高速列车引起的振动与噪声控制
高速铁路钢轨的减振与抑噪技术研究
高速铁路钢轨的减振与抑噪技术研究摘要：随着高速铁路的发展，人们对于铁路噪声问题的关注度也日益增加。
钢轨冲击噪声和辐射噪声是高速铁路噪声的主要来源之一。
本文将探讨减振与抑噪技术在高速铁路钢轨上的应用，旨在提出有效的解决方案来减少高速铁路噪声，改善为乘客和周边居民提供更好的居住和工作环境。
引言：随着城市化的快速发展和人口数量的增长，高速铁路的建设已经成为现代交通系统中不可或缺的一部分。
然而，高速铁路带来的噪声问题为乘客和周边居民的生活带来了负面影响。
在高速铁路系统中，钢轨冲击噪声和辐射噪声是主要的噪声源。
因此，研究减振与抑噪技术以减少高速铁路噪声成为一项重要任务。
一、钢轨噪声问题的原因高速铁路系统所产生的噪声主要包括轨道噪声和车辆噪声。
轨道噪声主要由钢轨的冲击和震动引起，而车辆噪声则是由列车的行驶和机械与气动噪声产生的。
本文主要关注钢轨噪声问题。
1. 钢轨冲击噪声高速列车在行驶中需要通过钢轨传递动能，由此产生冲击振动。
这种冲击振动会使钢轨产生噪声。
钢轨冲击噪声是高速铁路系统中最主要的噪声源之一。
2. 钢轨辐射噪声当列车通过钢轨时，钢轨会产生辐射噪声。
这种辐射噪声会在周围环境中传播，给乘客和周边居民带来不适和困扰。
二、减振与抑噪技术的应用针对高速铁路钢轨的减振与抑噪技术研究已经十分成熟。
下面将介绍一些常用的技术手段和方法。
1. 轨道减振轨道减振是一种通过改善钢轨与地基之间的接触性能，减少冲击和振动传递的技术手段。
常用的轨道减振方法包括：增加轨道板与轨枕之间的衬垫，提高衬垫的弹性模量和减振能力；采用静态减振器，将减振器安装在钢轨下方，降低冲击振动的传递效率；采用动态减振器，将减振器安装在地基下方，通过减振器的阻尼效应来抑制冲击振动。
2. 钢轨降噪涂层钢轨表面附着一层降噪涂层可以有效减少辐射噪声的产生。
降噪涂层可以改变钢轨的振动特性和吸声能力，从而降低噪声的辐射。
3. 隔振屏障在铁路线路两侧设置隔振屏障，能有效抑制冲击噪声和辐射噪声的传播。
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。
高速列车轨道冲击与噪声控制
高速列车轨道冲击与噪声控制一、介绍高速列车轨道冲击与噪声控制是现代交通领域的重要课题之一。
随着高速列车运行速度的不断提高，轨道冲击和噪声问题也日益凸显，给列车乘客和周边居民带来了不小的困扰。
因此，如何有效控制高速列车轨道冲击与噪声成为了交通工程领域的研究热点之一。
二、高速列车轨道冲击问题及解决方法1. 高速列车轨道冲击问题高速列车的运行速度较快，列车行经轨道时会造成轨道的较大振动，导致轨道冲击现象。
轨道冲击问题主要表现为列车与轨道之间的撞击、震动和振动，给乘客和列车设备造成不小的损害。
2. 解决方法为了解决高速列车轨道冲击问题，可以采取以下措施：（1）加强轨道结构强度和稳定性，提高轨道对列车行驶的承载能力；（2）采用新型轨道材料，提高轨道的耐久性和抗冲击能力；（3）优化列车的运行速度和轮轨系统的设计，减小列车与轨道之间的相互作用力；（4）加强轨道维护和检修，及时发现和解决因轨道冲击引起的问题。
三、高速列车噪声问题及控制措施1. 高速列车噪声问题高速列车运行时会产生较大的运行噪声，给列车内外的乘客和周边居民带来很大的噪声污染。
高速列车噪声主要来自列车的机械噪声、空气动力噪声和轨道噪声。
