高速铁路振动特点及控制技术
高速铁路桥梁的风振响应与减振控制研究
高速铁路桥梁的风振响应与减振控制研究随着高速铁路的快速发展，桥梁结构的稳定性和舒适性成为了一个重要的研究方向。
其中，风振响应与减振控制成为桥梁工程中的一个关键问题。
本文将探讨高速铁路桥梁的风振响应原理、影响因素以及减振控制技术。
▪风振响应原理高速铁路桥梁的风振响应是指由于风的作用而引起的桥梁结构振动现象。
风振响应的原理主要涉及风荷载特性、结构振动特性以及风-结构相互作用三个方面。
首先，风荷载特性是指风对桥梁的作用力以及力的大小和方向随风速变化的规律。
通常，风荷载由静风力和动风力组成。
静风力是指风对桥梁的垂直和水平作用力，而动风力则是指由风引起的震荡力。
其次，结构振动特性是指桥梁结构对风荷载的响应情况。
桥梁结构在受到风荷载作用时，会出现振动。
振动通常分为横向振动和纵向振动两种。
横向振动是指桥梁垂直方向的振动，而纵向振动则是指桥梁沿风向的振动。
最后，风-结构相互作用是指风与桥梁结构之间的相互影响关系。
风荷载会引起桥梁结构的振动，而桥梁结构的振动又会影响风的流动，从而形成了风-结构相互作用。
▪影响因素分析高速铁路桥梁的风振响应受多种因素的影响，包括风的特性、桥梁结构的特性以及外界环境的影响等。
首先，风的特性对桥梁的风振响应具有重要影响。
风的特性包括风速、风向、风荷载等。
风速越大，风荷载越大，桥梁的风振响应也越强烈。
此外，风的风向也会影响桥梁的风振响应。
垂直风向和沿风向对桥梁的振动影响程度是不同的。
其次，桥梁结构的特性也是影响风振响应的重要因素。
桥梁的自振频率和阻尼比决定了其对风荷载的响应程度。
当桥梁的自振频率接近风的激励频率时，桥梁易受到共振的影响，振幅会增大。
而阻尼比越大，桥梁的振幅越小，抑制共振效应。
此外，外界环境的影响也不能忽视。
例如，桥梁周围的地形、建筑物和植被等都会对风的流动产生阻碍。
这些阻碍物会影响桥梁结构所受到的风荷载以及风-结构相互作用效应。
▪减振控制技术为了降低高速铁路桥梁的风振响应，人们提出了许多减振控制技术。
高铁的主要技术特点
高速铁路的主要技术特征高速铁路在激烈的客运市场竞争中以其突出的优势，不但在其发祥地日、法、德等国家已占据了城际干线地面交通的主导地位，并在世界诸多经济发达的国家和地区迅速扩展。
时至今日，高速铁路新线总长已逾5000 km。
由于高速铁路与既有干线固有的兼容性，高速列车通过既有线服务的里程已扩展至20 000km以上。
高速铁路在不长的时期内之所以能取得如此的发展势头，根本原因是基于轮轨系的高速技术充分发挥了既先进又实用的特点，特别是在中长距离的交通中的独特优势。
实践表明，高速铁路已是当代科学技术进步与经济发展的象征。
高速铁路虽然源于传统铁路，但借助于多项高新技术已全面突破了常规铁路的概念，已形成一种能与既有路网兼容的新型交通系统。
高速铁路在运营过程中更新换代，其技术还在不断发展与完善。
为了深刻认识高速铁路特点，本节将从总体角度出发剖析其主要技术特征。
一、高速铁路是当代高新技术的集成在世界上，高速铁路的诞生是继航天行业之后，最庞大复杂的现代化系统工程。
它所涉及的学科之多、专业之广已充分反映了系统的综合性。
20世纪后期科学技术蓬勃发展，迅速转化为生产力的三大技术有：计算机及其应用；微电子技术、电力电子器件的实用化与遥控自控技术的成熟；新材料、复合材料的推广。
高速铁路绝非依靠单一先进技术所能成功，它正是建立在这些相关领域高新技术基础之上，综合协调，集成创新的成果。
