Page 208 - 《振动工程学报》2025年第8期

第 38 卷第 8 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 38 No. 8
2025 年 8 月 Journal of Vibration Engineering Aug. 2025

地铁振源⁃传播路径协同控制全频段环境振动

方法研究

谭新宇 ， 姜博龙 ， 刘冀钊 ， 齐春雨 ， 左汉文 ， 陈江雪 1
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（1. 中国铁路设计集团有限公司城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程研究中心，天津 300308；
2. 中国电子工程设计院有限公司，北京 100142）
摘要: 地铁采用钢弹簧浮置板轨道降低对沿线敏感目标的环境振动影响，但在固有频率处存在振动放大问题。为降低浮置板
轨道固有频率处振动放大对周围环境的负面影响，本文基于周期结构带隙理论提出低频隔振排桩结构以及考虑频率匹配的地
铁振源‑传播路径协同控制全频段环境振动方法，通过建立三维地铁列车‑浮置板轨道耦合频域解析模型及三维道床‑隧道‑土
层‑排桩有限元模型分析该方法对车致环境振动的控制效果。研究表明：针对浮置板轨道固有频率设计的周期性排桩带隙范
围为 7~9 Hz，可使地表拾振点处在浮置板固有频率附近频段的振动加速度级降低 4~7 dB，消除了轨道固有频率处振动放大
的不利影响；相比普通轨道，地铁振源‑传播路径协同的环境振动控制方法有效降低了地表拾振点处全频段的振动水平，具有
良好的车致环境振动控制效果。
关键词: 地铁； 浮置板轨道； 局域共振型排桩； 综合减隔振； 带隙
中图分类号: TB535； TU473 文献标志码: A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004‑4523.202401008

Full frequency band control method of environmental vibration based on
the coordination of metro vibration source and propagation path

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TAN Xinyu ， JIANG Bolong ， LIU Jizhao ， QI Chunyu ， ZUO Hanwen ， CHEN Jiangxue 1
（1.National Engineering Research Center for Digital Construction and Evaluation Technology of Urban Rail Transit，
China Railway Design Corporation， Tianjin 300308， China；
2.China Electronics Engineering Design Institute Corporation， Beijing 100142， China）
Abstract: Steel spring floating slab tracks are equipped to reduce the vibration impact on precision instruments along the metro
lines， but the ground vibration would be amplified at the natural frequency of the tracks. In order to address the negative impact of
natural frequency vibration amplification on the surrounding environment of floating slab track， a full frequency control method con‑
sidering frequency matching for environmental vibration in collaboration with metro vibration sources and propagation paths is pro‑
posed， which is based on the theory of periodic structure bandgap structure. The effectiveness of this method is analyzed by estab‑
lishing a three-dimensional metro train-floating slab track coupling model and a finite element analysis model of track bed-tunnel-
soil-row piles. The research results show that the ground vibration can be reduced about 4~7 dB at the natural frequency of the
floating slab track plate by adjusting the band gap range of periodic pile to 7~9 Hz， eliminating the adverse effect of vibration ampli‑
fication at the natural frequency of the track. Compared to ordinary tracks， the environmental vibration comprehensive control meth‑
od proposed in this article has good vibration control effects and can effectively reduce the vibration level of sensitive points on the
ground in the full frequency range.

Keywords: metro； floating slab track； local resonance row piles； comprehensive vibration isolation； band gap

城市轨道交通的迅猛发展与精密仪器的规模化 用间的矛盾愈发突出，地铁运行可能对精密仪器的
应用是中国目前经济社会快速发展的重要标志。与 正常使用产生较大影响，而地铁改线往往要付出较
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此同时，城市轨道交通振动问题与精密仪器正常使 大的时间成本和经济代价 。浮置板轨道作为最高
收稿日期: 2024‑01‑05； 修订日期: 2024‑04‑11
基金项目: 天津市科技计划项目（22JCQNJC01710）；国家自然科学基金资助项目（52178404）；北京市自然科学基金‑丰台
轨道交通前沿研究联合基金资助项目（L231022）