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申请/专利权人：中国铁路设计集团有限公司

摘要：本发明属于铁路交通振动控制技术领域，涉及一种针对铁路交通引发地表振动的全频段振动控制方法，首先明确振动敏感区域的地层参数和振动控制点的具体位置，随后对钢弹簧浮置板轨道的具体参数进行设计，之后计算列车在钢弹簧浮置板轨道上运行情况下的振动源强荷载，同时利用有限元分析软件建立三维道床‑隧道‑地层耦合模型，计算振动控制点的振动加速度响应确定振动放大频段，根据振动放大频段采用平面波展开法对周期性群桩结构的桩长、结构形式、几何参数等进行优选设计，实现对振动控制点的振动加速度响应进行全频段控制的目的，填补了目前工程领域在振动控制设计中的协同轨道减振和周期性群桩隔振的地表振动全频段控制设计方法的空白。

主权项：1.一种针对铁路交通引发地表振动的全频带振动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：明确振动敏感区域的地层参数以及振动控制点的具体位置，并对振动控制点处的振动加速度响应进行现场实测，同时利用如下公式（一）计算剪切波在地层中传播的等效剪切波速veq；公式（一）式中，n为分层地层的数量；hi为地层中每层土层的厚度；vi为剪切波在不同类型土层内的传播速度；S2：针对钢弹簧浮置板轨道固有频率进行参数优化设计，按照如下公式（二）对钢弹簧浮置板轨道进行参数设计来调整浮置板轨道的固有频率fg，使振源减振的频率范围最大化；公式（二）式中，m为一块浮置板下的钢弹簧数量；ks为支承弹簧刚度；ρs为浮置板密度；a为浮置板长度；b为浮置板宽度；h为浮置板厚度；S3：建立三维频域车轨耦合解析模型，计算列车运行条件下钢弹簧浮置板轨道的弹簧支承反力；S4：建立三维道床-隧道-地层有限元仿真模型，利用仿真模型计算S1相同工况下振动控制点的振动加速度响应；S5：计算结果与实测结果比对，对三维道床-隧道-地层有限元仿真模型计算结果的准确性进行校核；S6：利用S4建立的三维道床-隧道-地层有限元仿真模型，计算多种参数钢弹簧浮置板轨道工况下的振动控制点的振动加速度响应，确定地表振动放大频段，具体地：将步骤S3中计算得到的多种工况下的钢弹簧支承反力输入步骤S4建立的三维道床-隧道-地层有限元仿真模型，计算地表振动控制点的时域振动响应，并通过FFT变换将时域振动响应变换成三分之一倍频程谱中的时域振动响应，确定钢弹簧浮置板轨道工况下的地表振动放大频段；S7：根据地表振动放大频段，确定隔振群桩带隙，利用平面波展开法设计计算桩型和周期常数；S8：设计周期性群桩结构的桩长范围以及群桩排数，桩长范围按如下公式进行选取，可达到良好的振动控制效果：当时，公式（三）当时，公式（四）式中，dt为隧道埋深；lp是群桩结构桩长；λsv为剪切波波长，λsv的计算公式如下： 公式（五）式中，veq为步骤S1中计算得到的等效剪切波速，fc为步骤S6中计算确定的振动放大频段中心频率；S9：利用S4中的三维道床-隧道-地层有限元仿真模型，群桩结构桩长lp先以步骤S8中公式内的最大值进行选取，计算群桩结构加入后，振动控制点的振动加速度响应，对群桩结构对钢弹簧浮置板轨道的协同减振效果进行评估；S10：在设计范围内，适当调整群桩结构桩长，在步骤S8公式范围内逐渐缩短桩长，利用S4中的三维道床-隧道-地层有限元仿真模型逐次进行计算，以得到振动控制效果和经济成本最优化的桩长参数，对群桩结构桩长进行最终比选，最终完成全频段振动控制措施的设计和选取。

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