2. 控制措施为了控制高速列车噪声，可以采取以下措施：（1）优化列车设计，减少列车本身的噪声产生；（2）改进列车车轮和轨道之间的相互作用，降低摩擦和震动产生的噪声；（3）采用隔音材料和结构，减少噪声的传播和扩散；（4）优化列车的运行速度和轨道设计，减少空气动力噪声的产生。
四、高速列车轨道冲击与噪声控制的研究进展1. 传统方法过去，针对高速列车轨道冲击与噪声控制主要采用传统的减振和隔音方法，如使用减振器和隔音材料来降低冲击与噪声的传导和扩散效果。
这些传统方法在一定程度上可以缓解问题，但效果有限。
2. 新技术方法近年来，随着科技的进步，一些新技术和新材料被应用于高速列车轨道冲击与噪声控制中，取得了较好的效果。
例如，利用新型材料制造轨道，可以大幅降低轨道冲击和噪声；通过调整列车运行速度和轮轨系统的设计，可以优化列车与轨道之间的相互作用，降低噪声产生；利用智能控制技术，可以精确控制列车的运行，减少冲击与噪声。
高铁列车运行过程中的振动与噪声控制研究
高铁列车运行过程中的振动与噪声控制研究摘要：高铁列车是现代化交通工具中的重要组成部分，其运行过程中产生的振动和噪声问题一直备受关注。
本文通过对高铁列车运行过程中振动和噪声的来源与特点进行分析，探讨了振动与噪声对人体健康与乘坐舒适度的影响。
接着介绍了目前高铁列车振动与噪声控制技术的相关研究成果，包括 pass-by 噪声、车辆振动、车体结构设计等方面。
最后，本文提出了未来高铁列车振动与噪声控制研究的发展方向与建议。
关键词：高铁列车；振动；噪声；控制；研究一、引言高铁列车作为一种高速、高效的现代化交通工具，已经成为人们出行的重要选择。
然而，随着高铁列车运行速度的提高以及技术水平的不断发展，振动和噪声问题也日益凸显。
高铁列车运行过程中产生的振动和噪声不仅会影响乘客的乘坐舒适度，还可能对周围环境和居民的生活造成影响。
因此，控制高铁列车运行过程中的振动与噪声，提高其运行的舒适性和安全性，具有重要意义。
本文将从振动和噪声的来源与特点、其对人体健康与乘坐舒适度的影响，以及目前相关控制技术的研究成果等方面展开探讨，旨在为未来高铁列车振动与噪声控制研究提供参考与借鉴。
二、高铁列车振动与噪声的来源与特点高铁列车运行过程中产生的振动和噪声主要有以下几个来源：1. 轮轨作用：高铁列车在运行时，轮轨之间的接触引起了振动和噪声。
由于高铁列车的运行速度较快，轮轨作用产生的振动和噪声较为显著。
2. 面对空气的阻力：高铁列车在高速运行时，面对空气的阻力也会导致一定程度的振动和噪声。
3. 发动机和传动系统：高铁列车的发动机和传动系统在运行时会产生振动和噪声，进而传导到车体内部，影响乘客的乘坐体验。
高铁列车振动和噪声的特点主要表现在以下几个方面：1. 高频：由于高铁列车的运行速度快，振动和噪声的频率相对较高，往往在几十赫兹以上。
2. 安全性影响：振动和噪声可能会影响高铁列车的安全性，因为它们会增加列车部件的磨损程度，从而影响列车的运行稳定性。
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。
高速列车气动噪声控制技术研究
高速列车气动噪声控制技术研究随着高速列车日益普及，现代城市交通也成为了人们生活中必不可少的一部分，高速列车运输效率高、速度快、旅程舒适，得到了广大市民的青睐。
然而，城市交通对环境和居民的噪声污染也逐渐增大，高速列车气动噪声成为了一种无法避免的问题。
一、高速列车气动噪声的来源与危害高速列车在行驶时会产生气动噪声，噪声的主要来源是列车与空气的摩擦力产生的空气涡流和湍流带来的噪声。
在高速行驶时，列车周围空气流速高，产生的压力变化较大，容易产生较大的气动噪声，严重影响了列车的运行效率和旅客的舒适感。
