘贴减振橡胶（图32）行振动衰减，也可以起到隔振减噪的作用。图31埋入式钢轨33扣件轨道扣件既可以避免钢轨
25、在横向与纵向发生位移以及钢轨产生倾覆，也可以利用轨下胶垫和板下胶垫进行减振，提供适当的弹性。目前，国内地铁主要采用的扣件形式有西安广播电视大学毕业设计（论文）5DTVI2型、DT型、J2型、WJ2型和单趾弹簧扣件等。北京市城建设计院对部分轨道减振扣件进行了实验，其中DT钢轨型扣件传至道床板的加速度是DTI型钢轨扣件的552，在60到160HZ频率范围内，比较DT和DTI两种钢轨型扣件的加速度传递函数值，前者比后者减少5到10DB10。可以看出，与早期的扣件相比，现在扣件的减振效果已经大大提高，完全可以满足一般地段的减振要求。近年来，一些城市地铁因为对减振要求不断提高，开始采用减振效果更好的专用
26、减振扣件，在广州、南京、上海、北京等地铁都采用了大量的科隆蛋减振扣件、VNURAGAD扣件（先锋扣件）、GJ系列减振扣件等。图32粘贴减振橡胶34道床341普通整体道床城市地铁大部分采用整体道床,主要采用短枕整体道床及其他减振整体道床。这几种道床型式都可以有效改善轨道的不平顺状况,减轻列车的振动,降低线路的噪声。普通整体道床是世界范围内的普通铁路和地铁采用最多的无碴轨道结构形式，具有一定的弹性，利于减振。342碎石道床单从减振效果来说，良好的碎石道床减振效果要，优于整体道床。现在城市地铁在使用碎石道床减振时，一般会为了提高减振效果，在原有碎石道床的基础上，加设了橡胶垫道碴垫，称为减振垫碎石道床
27、11。欧洲和日本等国的地铁中已推广使用了这种道床。日本曾经在新干线高架桥上试验，发现道碴垫铺设后，振动的加速度会降低，减振效果显著。但由于碎石道床自身稳定性差、又容易形成积水，造成维修工作量大、轨道结构高度较大，而且城市地铁碎石道床容易出现板结，因此城市地铁应避免采用碎石道床。西安广播电视大学毕业设计（论文）6343梯形轨枕轨道梯形轨枕轨道（图3）是在纵向轨枕的形式下，左右枕梁间等距离加设横梁，类似梯子的形状。梯形轨枕弥补了传统横向轨枕的很多缺陷。梯形轨枕能为轨道提供持续支撑，负载量和左右稳定性都优于横向轨枕。梯形轨枕弥补了传统横向轨枕的很多缺陷能为轨道提供持续支撑，负载量和左右稳定性都优于横
28、向轨枕。类比早期板式轨道板和框架式轨道板，梯形轨枕有被人们形象认为是框架型板式轨枕，但实际构造和作用远比板式先进很多。日本是最早研究和使用梯形轨枕的国家。其国内运用梯形轨枕的线路包括常磬新线、羽田机场线、空港联络线等城市轨道地下线和高架线，线路长度合计约6公里，也在美国铺设普韦布罗试验段99米。HAJIMEWAKUI、NOBUYUKIMATSUMOTO、LROMINOUE等专家对梯形轨枕的优点、结构特点、轨道系统的优点、施工需要具备的条件等方面给出了研究报告和经验总结12。每延米的梯形轨枕轨道会比轨枕板道床少用的混凝土超过50，钢筋节省超过60，减轻重量69。同时梯形轨枕轨道是一种预制结构，既
29、可以缩短工期，提升施工的进度，也能够充分确保施工的质量与精度，梯形轨枕轨道详见图33。图33梯形轨枕轨道西安广播电视大学毕业设计（论文）7344减振垫浮置板道床（橡胶支座浮置板轨道）浮置板减振系统作为一种不完全的双层减振系统，它利用了混凝土浮置板作为其质量。经过研究发现，与单层减振相比，双层减振系统在减振效果上要优异许多，一般会超过20DB。减振垫浮置板道床包括了轨枕板式预制浮置板以及连续现浇的浮置板，它们的主要区别是在于混凝土施工预制的还是现场连续浇筑的。浮置板连续现浇的方法如下先将一层金属片的模板铺设在橡胶的绝缘体表面,然后浇筑混凝土在该层的模板中,如果发现浮置板基础有低凹不平的地方，需要