因此，高速铁路实现了由高质量及高稳定的铁路基础设施、性能优越的高速列车、先进可靠的列车运行控制系统、高效的运输组织与运营管理体系等综合集成，如图1.2.1所示。
系统协调的科学性，则是根据铁路行业总的要求，各子系统均围绕整体统一的经营管理目标，彼此相容，完整结合。
高速铁路在实施中，从规划设计开始就把各项基础设施、运载装备、通信信号、运输组织及经营管理等子系统纳入整个大系统工程之中统筹运作。
为实现总体目标，采用了多项关键技术。
虽然这些新技术分别隶属于各有关的子系统，但其主要技术指标、性能参数是相互依存、相互制约的，均须经详细研究、反复论证与修订，才能保证实现大系统综合集成特性的要求，达到整个系统的合理与优化。
高铁车辆横向振动耦合机制及其减振技术对策
高铁车辆横向振动耦合是指高速行驶的列车在铁轨上出现的横向振动问题。
这种振动会对列车的稳定性、乘坐舒适性和轨道的使用寿命产生影响。
其主要机制是由于列车在曲线轨道上行驶时，车辆的横向力与曲线的半径产生耦合作用，引起车辆的横向振动。
为了减少高铁车辆的横向振动，采取一系列的技术对策：
悬挂系统设计优化：通过对车辆悬挂系统的设计和调整，可以减少车体的侧向倾斜和横向振动。
采用合适的悬挂系统，包括气弹簧、液压缓冲器等，可以提高车辆的横向稳定性。
轮轨系统优化：通过轮轨系统的设计和优化，可以减少轮对与轨道之间的横向力，降低车辆的横向振动。
例如，采用合适的轮轨几何参数、轮胎材料和轮轨间隙等，可以改善列车在曲线轨道上的横向运动性能。
主动控制技术：采用主动控制技术，如主动悬挂和主动滚动补偿系统，可以实时监测和调整车辆的横向姿态，减少横向振动。
这些系统可以通过传感器和控制器对车辆的横向运动进行实时监测和反馈控制，从而提高车辆的横向稳定性。
车辆质量分布优化：通过合理分布车辆的质量，可以降低车辆的横向振动。
例如，在车辆设计和制造过程中，通过合理配置车辆的质量中心、减小质量偏心等措施，可以减少车辆在曲线轨道上的横向振动。
综合采用上述技术对策，可以有效减少高铁车辆的横向振动，提高列车的运行稳定性和乘坐舒适性，同时也有助于延长轨道的使用寿命。
这些技术对策在高铁设计、制造和运营中起着重要的作用，不断推动高速铁路的发展和进步。
高速铁路噪声来源及控制技术
4.降低工作效率
高速铁路噪声来源及控制技术
1.3 高速铁路噪声环境评价标准
不同国家不同发展阶段的高速铁路，在噪声水平控制技术上有很大 的差异。尤其是铁路噪声所受的影响颇多，在噪声产生和传播的过程 中，不同的线路结构、桥梁结构、建筑类型和布局以及不同的动车组等 均对噪声的大小及范围有很大影响。因此，确定噪声的控制标准是一项 比较复杂的任务。
法国高速铁路标准为等效声级Lep，昼间为65 dB (A)。 我国铁路噪声标准仍执行《铁路边界噪声限值及其测量方法》(GB
12525—1990)，铁路边界噪声限值按表9-3的规定执行。 其他国家既有铁路边界噪声限值为60~68 dB（A）速列车空气动力噪声的产生机理十分复杂。列车在高速行 驶过程中会与空气发生相互作用，使得车体附近的空气不断受到 压缩和膨胀作用，形成复杂的流场；此外由于列车外形复杂，近 壁面的气流多是不平顺的，因而在车身表面的曲率变化处会发生 附着流的分离现象，形成复杂的涡流流动，而这些复杂的涡流将 产生很高的脉动压力，从而诱发较大的空气动力噪声。这种噪声 与列车的行驶速度、车体表面的粗糙度及车体前端是否流线化等 因素有关。