同时，高速列车的气动噪声也会给沿线的居民和环境带来很大的困扰，成为城市交通噪声污染的一种重要来源。
二、高速列车气动噪声控制技术的研究针对高速列车气动噪声控制方案的研究，主要从以下几个方面进行探讨：1.列车外形设计列车的外形设计是气动噪声控制的第一步。
合理的车身外形设计可以减少气动阻力，降低运行时的空气流动速度，从而减少气动噪声的产生。
各国的高速列车设计中，很多都采用了尖头式车头设计，这种设计可以降低列车前部空气阻力，提高列车的速度和行驶稳定性，并且减少了空气涡流的产生，降低了气动噪声的程度。
2.轨道的环境适应性轨道环境的适应性好，能带来更好的气动噪声效果。
对于高速铁路，一些地区由于气候、地形等原因，会引起强气流，会产生较强的气动噪声。
适当改善沿线环境，比如通过种植树木、修建护墙等手段，可以减轻气动噪声对于周围环境的扰动。
3.列车纵向阻尼列车纵向阻尼效果好，也是减少气动噪声的重要手段之一。
对于高速列车而言，高速行驶时车辆之间产生的振动和噪声是很大的，因此运用一些较好的阻尼系统和制动系统，能够减少噪声，同时保证列车的稳定性和运行安全。
4.减小车窗间距这是一种有效的控制列车气动噪声的策略之一，适用于设计速度较高的高速列车。
减小车窗间距，可以降低列车内部空气的湍流运动，从而减少气动噪声的产生。
5.轮轨噪声控制轮轨噪声是影响高速列车噪声的重要因素之一。
高速铁路的降噪措施
减小列车振动的措施
铁路振动一般以表面波形式传播, 其振幅和能量随着地下深度增加而急剧减小, 亦即
振动能量主要集中于地表。因此, 要减小铁路振动, 使其尽快衰减, 关键是阻断其地表传播 途径。 为降低振动或控制振动的不利影响, 可从降低振源的激振强度、切断振动传播途径或 在传播途径上削 弱振动、合理规划设计使建筑物避开振动影响区等几个方面着手。
高速铁路的降噪措施
樊红霞 张 翠 翁瑜婕
1 轮轨振动与噪声
• 轮轨噪声源可视为位于轨道中心线上方、 25 m 的由连续互不相干的偶极子 高出轨面0.
组成的有限长 线声源, 其长度等于列车全长。 影响轮轨噪声的因素除列车线路等级、构造 和状态外, 还有列车速度、牵引吨位和列车 长度等运行参数。轮轨噪声是轮轨系统相互
轮心和轮箍间弹性部件的数目、弹性块安装座的形状等参数对弹性车轮 进行
优化。 消声车轮的最大优点是性能稳定、经久耐用, 因而适用于高速、重载列车。 德国 1979 年研制的盘形消声车轮、环形消声车轮及钢珠消声车轮, 这3 种消 声车轮较为典型, 目前几乎所有的消声车轮均可视为这3 种车轮的变形。
整体低噪声车轮目前已经投入使用或正 在试验中的整体低噪声车轮主要有: 弹性踏 面车轮、光洁踏面车 轮、优化外形低噪声 车轮 3 种。 保持车轮踏面圆整、修整踏面擦伤, 在 低频范围内可降噪3～4dB(A) 。轮缘润滑。 采用轮缘润滑器适时、 适量向轮缘与钢轨 接触部位喷或涂油润滑, 可减小耗, 降低轮轨噪声。 机车前、后转向架之间加设横向弹性联接装置可减小通过曲线、道岔时 导向轮对的侧压力, 除减小轮轨 磨损外, 对降低轮尖叫声有益。 合理设计轴箱在转向架内纵向和横向定位刚度, 使机车、车辆通过曲线时, 转向架各轮对将按曲线转 动, 从而降低轮缘侧压力、减小磨耗, 尖叫声可明显 降 低。
我国高速铁路噪声的危害和降低噪声方法分析
我国高速铁路噪声的危害和降低噪声方法分析我国高速铁路噪声的危害和降低噪声方法分析随着我国高速铁路的飞速发展,高铁噪声污染已成为突出的环境问题。
在我国第一次200km/h以上高速铁路论证会上，噪声污染被认为是高铁对社会产生的最大的环境污染因素。