30、采取措施找平，找平的方法有两种，即调整支座下的垫板或者利用环氧树脂砂浆来找平。浮置板如果是采取预制的，首先必须在生产的工厂里预制好预先确定了尺寸的浮置板,再运输到施工现场，由专业人员组织实施铺设。在安装浮置板时可以采取叉形起重机运输方式,定位时必须依靠气压千斤顶实现精确定位。浮置板道床下部的减振器，国际上采用的有橡胶支座和钢弹簧两种形式的减振器。美国华盛顿是最早采用地铁上安装橡胶支座浮置板的13,以后逐渐推广，被广泛运用于在洛杉矶、亚特兰大、旧金山、新加坡、多伦多、香港等众多一线城市，我国国内也有广州地铁的一号线建设中使用了这种减振方法。浮置板轨道采用橡胶支座减振的，可以依图34支撑方式西安广
31、播电视大学毕业设计（论文）8据橡胶支撑的不同方式区分为线形支撑和整体支撑以及点支承式这三种（图34）。整体支承由于其结构简单,橡胶支撑接触面积大，施工快捷易行,质量有保证，因此它具有良好的减振效果。当振动产生横向力和纵向力时，整体支撑均能够可以有很好的抵抗能力,荷载均匀分布在道床上,其缺点就是需要使用很多的橡胶材料，成本稍高；线性支承拥有较低固有频率的轨道结构,也在成本上比整体支承有下降；轨道结构采取点支承式的，由于橡胶支撑面积较小，减振的效果与整体支承的相比稍差，而且其浮置板在列车冲击下稳定性有所欠缺。为了弥补这一缺陷，施工中往往把橡胶垫板定位在凹槽上。但是这种点支承式轨道道床也有其优点，就
32、是施工容易，也便于垫层的更换，造价也较低，在我国南方等多地的城市地铁中得到了运用。除此之外，点支承的浮置板中橡胶垫块还可以按照密集小块形或者桥梁支座形来组织布置。345钢弹簧浮置板道床道床浮置板由混凝土浇筑而成，有较大的刚度与质量，而其安置钢弹簧隔振器上，这就形成了钢弹簧浮置板的轨道床（见图35）,道床浮置板高于基础垫层的顶面约30MM40MM,质量、弹簧和基础组成了一个完整的隔振系统。钢弹簧隔振器内部器件有粘滞阻尼与螺旋钢弹簧,隔振器中钢弹簧在粘滞阻尼的作用下，拥有了三维的弹性,使得系统的安全性以及各向的稳定性大大增强,对于固体声能够吸收和加以抑制。来自于钢轨上部的荷载首先传送到道床板上，由
33、于道床板浮置在钢弹簧的隔振器之上,车辆运行造成的动荷载大部分被惯性质量所抵消，而这种惯性质量就是由道床板提供的。基础垫层也会接受弹性支承所传递下来的少量的残余动荷载以及静荷载。受力后,由于惯性的作用，道床板受到的力经过二次分配组合，然后传送到隔振器上13。隔振器被固定在基础的垫层上,基础垫层就会接收到隔振器传递下来的力；同时，隔振器利用自身的性能，进行力的滤波和调谐，并吸收多余的能量,这就完成了减振的任务。在对振动和噪声很敏感、防振要求较高的路段，钢弹簧浮置板的道床使用较多,如歌剧院、高档物业、医院、会议中心和市政厅、音乐厅以及博物馆、旅馆附近等。在地铁、有轨电车和城际铁路以及轻轨等各种类型轨
34、道交通中，钢弹簧浮置板的技术基本上都得到了使用。西安广播电视大学毕业设计（论文）9图35钢弹簧浮置板道床346纵向浮置板轨道轨道设有纵向浮置板的系统主要构件包含了道床承台、浮置板和橡胶垫以及连结挡板等部分，如图3所示6，在扣件的侧向安装橡胶垫，同时道床的承台和扣件的底部之间也有橡胶垫,侧向与底部的橡胶垫的作用都是能够减振和降噪。俄罗斯与乌克兰的首都地铁均设置了纵向浮置板轨道,其减振的效果经过检测大致是1016DB。这种道床的浮置板高度具有灵活性，能够调整，减振垫板的厚度拥有10MM的修正范围。水沟一般建在道床的中心。这种轨道经过多年的实践，归纳它的优点主要为减振的效果非常明显，如果使用在低频域