高速铁路噪声来源及控制技术
第一节
与高速铁路行车速度有关的环境因素主要为噪声污染，噪 声污染已经严重影响了铁路两侧居民的正常工作、学习和生活。 国际上已把振动噪声列为七大环境公害之一，高速铁路的噪声 问题日益受到各方关注。如何降低铁路环境噪声对敏感点的影 响，一直是环境保护工作者的重要任务之一。因此，如何减少 高速铁路噪声污染，是当前车辆制造和铁路建设中的一个十分 重要的课题。
高速铁路噪声来源及控制技术
1.1 噪声源
声音是由物体振动产生的，通过声波传到人们的耳朵里。声波具有 能量，能量越大，声音越强。正常人刚能听到最小的声音叫作听阈，听 阈的声强为0 dB；人耳开始感到疼痛的声音叫作痛阈，痛阈的声强为 120 dB。
高速铁路钢轨的振动与噪声控制技术
高速铁路钢轨的振动与噪声控制技术随着高速铁路网络的不断扩展和运营的普及，高速铁路的运行安全、舒适性和环境影响等问题也变得越来越重要。
其中，高速铁路钢轨的振动与噪声对列车运行安全和周围环境的影响至关重要。
因此，开发有效的振动和噪声控制技术对于提高高速铁路的运行质量具有极其重要的意义。
高速铁路钢轨振动问题主要包括自振动和非自振动两个方面。
自振动是指钢轨本身因受到列车和风荷载作用而引起的振动，而非自振动则是外界因素（如车辆轮对不平衡、轨道不规则等）引起的振动。
这些振动不仅可能加速钢轨的疲劳和破坏，还会产生较大的噪声，影响周围居民的生活质量。
钢轨振动与噪声控制技术主要包括主动控制、被动控制和减振措施等。
主动控制是指根据振动与噪声的特征，通过施加外加力或扭矩控制钢轨的振动和噪声。
通过控制车辆的运行参数、轮轴布置和轮轴质量分布等方式，减小钢轨的振动。
主动控制技术具有响应速度快、控制效果好的优点，但其成本较高，安装和维护也相对繁琐，因此在实际应用中有一定的局限性。
被动控制则通过改变钢轨的结构和几何形状，以及在钢轨下方加装弹簧等减振和隔振装置来控制钢轨的振动和噪声。
这种方法具有投资和施工成本低、操作和维护简便等优势，不会对列车的正常运行产生干扰，因此在高速铁路建设中被广泛应用。
例如，在铺设钢轨时，可以采用混凝土枕木、橡胶垫等能够吸收和隔离振动的材料，同时也可以合理设计轨道线路的几何形状，减小钢轨的振动和噪声。
除主动控制和被动控制之外，还可以采用其他减振措施来控制钢轨的振动和噪声。
例如，在环境噪声因素较大的地区，可以在高速铁路两侧设置隔音屏障，以减少噪声的传播和影响。
此外，合理的维护和保养也是减少钢轨振动和噪声的重要手段，及时修复和更换老化和损坏的钢轨，减少钢轨的共振和噪声产生。
总之，高速铁路钢轨的振动与噪声控制技术对于提高运行质量、保障运行安全和改善环境质量具有重要意义。
通过主动控制、被动控制和减振措施等多种方法的综合应用，可以有效地控制钢轨的振动和噪声，提升高速铁路的运行效果和用户体验。
高铁列车加速噪声和振动评估与控制技术
高铁列车加速噪声和振动评估与控制技术随着我国高速铁路的建设不断加快，高铁列车作为一种全新的交通工具正在受到越来越多人的青睐。
然而，随着列车速度的不断提升，高铁列车的加速噪声和振动问题也越来越突出，给乘客带来了不小的困扰。
因此，研究高铁列车加速噪声和振动评估与控制技术成为了当下不可忽视的热门话题。
一、高铁列车加速噪声和振动的成因高铁列车加速过程中产生的噪声和振动主要与以下几个方面有关：1.机车设计机车的设计对高铁列车的性能和运行质量有着至关重要的作用。