随着我国路网密度的增加、列车运行速度的提高，列车运行噪声水平大大增加，给线路两侧的住宅带来严重的影响，尤其是医院、学校、居民区等对噪声比较敏感的区域。
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，如何减小高铁噪声污染，是当前车辆制造和铁路建设中的一个十分重要的课题。
一、我国高速铁路的噪声源相对于普速铁路，高速铁路具有高速、高架、电气化等特点，因而其噪声传播的空间和时间也较普速铁路远，其噪声的构造也较普速铁路复杂。
尤其是高速铁路穿越人口稠密的区域时，问题尤其严重。
高速铁路噪声是由各种不同类型的噪声组合而成，按发生部位的不同，可分为轮轨噪声、空气动力性噪声、集电系统噪声和桥梁构造物噪声。
高速铁路噪声是上述四种噪声总集合的结果。
随着列车速度的增快而增大，在不同的列车速度和不同的减振降噪措施条件下，上述四种噪声影响的程度是不一样的。
二、高速铁路噪声的危害1、噪声损害听力：有关资料表明: 当人连续听摩托车声, 8小时以后听力就会受损; 若是在摇滚音乐厅, 半小时后, 人的听力就会受损；若在80分贝以上的噪音环境中生活，造成耳聋的可能性可达50％。
2、噪声损害视力：噪音会严重影响听觉器官，甚至使人丧失听力，尽人皆知。
然而，耳朵与眼睛之间有着微妙的内在“联系”，当噪音作用于听觉器官时，也会通过神经系统的作用而“波及”视觉器官，使人的视力减弱。
研究指出，噪音可使色觉、色视野发生异常。
调查发现，在接触稳态噪音的80名工人中，出现红、绿、白三色视野缩小者竟高达80％，比对照组增加85％。
高铁列车的噪声与振动控制技术研究
高铁列车的噪声与振动控制技术研究摘要：高铁列车作为一种现代化的大众交通工具，受到了广泛的欢迎。
然而，高铁列车在运行过程中产生的噪声和振动问题一直困扰着乘客和工作人员。
本文主要研究高铁列车的噪声与振动控制技术，通过对高铁列车噪声和振动产生原因的分析，提出了一些有效的控制方法，为提高高铁列车的运行质量和乘车舒适度提供了一定的理论指导和技术支持。
关键词：高铁列车；噪声；振动；控制技术一、引言高铁列车是一种高速、高效、环保的现代交通工具，受到了广泛的欢迎。
然而，随着高铁列车速度的不断增加和运行里程的不断延长，噪声和振动问题日益凸显。
高铁列车的噪声和振动不仅影响了乘客的乘车舒适度，还给列车的运行安全和设备寿命带来了一定的隐患。
因此，对高铁列车的噪声与振动控制技术进行深入研究具有重要的现实意义。
二、高铁列车噪声与振动的产生原因分析1.高铁列车噪声的主要产生原因（1）机械部件运转时的摩擦噪声：高铁列车在运行过程中，各种机械部件之间会产生摩擦，从而产生一定的噪音。
（2）空气动力噪声：高铁列车在高速运行时，车辆与空气之间的摩擦会产生空气动力噪声。
（3）轨道噪声：高铁列车在行驶过程中与铁轨之间的摩擦也会产生噪音。
2.高铁列车振动的主要产生原因（1）不平整的轨道表面：高铁列车在行驶过程中，如果轨道表面不平整，会导致列车产生振动。
（2）车辆结构刚度不足：高铁列车的车辆结构如果设计不当，刚度不足，也会引起列车振动。
（3）车轮与铁轨的非线性接触：高铁列车在行驶过程中，车轮和铁轨之间的非线性接触也是振动的重要原因。
三、高铁列车噪声与振动控制技术1. pass-by noise（列车通过噪声）的控制技术离轨器的设计和安装可以有效减少列车在通过轨道时产生的噪声，提高列车的噪声控制水平。
2. wheel roughness（车轮粗糙度）的控制技术通过控制车轮的粗糙度，减少车轮与铁轨接触时产生的振动和噪声，提高列车运行的平稳性和舒适性。