35、，其减振会收到特别良好的作用；减振垫板高低尺寸便于调整,灵活机动；浮置板的重量不大，使得制造或者安装浮置板非常方便；在地铁保持正常运营的情况下，依然能够进行维修。但是，纵向浮置板轨道也有缺陷，突出的就是不稳定、常常会进行维修；与钢弹簧浮置板和橡胶支座浮置板的轨道相比，减振效果不尽如人意，而且施工有一定的难度。图36纵向浮置板轨道西安广播电视大学毕业设计（论文）10347弹性轨枕道床这种道床形式是在在整体的道床上安装有减振箱，减振箱主要由多块弹性垫板构成，一般垫板设置在混凝土轨枕两侧和两端以及中部，另外在轨枕底部也需安装垫板。弹性轨枕道床结构的突出性能就是容易维修，更换轨下的橡胶垫、或调整其高度
36、，都是非常方便快捷的；另外，橡胶垫板具有不同的弹性系数，能够适用于不同的线路要求。日本大阪今官运行线上曾经开展了弹性轨枕道床的试验，试验发现当频率达到800HZ时，高架桥后侧的弹性轨枕结构和普通减振板式的轨道相比较，其发出的噪声要下降68DB。实践表明，弹性轨枕道床的结构形式运用于轻轨的高建桥上，既可以降振减噪，还能够缩小危害桥梁的可能性。西安广播电视大学毕业设计（论文）114不同减振轨道结构的分析选择41减振需求根据GB_501572003_地铁设计规范，城市地铁减振轨道结构选择，根据减振需求来决定。规范不仅指出了普通的减振轨道结构形式有整体道床、碎石道床和无缝线路以及弹性分开式扣件，而且还
37、明确说明了邻近不同地区所应该采取的特殊减振轨道结构，如较高减振的轨道结构适用于线路中心与机关宾馆、住宅区、等建筑物20M和穿越的地段；特殊减振的轨道结构则适用于线路中心距离学校、音乐厅、高级宾馆和医院、文物保护单位以及精密仪器厂等建筑物20M以及其穿越的地段14。设计规范另外也解释了不同减振轨道的结构措施，即较高减振的轨道结构是在普通减振轨道结构基础上，运用以下结构形式之一的（1）、弹性短枕式整体道床；（2）、轨道减振器扣件；（3）、其他较高减振的轨道结构型式。而特殊减振的轨道结构既保持了减振轨道结构措施，还必须选择浮置板整体道床，也可选用另外的特殊减振轨道结构型式。42减振效果和经济效益分析
38、据统计，轨道的维护管理成本维修费人工费占总营运费的1/3。良好的轨道减振便于改善地铁轨道结构在相互的作用下其系统的动力性能，使得地铁的轨道系统所承受的冲击轮重有大幅度的减少，降低轨道的维护管理成本。下面我们从各种减振方式的减振效果与其单位造价入手，来分析地铁中各种减振方式的优劣。王建立和王进以及尹学军、张宝才等人曾经通过对于北京地铁五号线的钢弹簧浮置板减振性能的研究，发现其减振效果能够达到2040DB15，我们选择最低的数值即20DB来作为特殊减振类型的减振效果基数。而王晓对于国内第一次采用弹性短轨轨道的广州市地铁2号线进行了深入分析，这种分析结果表明该种轨道耐久性极好，相比于有碴轨道，它的减
39、振效果一般保守测算为6一8DB，甚至还高16，我们就把7DB认可为弹性短轨轨道的减振能力。以此为基础，最终归纳的地铁各种减振方式的减振效果详见图41。另外，调查了北京地铁很多条的线路，主要线路超过了16的总长度都是减振线路长度，减振线路长度建设费用也在轨道总投资的16以上，这说明总造价控制中的减振工程重要性17。根据相关的数据统计，不同的减振方式，工程造价相差也极大，我们就西安广播电视大学毕业设计（论文）12几种常见的减振方式做了比较，造价比较结果详见图42。图41预测减振效果对比图42公里造价对比经过以上数据对比，我们得到了汇总的地铁各项减振方式的对比表，分析它们各自的性价比。我们以性价比系
