一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法技术

本发明专利技术提供了一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法，涉及轨道交通环境振动预测和控制技术领域，包括以下步骤：获取轨道交通沿线实时振动数据；建立轨道交通线路沿线建筑物振动特征数据库；建立列车‑轨道模型；建立隧道‑土壤分层模型；建立建筑结构模型；建立智能振动预测和控制全链条模型；生成可视化新建轨道交通线路沿线振动地图；获取新建轨道交通线路沿线振动控制数据，规划最佳列车振动控制策略；计算采取最佳振动控制策略后的建筑内分频振动加速度级曲线。本发明专利技术能在频域上快速而精确地为轨道交通沿线振动情况做出评价并提供有效且有性价比的振动控制策略，扩展计算方法的适用范围，提高计算效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于轨道交通环境振动预测和控制，具体涉及一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法。

技术介绍

1、随着现代城市的快速发展，轨道交通系统以其高效准时、运量大、速度快等特点成为城市公共交通体系中不可或缺的一部分。同时，在轨道交通沿线周边进行综合土地开发，有效协调了轨道交通设施与周边用地的关系，优化了轨道沿线城市功能布局。然而，列车运行引起的环境振动不可避免地对人们日常生活产生影响。

2、列车引起的振动主要以波的形式向外部传递，经由轨道结构、隧道结构和土体等介质的传递后，再经由土体与建筑基础耦合传递到建筑物内部，造成建筑内人们的振动烦扰，因此需要对振动进行控制。振动控制的关键在于根据列车振动在不同传递介质内的频率特征，通过在振源、传播路径和建筑物中采取控制措施调谐振动特征频率，进行有效的频率规划。在此过程中，需要综合考虑列车运行状态、轨道结构形式、土体参数、土与结构的耦合损失和建筑结构形式等多门类多要素的大量数据。

3、目前，建筑内列车振动控制措施效果的计算方法主要包括经验公式法、数值模拟法和解析法。随着轨道交通周边土本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法，其特征在于，步骤S1中获取不同工况下轨道交通沿线实时振动数据，包括钢轨、轨道板、隧道壁和场地土，以及建筑结构柱、梁和板的振动加速度数据；数据采集系统由IEPE压电式加速度传感器和多通道高精度综合采集系统组成，并配置5G路由器，数据通过5G网络传输至云平台，云平台接收从采集系统上传的振动加速度数据。

3.根据权利要求2中所述的一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法，其特征在于，步骤S2中列车振动...

【技术特征摘要】

1.一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法，其特征在于，步骤s1中获取不同工况下轨道交通沿线实时振动数据，包括钢轨、轨道板、隧道壁和场地土，以及建筑结构柱、梁和板的振动加速度数据；数据采集系统由iepe压电式加速度传感器和多通道高精度综合采集系统组成，并配置5g路由器，数据通过5g网络传输至云平台，云平台接收从采集系统上传的振动加速度数据。

3.根据权利要求2中所述的一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法，其特征在于，步骤s2中列车振动数据处理方法由数据识别和数据处理组成；数据识别根据列车振动的时域信号和频域信号特征，区分并识别列车振动信号；数据处理基于傅里叶变换，进行处理后得到三分之一倍频程下的分频振动加速度级以及z振级；轨道交通线路沿线建筑物振动特征数据库由钢轨、道床、隧道、列车车速和振动控制措施等特征数据组成，并基于分频振动加速度级和z振级，总结归纳不同工况下的建筑物频率特征和振动水平；振动加速度级和z振级的表达式分别为：

4.根据权利要求3中所述的一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法，其特征在于，步骤s3中列车结构的计算参数包括机车和拖车的车体质量mc、转向架质量mt、轮对质量mw、车体和转向架质心转动惯量jc和jt、一系和二系悬挂的刚度和阻尼kjs，kjp，cjs，cjp，以及对应的车辆长度ljt和车辆定距lj1、转向架轴距lj2；列车模型由多辆机车和拖车组成，每一个车辆为多刚体弹簧、阻尼系统，考虑了十个自由度，包括车身和转向架的沉浮和点头运动，以及四个轮对的沉浮运动；车辆之间的相对位移和相互作用忽略不计；轨道结构的计算参数包括钢轨弹性模量er，钢轨质心惯性矩ir，钢轨单位长度质量mr，钢轨横截面积ar；轨道板弹性模量es，轨道板密度ρs，轨道板质心惯性矩is，轨道板宽度bs和厚度hs；扣件刚度krs和阻尼系数crs；轨道模型由钢轨和轨道板构成，其中钢轨由伯努利欧拉梁单元构成，轨道板由弹性薄板单元构成；钢轨和轨道板通过等效为弹簧和阻尼器的扣件进行连接；列车轨道接触关系采用赫兹非线性接触理论；

5.根据权利要求4中所述的一种基于频率规划的列车运行引起建筑振动控制计算方法，其特征在于，步骤s4中隧道结构的计算参数包括隧道直径dt，隧道密度ρt，隧道弹性模量et，隧道厚度ht；土壤分层计算参数包含土壤分层的计算参数包括土壤分层厚度ts、密度ρs、弹性模量es和动泊松比υs；隧道-土壤分层模型假设为一个在z轴方向无限长的弹性体，沿z轴方向结构的几何形状和材料性质不变，对结构的横截面进行有限元离散；在进行计算时，首先采用双重傅里叶变换获取断面各节点在频率-波数域内的响应，随后通过傅里叶反变换得到系统的实际响应；

6.根据权利要求5中所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹超，邱逸涛，何玲姗，姜博龙，何超，夏卫，孙浩，田力，姜朔，蔡文枫，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：