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高速列车引起的振动与噪声控制
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3.高速列车引起的噪声污染问题
高速列车引起的振动声污染问题
高速列车运行过程中产生的噪声的分布情况
高速列车引起的振动与噪声控制
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3.高速列车引起的噪声污染问题
轮轨噪声主要是由于轨道和车轮的不平顺引起
高速列车引起的振动与噪声控制
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建议的研究课题
1. 基于饱和土体波动理论，结合轮轨线性或非线性接触理论，建立高速列车运行过程中列车 -轨道系统-饱和土地基耦合分析模型，研究轮轨不平顺等对地基振动的影响及振动在饱和 地基中的传播规律，并在此基础上，建立列车引起的地基振动的远场隔振分析理论与方法， 以形成系统的高速列车引起地基振动预测与控制方法。 针对采用桩或土工合成材料加固的路堤，采用车体-轨道-路基耦合动力学研究在高速列车 荷载作用下的动力特性，确定其对地基振动的影响。 研究远场排桩与隔振沟对高速列车引起的地基振动的隔振效果，确定其关键设计参数。 研究高速列车-高架桥-地基系统的振动特性，确定其引起地基振动的影响范围和关键控制 参数。 对于高速列车引起的轮轨噪声研究，采用车体-轨枕-地基耦合分析模型，准确分析高速列 车轨道与枕木产生的噪音以及地基中传播的低频段噪声，提出有效噪声控制措施。 研究列车荷载下高架桥结构的低频噪声产生机理以及控制措施。 引入轮轨切向接触模型，分析轮轨切向作用力对轮轨噪声的影响。
对于有渣轨道，在高速情况下，提 高道渣层厚度能够显著减小钢轨竖 向加速度响应
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
以上研究都把列车荷载模拟成一系列恒载，未能考虑轨道不平顺等因素引起的轮 轨动力作用力对地基振动的影响。在假定轮轨线性接触的情况下，课题组进一步 建立了考虑轨道不平顺等因素的车体-轨道系统-饱和土地基耦合振动模型。
随着列车的运行，轨道产生不平顺将不可避免
高速列车引起的振动与噪声控制
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3.高速列车引起的噪声污染问题
轮轨噪声目前的研究 主要考虑以下三部分：
车轮辐射的噪声 钢轨辐射的噪声 枕木辐射的噪声
高速列车引起的振动与噪声控制
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3.高速列车引起的噪声污染问题
列车引起的轮轨噪声计算模型图
高速列车引起的振动与噪声控制
超过此速度时， 移动效应明显
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
c0=0.2
c0=1.05
当列车低速运行时，列车引起的土体振动较小，在地基中迅速衰减。当列 车运行速度超过临界波速时，土体振动剧烈，且振动在地基中衰减缓慢。
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
高速列车引起的振动与噪声控制
2.
3. 4.
5.
6. 7.