40、数来作为衡量的标准表41地铁的各项减振方式对比表减振要求一般减振中等减振高等减振特殊减振减振措施DTVI2轨道减振扣件弹性短轨枕橡胶浮置板道床先锋扣件梯形轨枕钢弹簧浮置板道床预测减振效果（DB相对于一般减振扣件）04714151520公里造价（万元）3004003809006009001300性价比较差一般优秀良好优秀良好良好1西安广播电视大学毕业设计（论文）13公式（1）中，为地铁各种减振方式的性能，即相对于一般减振扣件，单位DB；为地铁各种减振方式的单位公里造价，单位万元。由于相对于一般减振方式来说，其他减振方法的减振效果都是以它为基础，都超过了它，故可将一般减振方式的性价比首先确定为较差
41、。初步确定当0018时，其性价比为优秀；当00180012时，其性价比是良好；0012时，性价比是一般。下面分别以中等减振的轨道减振扣件以及特殊减振的钢弹簧浮置板道床为例，来计算其减振方式的性价比中等减振的轨道减振扣件方法01040041112特殊减振的钢弹簧浮置板道床方法01501300202223依次计算出各项减振方法的性价比系数，并归纳出所属的性价比档次，分析结果如表42所示。但是要特别注意的是，在实际地铁建设中，并非性价比越高越好，因为选择何种减振方式，既要看性价比，也必须符合国家有关的设计规范要求18，在本章第一节中已经详细说明的各种地铁减振方式的设计需求。表42地铁的各项减振方式性
42、价比分析表减振要求一般减振中等减振高等减振特殊减振减振措施DTVI2轨道减振扣件弹性短轨枕橡胶浮置板道床先锋扣件梯形轨枕钢弹簧浮置板道床性价比系数000100180016002500170015性价比较差一般优秀良好优秀良好良好从表41和表42研究发现，不同类别的减振方式造价高低变化较大，减振效果也近乎成正比。虽然钢弹簧浮置板道床的减振效果最佳，但造价也极其昂贵，是普通DTVI2型扣件造价的3倍，减振效果是该扣件的20倍，因此其性价比并非是最高的。43不同减振设备的动力响应分析动力响应分析应是结构在动载荷作用下所引起的结构运动、变形和应力19。在这里我们主要对比在行车条件下，普通道床、弹性短枕
43、、轨道减振器和梯形轨枕这四种比较西安广播电视大学毕业设计（论文）14常见的轨道结构的动力学响应。主要对比的内容有钢轨位移量、钢轨动弯应力、扣件扣压力、轮轨接触力、列车脱轨系数和减载率。普通道床使用DTVI2型扣件连接钢轨，减振器轨道使用科隆蛋扣件连接钢轨。分析图41到图48以及表43中的各种常见轨道结构的动力响应分析，从中可以发现表43四种常见轨道结构的动力响应分析图43钢轨位移量对比（1）分析钢轨动位移量的对比指标，我们可以看出，位移量由低至高，分别为普通道床、弹性短枕道床、减振器道床、梯形轨枕道床。相对于普通道床，弹性短枕道床、减振器轨道道床、梯形轨枕道床的钢轨位移量，分别增大了66、12
44、1、238。普通道床减振器轨道弹性短枕梯形轨枕钢轨位移量MM0982171913钢轨动弯应力MPA281633913258376扣件扣压力KN26222928轮轨接触力KN836825826831列车脱轨系数01080106010107减载率02018018017西安广播电视大学毕业设计（论文）15图44钢轨动弯应力对比图45扣件扣压力对比图46轮轨接触力对比西安广播电视大学毕业设计（论文）16图47列车脱轨系数对比图48减载率对比（2）四种的轨道结构在轮轨力方面没有大的变化。研究轮轨接触力的对比图可发觉,轮轨接触力主要受电客车的轴重和轨道平面不平顺的影响。扣件扣力由小及大分别是减振器道床、普