其中，机车的动力性能和制动性能是产生加速噪声和振动的主要原因之一。
当高速列车启动时，高速电机开始工作，转动轮轴带动车轮转动，加速振动就在这个过程中产生了。
2.轨道设计轨道的设计也影响着高铁列车的噪声和振动。
对于平直路段，由于轨道条件优良，高铁列车的加速噪声和振动较小；而在弯道、坡度和道岔处，高铁列车的运动会受到轨道的限制，从而产生加速噪声和振动。
3.轮胎与轨道的摩擦高铁列车行驶过程中，轮胎与轨道的摩擦也是产生振动和噪声的主要原因之一。
轮胎与轨道接触面间的接触变形和滑移，以及负荷的变化，都会导致加速噪声和振动的产生。
二、高铁列车加速噪声和振动评估技术为了解决高铁列车加速噪声和振动问题，需要采用一系列评估技术对其进行分析。
目前，高铁列车加速噪声和振动评估技术主要包括以下几种：1.基于试验的评估技术针对高铁列车加速噪声和振动问题，可以采用试验台、悬挂振动台等装置进行试验评估。
通过对列车运行时产生的振动和噪声进行实测分析，可以了解加速噪声和振动的发生机理及特点，并为之后的改进和优化提供一定的参考。
2.基于模型的评估技术为了更好地理解高铁列车加速噪声和振动的原因，研究人员还采用了模型分析的方法。
通过建立高铁列车的模型，分析其加速过程中产生的振动和噪声，并结合试验数据，对其进行分析和优化。
3.基于仿真的评估技术高铁列车加速噪声和振动评估的另一种方法是采用仿真技术。
CRH动车组驱动装置的振动与噪声控制
CRH动车组驱动装置的振动与噪声控制CRH动车组是中国铁路客运主要使用的高速列车类型，其驱动装置的振动与噪声控制一直是其性能优化的重要课题。
本文将针对CRH动车组驱动装置的振动与噪声特点，探讨相关控制方法和技术，以期为提升列车运行质量和乘车舒适度提供参考。
1. 振动与噪声特点CRH动车组作为高速列车，具有较高的行驶速度，其驱动装置在运行时会产生一定的振动和噪声。
主要表现为以下几个方面：a. 高速行驶引发的空气流动噪声；b. 高频振动导致的机械噪声；c. 车轮与轨道之间的摩擦噪声。
2. 振动与噪声控制方法针对CRH动车组驱动装置的振动与噪声问题，可采取以下控制方法：a. 减振措施：通过选择合适的材料和结构设计，减少装置本身的振动传递；b. 隔音措施：在设计中增加隔音材料和隔音层，减少噪声的传播；c. 调整传动装置：合理设计传动系统，减少传动过程中的震动和噪声产生。
3. 控制技术应用近年来，随着科技的发展，各种先进的振动与噪声控制技术被应用于CRH动车组的驱动装置中，取得了显著效果。
例如：a. 主动控制技术：采用传感器和执行器实时监测和调节振动与噪声，保障列车运行平稳；b. 静态与动态平衡技术：通过动平衡和静平衡控制减少装置内部的不平衡问题；c. 结构优化技术：采用有限元分析和仿真技术，对驱动装置结构进行优化设计，降低振动与噪声水平。
4. 未来展望随着高速铁路技术的不断发展，CRH动车组的驱动装置振动与噪声控制将迎来更多创新。
未来，可以预见的发展趋势包括：a. 新材料应用：引入新型材料，如碳纤维复合材料，提高装置的抗振性能；b. 智能化控制：结合人工智能和大数据技术，实现驱动装置振动与噪声的精准控制；c. 制造工艺创新：优化制造工艺，提高装置的装配精度，减少振动与噪声产生。
总之，CRH动车组驱动装置的振动与噪声控制是一个不断完善和优化的过程，需要综合运用多种技术手段和方法。
通过不懈的科研努力和技术创新，相信未来CRH动车组的驱动装置将在振动与噪声控制方面取得更大突破，为铁路客运安全和乘车舒适度提供更好的保障。