26
谢谢各位专家
高速列车引起的振动与噪声控制
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X(m)
X(m)
Mg=0.5
Mg=1.1
研究表明，高速列车运行速度接近地基的临界波速时会引发马赫效应，导致 车辆和线路的强烈耦合振动。同时，也会导致地基的剧烈振动，且振动影响 范围大大增加。
高速列车引起的振动与噪声控制
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1.研究背景
近几年来，我国在列车产生的噪声控制方面，取得了长足的 进步，但与欧美、日本等国家相比，还存在一定差距，目前， 我国关于高速铁道车辆的噪声标准也正在制定当中。高速列车 产生的噪声主要包括：
京津高速铁路
高速列车引起的振动与噪声控制
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1.研究背景
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25
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高速列车引起的振动与噪声控制
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汇报内容
1.项目研究背景
2.高速列车引起的地基振动与控制
3.高速列车引起的噪声污染问题 4.研究基础
5.建议的研究课题
高速列车引起的振动与噪声控制
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1.项目研究背景
高速列车引起的振动与噪声控制
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1.研究背景
国家将在未来3-5年内，投入2.2万亿，建设18000km的高速铁路，形成新一 轮的国家战略交通建设高潮。列车时速将达到250至300公里，目前已投入运 营的京津城际高速铁路时速高达350公里。随着大量铁路的兴建与列车运行速 度的日益提高，列车运行对周边环境的影响日益增大，高速列车引起的周边 环境振动与噪声污染问题成为一个亟待解决的重要问题。
40% 20% 25% 15%
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2.高速列车引起的地基振动与控制
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
对于高速列车引起的地基振动问题，现有研究主要把土体视为弹性 介质：
c
列车荷载
y x
钢轨 Kelvin地基
z
周华飞等[2004]
Takemiya and Bian[2005]
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
针对高速列车引起地基振动，远场被动隔振的研究主要有：
Karlstrom and Bostrom [2007]
隔振沟隔振 以上研究的主要缺陷为：1.土体为单相介质，不能准确预测高速情况下屏 障的隔振效果。2.没有考虑轮轨不平顺等因素对地基振动的影响。
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3.高速列车引起的噪声污染问题 轮轨噪声方面研究存在的问题：
将地基作为Winkler地基进行考虑，在分析轨道和枕 木振动时会产生很大的误差，从而给分析轮轨产生的 噪声也带来误差。 另外不考虑地基的存在也无法分析由地基传播的低频 振动和噪声。 轮轨切向相互作用是产生轮轨滚动噪声的重要原因之 一，需要予以考虑。 未对高速列车荷载下高架桥结构产生的低频噪声进行 系统研究
饱和土地基
轮轨线性接触模型
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
车辆 系统振动 轮 轨 激 扰
轮对振动
轮轨动态 作用力
动轮 态轨 变关 化系
轨道-地基 系统振动
钢轨振动
车辆-轨道系统-地基动态耦合作用机制
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
c0 =0.2时，轮轨动力作用力在铁路 中心线处引起的地表加速度占土体 总体加速度水平的80%； c0 =0.6时， 占45%； c0 =1.05时，占20%。 分析了列车自重与轮轨动力作用力 引起的地基振动随距离增大的衰减 规律，低速时影响范围较小，超过 临界波速时，影响范围大于30m。
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
列车低速运行时饱和土体与单 相介质位移差别不大
列车高速运行时饱和土体与单相 介质位移差别接近40%
此时，忽略二者的差别将带来很 大误差
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
临界速度时响应 出现峰值
当荷载移动速度超过0.6倍地基 剪切波速时，移动荷载的引起的 位移明显放大，在临界速度处达 到最大值。
以上研究存在的主要问题:Kelvin地基模型与弹性土体模型不能准确 反映高速荷载作用下的地基振动特性。
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制
本课题组引入Biot波动理论，建立了轨道系统-饱和土地基振动分 析模型：
F
*
钢轨 垫圈 轨道板
x
饱和半空间土体
z
板式轨道分析模型
有渣轨道分析模型
高速列车引起的振动与噪声控制
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2.高速列车引起的地基振动与控制 高速列车引起的地基振动与控制方面研究主要存在以下 问题： 对广泛使用的列车-高架桥-饱和土地基系统的振动特 性问题，缺乏合适的分析模型与分析理论。 未对加固后形成复合地基的路堤振动特性进行研究
已有列车振动屏障隔振研究未考虑轮轨不平顺对地基 振动的影响
轮轨噪声与 大地传播的振动和噪声
空气动力学噪声
电气噪声
其它噪声
高速列车引起的振动与噪声控制
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1.研究背景
研究表明，时速240km/h的高速列车其各部 分噪声所占的比重如下： 这是我们关
注的
轮轨噪声与大地传播的振动和噪声 空气动力学噪声 电气噪声 其它噪声
高速列车引起的振动与噪声控制