45、通道床与梯形轨枕道床以及弹性短枕道床，其最大值28KN与最小值22KN的差别仅为2727；减振器扣件刚度与其他三种相比较，扣件刚度比较低,扣件扣压力也比较低。（3）图44钢轨动弯应力的对比图直观地指出钢轨动弯应力指标从低到高依次是普通道床、弹性短枕道床和减振器道床以及梯形轨枕道床；相对于普通道床非减振轨道结构,弹性短枕、减振器轨道及梯形轨枕轨道结构钢轨动弯应力分别增大了10、20、34。传递至基础的力梯形轨枕为34KN/延米,弹性短枕为37KN/延米,梯形轨枕比弹性短枕降低了约8。（4）列车脱轨系数的对比图分析表明，轨道结构型式对脱轨系数的影响不大,脱轨系数变化数值不超过1。轮重减载率由高及低
46、分别为普通道床、弹性短枕道床、减振器道床、梯形轨枕道床；相对于普通道床，非减振轨道结构,弹性短枕道床、减振器道床、梯形轨枕道床的轮重减载率分别降低了8、12、15。西安广播电视大学毕业设计（论文）结论175结论在地铁运行中的振动以及由此产生的噪声，极大地影响了人们的情绪与心理，干扰了周边人民群众的生活与生产秩序，损害了良好的生态环境，极不利于和谐社会的建设。因此，我们应重视地铁减振问题的研究，并采取合理的措施来控制地铁的振动与噪声。地铁减振方法包括主动控制减振和被动控制减振20。其中主动控制减振是一种提前减少地铁振动的方法，具有主动性与积极性，受到了人们的大力倡导。它是利用轨道、扣件、道床，将
47、引起的振动降低，确保列车运营运过程中的振动以及噪声减低到可接受的范围内，使之难以直接干扰人们的生活与生产，保护好良好的生态环境与社会环境。在地体设计中，应明确划分一般减振地段、中等减振地段、高等减振地段和特殊减振地段，在允许条件下，应选择合适的减振方法，避免选择维修困难或造价过高的设备。经过对于各种减振方法的减振效果与造价成本的研究，我们发现从一般减振中等减振高等减振特殊减振，它们各自的减振效果是依次增加的，而它们每公里的造价成本也是随之而递增的，其性价比各不相同；分析各轨道结构的动力学响应，结果证明从普通道床、弹性短枕道床、减振器道床到梯形轨枕道床，它们的钢轨位移量由低到高；而这四种轨道结构
48、在轮轨力方面变化不大；钢轨动弯应力指标由低及高的顺序是普通道床、弹性短枕道床和减振器道床以及梯形轨枕道床；不同的轨道结构型式，其脱轨系数却相差不大。与其他的减振方式相比，钢弹簧浮置板道床减振效果明显，是高、特殊减振地段的首选，但存在运营中维修困难、性价比并非最高等问题。各类减振扣件是中等减振地段的首选，尤其是技术较为成熟的科隆蛋扣件，维修十分方便，在我国城市地铁中已经广泛使用。地铁减振方式选择的多样化，目的都是便于采取不同有针对性的方式进行隔振。在地铁设计选择减振方法时，在符合规范要求的前提下应有反复的探讨、斟酌，并结合实际情况开展深入的研究，这样才能选择最切合需要的减振方式，收到减振降噪最大
49、的效益。西安广播电视大学毕业设计（论文）参考文献18参考文献1乔世民；林新三；符跃鸣；熊焕国；佘增荪；林培珍冲击减振器性能的试验研究J上海第二工业大学学报,1991，128292黄守刚吴景龙地铁减振工程措施综述J国防交通工程与技术,2004,1211123吴建忠田德水京地铁八通线减振降噪措施J铁道建筑,2003,11,14154高世兵钢弹簧浮置板减振轨道在城市地铁中的应用J铁道工程学报,2008,329305赵强振动试验中减振降噪声的设计研究J数学技术与应用,2012,641426巫江地铁不同轨道结构动力特性及减振效果分析D北京北京交通大学201224267吴建忠曾向荣天津地铁轨道减振降噪创新技术的开发与应用J都市快轨交通,2007,6458孙晓静刘维宁；郭建平翟辉丁德云地铁列车振动对精密仪器和设备的影响及减振措施J中国安全科学学报,2005,11799高云锋岳渠德岳帅庆青岛岩层地铁减振轨道结构选型研究J青岛理工大学学报,2011,6363710邹策袁昊时光明新型高弹性减振垫在北京地铁的研发与应用J铁道标准设计,2009,2323411陈超曲东天津地铁1号线
