(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221081073 5.5 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 中建研科技股份有限公司 地址 100013 北京市朝阳区北三环东路3 0 号 申请人 中国建筑科学研究院有限公司 (72)发明人 刘枫　张高明　何连华　岳煜斐　 颜锋　申朝旭　 (74)专利代理 机构 北京亿腾知识产权代理事务 所(普通合伙) 11309 专利代理师 陈霁 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01)G06F 17/12(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种车致振动影响 分析方法 (57)摘要 本发明涉及一种车致振动影响分析方法， 所 述分析方法考虑轮轨与列车风的共同激励作用， 所述分析方法包括： 建立轮轨 ‑承轨结构 的力学 模型， 得到轮轨对承轨各节点的激励时程； 建立 列车风空气动力学计算模型， 得到列车风对建筑 结构动力作用的激励时程； 建立轨行区结构 ‑上 部建筑结构的整体力学计算模型， 分别输入所述 轮轨对承轨各节点的激励时程和所述列车风对 建筑结构动力作用的激励时程， 分析得到建筑结 构各部分的动力响应。 本发明所提供的一种车致 振动影响分析方法， 同时考虑轮轨与列车风的激 励作用， 解决了以往研究忽略列车风对结构振动 影响的问题。 权利要求书1页 说明书14页 附图6页 CN 115186343 A 2022.10.14 CN 115186343 A 1.一种车致振动影响分析方法， 其特征在于， 所述分析方法考虑轮轨与列车风的共同 激励作用， 所述分析 方法包括： 建立轮轨 ‑承轨结构的力学模型， 得到轮轨对 承轨各节点的激励时程； 建立列车风空气动力学计算模型， 得到列车风对建筑结构动力作用的激励时程； 建立轨行区结构 ‑上部建筑结构的整体力学计算模型， 分别输入所述轮轨对承轨各节 点的激励时程和所述列车风对建筑结构动力作用的激励时程， 分析得到建筑结构各部 分的 动力响应。 2.根据权利要求1所述的分析方法， 其特征在于， 所述建立轮轨 ‑承轨结构的力学模型 包括： 计算整个车辆模型的自由度， 建立车辆动力学模型。 3.根据权利要求1所述的分析方法， 其特征在于， 所述建立轮轨 ‑承轨结构的力学模型 包括： 将各减振措施的力学参数等效成弹簧 ‑阻尼系统， 建立轨道动力学模型。 4.根据权利要求1所述的分析方法， 其特征在于， 所述建立轮轨 ‑承轨结构的力学模型 包括： 分析道岔部分零部件的变截面和非线性力学 特性， 建立道岔动力学模型。 5.根据权利要求1所述的分析方法， 其特征在于， 所述建立轮轨 ‑承轨结构的力学模型 包括： 计算土层的剪切模量和阻尼比， 建立土体 ‑人工边界子模型。 6.根据权利要求1所述的分析方法， 其特征在于， 所述建立轮轨 ‑承轨结构的力学模型 包括： 计算轮轨表面 粗糙度谱， 对轨道不平顺进行 数值模拟。 7.根据权利要求1所述的分析方法， 其特征在于， 所述建立轮轨 ‑承轨结构的力学模型 包括： 计算轮背与钢轨的接触力， 建立车岔相互作用模型。 8.根据权利要求1所述的分析方法， 其特征在于， 所述建立列 车风空气动力学计算模型 包括： 计算列车风激励的控制方程， 建立列车隧道 空气动力学模型。 所述建立控制方程包括： 质量守恒方程、 动量守恒方程、 能量守恒方程、 流体 状态方程。 9.根据权利要求1所述的分析方法， 其特征在于， 所述建立列 车风空气动力学计算模型 包括： 采用Real izable K‑ε两方程模型， 对湍流进行 数值模拟。 10.根据权利要求1所述的分析方法， 其特征在于， 所述建立轨行区结构 ‑上部建筑结构 的整体力学计算模型包括： 采用光滑启动技 术， 初始化列车运行速度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115186343 A 2一种车致振动影响分析方 法 技术领域 [0001]本发明涉及建筑工程科 学技术领域， 特别涉及一种车致振动影响分析 方法。 背景技术 [0002]随着轨道交通的快速发展， 轨道交通的形式日益复杂化和综合化， 轨道交通所造 成的环境振动影响也越来越显著。 列车运行诱发的环境振动， 会通过多种渠道传递至上部 建筑结构， 引发室内产生二次振动， 这可能引起建筑物的结构损伤， 干扰仪器的正常工作， 还可能影响到人们的正常生活。 [0003]列车对建筑结构的振动影响分析是一个十分复杂的问题， 从动力学角度来看主要 包括轮轨不平顺引起的振动激励及列车高速突入轨行区空间引起的列车风压荷载激励。 随 着列车运行速度的提高， 车致振动在整体振动响应中所占的比例变得越来越不可忽视。 特 别是对于采用了共构结构(指共构设计、 共构建设的列车轨行区结构与建筑结构)的大型 交 通枢纽， 高铁列车下穿封闭空间所引起的风压随着列车行驶速度的提高成指数级提高， 此 时列车风所引起的振动在整体车致振动响应中所占的比例也变得不可忽视。 ( “车致振动 ” 是指列车行进所引起的振动， 这个振动包括两部分， 一部分是列车轮轨和轨道碰撞引起的 振动， 叫轮轨激励； 一部分是列车快速穿过隧道引起的空气风压引起的振动， 叫做列车风。 这两种激励共同作用， 引起上部建筑结构振动。 ) [0004]在以往的研究中， 由于列车运行环境或过站车速限制， 往往忽略了列车风对结构 振动的影响， 需要一种同时考虑轮轨与 列车风的共同激励作用的车致振动影响分析 方法。 发明内容 [0005]本发明的目的在于解决现有技 术存在的缺陷。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供了一种车致振动影响分析方法， 所述分析方法考虑 轮轨与列车风的共同激励作用， 所述分析 方法包括以下步骤： [0007]步骤S110， 建立轮轨 ‑承轨结构的力学模型， 得到轮轨对 承轨各节点的激励时程； [0008]步骤S120， 建立列车风空气动力学计算模型， 得到列车风对建筑结构动力作用的 激励时程； [0009]步骤S130， 建立轨行区结构 ‑上部建筑结构的整体力学计算模型， 分别输入所述轮 轨对承轨各节点的激励时程和所述列车风对建筑结构动力作用的激励时程， 分析得到 建筑 结构各部分的动力响应。 [0010]优选地， 所述步骤S110， 还包括， 计算整个车辆模型的自由度， 建立车辆动力学模 型。 [0011]优选地， 所述步骤S110， 还包括， 将各减振措施的力学参数等效成弹簧 ‑阻尼系统， 建立轨道动力学模型。 [0012]优选地， 所述步骤S110， 还包括， 分析道岔部分零部件的变截面和非线性力学特 性， 建立道岔动力学模型。说　明　书 1/14 页 3 CN 115186343 A 3