1、隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，城市高架軌道交通不斷涌現(xiàn)。城市高架軌道交通引起的結(jié)構(gòu)振動以及環(huán)境振動問題日益突出，受到學術(shù)界和工程界的高度重視。本文系統(tǒng)地研究城市高架軌道交通引起的結(jié)構(gòu)振動的發(fā)生機理、在土中的傳播特性及其引起鄰近建筑物的環(huán)境振動效應(yīng)，對保障城市高架軌道交通的安全運營以及減輕其環(huán)境振動影響，具有重要的理論意義和工程價值。主要研究工作和創(chuàng)新成果如下： (1)車輛一軌道一橋梁系統(tǒng)垂向耦合振動分析。建立了車輛一無碴軌道一橋梁系統(tǒng)

2、的垂向隨機振動模型，其中車輛采用10自由度模型；鋼軌視為無限長歐拉梁，以鋼軌下每個混凝土支承塊為基元，建立了軌道的單質(zhì)量(支承塊)兩層(鋼軌一支承塊一結(jié)構(gòu))彈簧的阻尼振動模型；橋梁采用二維梁單元建模；由赫茲非線性彈性接觸理論確定輪軌之間垂向作用力。通過車輛、軌道和橋梁之間相互作用力的耦合，建立了車輛一軌道一橋梁系統(tǒng)垂向耦合振動的運動方程。通過Newmark-β數(shù)值積分方法求解，得到車輛、軌道和橋梁的垂向隨機振動響應(yīng)。 (2)車輛

3、-軌道-橋梁系統(tǒng)的空間耦合振動分析。建立了車輛-無碴軌道-橋梁系統(tǒng)的空間隨機振動模型，其中車輛采用35自由度模型；左右鋼軌視為兩根歐拉梁，對左右軌下支承塊分別建模，彈性扣件、軌下墊層、塊下墊層和橡膠套靴都采用彈簧和阻尼單元進行模擬；橋梁視為空間梁單元；考慮輪軌空間接觸幾何模型以及輪軌法向力和蠕滑力模型。通過車輛、軌道和橋梁之間相互作用力的耦合，建立了車輛-軌道-橋梁系統(tǒng)空間耦合振動的運動方程，并通過新型顯示積分方法進行求解，得到車輛、軌

4、道和橋梁的空間隨機振動響應(yīng)。通過對比相同軌道高低不平順激勵下垂向隨機振動模型和空間隨機振動模型的垂向振動響應(yīng)計算結(jié)果，分析了兩種模型的優(yōu)缺點；還研究了不同的軌道不平順激勵對車輛-軌道-橋梁系統(tǒng)空間耦合振動的影響。 (3)車輛-軌道-橋梁系統(tǒng)空間耦合振動引起的環(huán)境振動分析。建立了土體-建筑物的三維有限元模型，其中土體采用空間八節(jié)點等參元建模，土體的彈塑性本構(gòu)關(guān)系選用摩爾庫侖屈服準則，土體邊界采用粘彈性邊界；建筑物采用空間梁單元模型