同向竖曲线车线共振及降振措施

为提升旧路改造工程中常用的线形同向竖曲线线形质量,在受力分析的基础上,将线形参数、平整度纳入“人-车-路”动力学模型。以半径2000 m、5000 m同向凹曲线为算例,采用Newmark-β法编制程序计算,从运动、力学角度,分析表明线形变化是引起车线共振的形成原因,并采用加速度峰值等振动指标和汽车振动感知标准,总结了车线共振特征结构,确定了线形内的共振区和稳定区范围。对竖曲线形态、行驶方向以及同向竖曲线半径和间距等影响因素进行计算分析,找出同向竖曲线产生较强车线共振的二种线形工况:不对称竖曲线各半径的曲线小度小于3 s行程时,将形成耦合共振区;同向竖曲线间直坡长度小于3 s行程时,也产生耦合共振区。总结计算分析成果,确定同向竖曲线车线共振的主要影响因素是竖曲线半径、半径差以及短的曲线长度和曲线间直坡长度,这也是影响行车服务性能的主要因素。从降低车线共振角度,采用七次抛物线作为缓和竖曲线,同向竖曲线增设缓和竖曲线降振效果显著,加速度振动峰值、均方根下降到原来的3.5%以内,远小于振动感知阈值。考查纵断面线形与平整度耦合振动工况,增设缓和竖曲线,对比直坡状态下的人体加速度均方根接近1,基本消除了线形对行车舒适性的影响,接近“人-车-路”系统要求的理想平面状态。