高铁振动与噪声控制技术研究
高铁振动与噪声控制技术研究随着经济的发展和社会的进步，高速铁路渐渐成为现代人出行的重要选择之一。
作为一种快速、便捷、环保的交通工具，高速铁路受到越来越多人的青睐。
然而，高速铁路在行驶过程中产生的振动和噪声给乘客和周围居民带来的不适感，已经成为亟需解决的问题。
本文将对高速铁路振动和噪声控制技术的研究现状进行探讨。
一、高速铁路振动的来源和影响高速铁路在行驶过程中产生的振动，主要来自于车体的转动和纵向运动、钢轨和路基的变形、列车的空气动力和风险等多种因素。
这些振动会通过轮轨、轮胎和地基等途径传递到列车和周围环境中，产生许多不良影响，如噪声污染、动车组部件疲劳破坏、轮轨磨损等。
高速铁路振动的主要影响是对乘客和列车的安全影响，以及对周围居民的噪声污染。
由于高速列车的行驶速度较快，一旦产生振动会引起翻车等严重事故，影响车辆、乘客和当地社会的安全和稳定。
同时，高速铁路振动还会产生强烈的噪音，给周围居民的生活带来困扰，影响人们的身心健康和生活质量。
二、高速铁路噪声控制技术的现状为了解决高速铁路噪声问题，研究人员在国内外开展了大量的研究工作，提出了各种噪声控制技术。
下面将介绍一些常见的高速铁路噪声控制技术。
1.隔振技术隔振技术是应用于轨道交通噪声控制的一种有效方法。
其基本原理是通过隔离障碍物来遮挡声波的传播路径，从而减少吸收和反射，达到控制噪声的目的。
常用的隔振材料有吸音板、弹性材料、聚氨酯泡沫等。
2.降噪障碍物降噪障碍物是基于隔振技术的一种防护措施。
它在轨道周围设置障碍物进行间接隔振，能够充分降低噪声的传播。
常用的障碍物有挡墙、障声板等。
此外，为了进一步提升降噪障碍物的防护效果，也可以结合草地、植树等绿化工程。
3. 文化隔音技术文化隔音技术是指通过合理的声音分布和声音控制，使得车内音响效果得到最优化的技术。
可以采用多声道音响系统，或者安装隔音窗、隔音门等隔音设施，保证车内噪声在一定范围内。
三、高速铁路振动控制技术的现状高速铁路振动控制技术在打造高品质旅客乘车环境、提高车辆平稳性和行驶安全性等方面起着至关重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《城市区域环境振动标准》（GB 10070—1988）的规 定，铁路干线两侧列车运行所引起的环境振动标准规定为：昼 间80 dB、夜间80 dB。这里所指的铁路干线两侧是指距每日 车流量不少于20列的铁道外轨30 m外两侧的住宅区。这项标 准是基于我国既有铁路振动影响而确定的，而未考虑高速铁路 的特点。
高速铁路振动特点及控制技术
1.3 高速铁路振动控制技术
2.线路、桥梁方面
（1）采用无缝长钢轨，修磨钢轨使其平滑；采用低弹枕木和隔振垫 板，以及浮动式板式轨道。
（2）采用预应力混凝土桥，改变梁式高架桥的长度和跨度，安设动 态减振器，控制振动辐射方向；尽量不采用无砟钢结构桥。
（3）采用隔振沟，设置柱列式、全反射、连接型隔振墙，以控制振 动的传播，避免产生二次激励振动。
（4）采用排水固结技术，设置人工复合地基、反压护道、基底约束 齿墙等路基地基加固设施，使路基巩固，减轻振动的频率。
1.动车组方面
（1）动车组车辆轻型化。降低车辆轴重，以减少轮轨之间垂直动 力的作用。
（2）采用弹性车轮。在轮箍与轮心间添加橡胶垫，以防止振动和 消除轮轨间的噪声。
