钢弹簧浮置板轨道结构作为目前减振效果最好的一种轨道形式,在全国各大中城市地铁工程中广泛应用,它能有效降低列车的振动效应,从而减小对地表环境振动的影响,为了使该轨道形式达到最佳的减振降噪效果,有必要对该轨道形式进行力学性能分析。本文以杭州地铁一号线一段钢弹簧浮置板轨道为研究背景,利用有限元软件ANSYS选择合适的单元和参数建立四种轨道模型,即曲线段钢弹簧浮置板轨道、直线段钢弹簧浮置板轨道、普通整体道床、轨道-隧道-土体有限元模型。本文重点研究了浮置板轨道系统固有频率的影响因素,浮置板轨道的振动传递特性以及对地表环境的影响。具体内容如下:建立浮置板有限元模型,研究受到静力作用时,轨道的变形和应力分布情况,同时讨论了各个参数的影响规律;分析在有无剪力铰的情况下,板块之间的位移情况。研究表明,钢弹簧刚度对系统的位移与应力分布有很大的影响,剪力铰可以有效地避免板块之间的“错台”。针对建立好的模型,通过模态分析得到浮置板轨道系统的固有频率和阵型,然后讨论各个参数对系统固有频率的影响,给出合理的取值范围或建议。研究表明,钢弹簧刚度、钢弹簧间距、浮置板密度和浮置板板块长度是影响系统固有频率大小的重要参数。利用建立好的模型,通过谐响应分析轨道的振动传递特性,首先分析了直线段轨道和曲线段轨道的区别,分析不同线型下的各个响应的规律;然后研究不同参数对系统隔振和激振力衰减的影响,结合实际情况给出合理的参数取值或建议。研究表明,钢弹簧刚度、钢弹簧间距和钢弹簧阻尼是影响系统隔振效果的重要参数。利用轨道-隧道-土体有限元模型,模拟列车荷载通过轨道时对地表振动的影响,通过和普通轨道对比得出浮置板轨道的减振优势所在;最后分析不同参数下轨道垂向和地表横向振动的衰减规律,结合前几章知识给出合理的参数取值范围以及建议。研究表明,钢弹簧刚度、钢弹簧阻尼、钢弹簧间距和隧道的埋置深度是影响振动衰减的重要参数。