（3）改进车辆的转向架结构。如选择柔软的弹簧悬挂系统，以降 低车体的浮沉自振频率；安装具有阻尼特性的油压减振器，以减轻车体 的横向振动或垂直振动；采用空气弹簧和橡胶件，以隔离和吸收高频振 动，避免产生二次激励振动等。
高速铁路振动特点及控制技术
1.2 高速铁路振动环境评价标准
考虑上述影响因素，参照国外（主要是日本）高速铁路有关资 料，振级VL的计算公式为
VL=L0+Ld+Lg+Lt+Lb+L1+Ls 式中， L0为参考条件下的振级；Ld、Lg、Lt、Lb、L1、Ls分别为 距离、地质条件、列车速度、基础、高架桥、线路条件下的振级修正 量。 日本新干线的研究结果表明，距离轨道20 m处，软土地质，钢梁 结构高架桥，预制桩结构，速度200 km/h环境下，L0为97 dB。
高速铁路振动特点及控制技术
1.1 高速铁路振动及控制概况
高速铁路环境振动是一系列复杂因素共同作用的结果，影响 环境振动强度的因素包括 ➢ （1）列车运行速度的影响。 ➢ （2）线路结构形式的影响。 ➢ （3）地质条件类型的影响。 ➢ （4）路基高度、轨道平整程度及轨道焊接顺畅与否的影 响。
高速铁路振动特点及控制技术
高速铁路振动特点及控制技术
1.1 高速铁路振动及控制概况
随着高速铁路网的加密和列车运行速度的提高，列车运行所引起的 振动问题越发严重，受到人们的广泛关注。高速运行的列车会对轨道和 基础产生冲击，尤其当列车速度接近轨道及基础系统的临界速度时，冲 击荷载产生的能量来不及在轨道结构和周围地基中逸散，积聚在车轮和 轨道接触位置附近，使列车和地基产生很大的振动位移。高速移动荷载 引起的振动会导致两个方面的问题：一方面是高速运行列车引起的列 车、轨道和地基的振动，涉及运行舒适性和安全性问题；另一方面是振 动以波的形式通过土体向外传递，引起周围环境的振动问题。
高速铁路振动特点及控制技术
1.2 高速铁路振动环境评价标准
高速铁路振动特点及控制技术
1.3 高速铁路振动控制技术
按照振动传播的三个环节（振动源、传 播途径、受振点），高速铁路振动控制技术 可以从以下几个方面来讨论：
第一ห้องสมุดไป่ตู้ ➢ 1.动车组方面 ➢ 2.线路、桥梁方面
高速铁路振动特点及控制技术
1.3 高速铁路振动控制技术
高速铁路振动特点及控制技术
1.1 高速铁路振动及控制概况
高速列车运行所引起的结构振动通过周围地层向外传播，引起周围环 境振动，并进一步诱发附近地下结构及邻近建筑物的二次振动，会对建筑 物特别是古旧建筑物的结构安全造成影响。在郊区地段，新建高速铁路往 往靠近既有铁路线路，列车运行产生的振动通过轨道结构及土体向外传 播，引起附近区域内地基土体及邻近线路的结构振动，势必会对邻近铁路 线路的结构和列车运行产生影响。铁路进入市区后产生的振动作为一种环 境公害，会影响建筑物的安全及精密仪器的正常使用，并直接影响人们的 正常工作和生活。当频率为0.1~1 Hz的低频水平振动达到 65 dB以上 时，将对人们的日常生活产生不同程度的影响，严重时甚至会影响人的生 理和心理健康。
高速铁路振动特点及控制技术
1.1 高速铁路振动及控制概况
环境振动按振级变化的不同分为三种，即稳态振动（在观测时间 内振级变化不大的环境振动）、冲击振动（具有突出性振级变化的环 境振动）和无规振动（未来任何时刻不能预先确定振级的环境振 动）。
高速铁路列车运行产生的环境振动属于冲击振动。根据日本对新 干线振动的实际测试结果，可知受振点的振级变化很大，距线路20 m处，列车速度大于160 km/h时的振级为 70~95 dB。