[发明专利]车辆段上盖的桩柱联构周期分形拓扑减振基础设计方法

说明书

本发明公开了一种车辆段上盖的桩柱联构周期分形拓扑减振基础设计方法，周期分形结构容易产生完全带隙和方向带隙的特点，针对地铁车辆段上盖平台显著频段振动，以地铁车辆段运用库现行建筑结构柱为基础，通过在其周围布置桩基础实现构造周期分形拓扑基础结构，并对桩柱联构周期分形拓扑基础进行带隙计算，通过增加迭代次数、调整当前代桩柱联构周期分形拓扑基础的最末级中心位桩的中心最小间距以及当前代除一级中心位桩之外的其他级中心位桩的桩径，来改进桩柱联构周期分形拓扑基础的带隙特性，使得地铁车辆段上盖平台振动显著频段内出现更多数量和带宽的完全带隙和方向带隙，达到目标频段振动控制的目的。

技术领域

本发明涉及轨道交通减振降噪技术领域，特别是涉及一种车辆段上盖的桩柱联构周期分形拓扑减振基础设计方法。

背景技术

地铁车辆段上盖物业开发可有机融合轨道交通系统和城市布局、响应城市用地集约化号召、开发收益反哺轨道交通建设、有利于轨道交通涵养客流以及提高运营收入等。然而，列车出入库引起的上盖建筑振动以及由振动衍生出来的结构二次噪声问题已成为制约其发展的瓶颈因素之一。地铁车辆段结构型式复杂、影响因素繁多使得其振动噪声难以预测与控制。目前，现有的地铁车辆段振动噪声控制措施主要包括轨道减振、建筑隔振以及路径隔振等。当轨道减振与建筑隔振发挥到极致仍无法解决车辆段上盖振动噪声问题时，路径隔振作为一种补充手段有其不可替代的必要性。基础隔振就是一种典型的路径隔振。

波兰学者Waclaw Sierpinski最早提出分形结构，已应用在光子晶体的带隙特性研究，并有研究发现较高代数的周期分形结构有利于产生方向带隙和完全带隙。受周期结构带隙理论和分形结构理论启发，针对车辆段振动控制难题，可将车辆段桩基础和建筑结构柱进行联合周期分形拓扑设计，从而全面提升其带隙特性，增加方向带隙和完全带隙的数量和带宽，也可进一步减小桩径，综合提升减振效果的同时降低施作成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的车辆段上盖振动噪声制约城市布局的技术缺陷，而提供一种车辆段上盖的桩柱联构周期分形拓扑减振基础设计方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种车辆段上盖的桩柱联构周期分形拓扑减振基础设计方法，包括以下步骤：

步骤1，获取同类型车辆段上盖平台振动和建筑结构柱振动的显著频段，以此频段作为隔振目标频段；

步骤2，提取本车辆段的建筑柱网信息，以所述建筑柱为基础，通过在其周围布置桩基础实现构造周期分形拓扑基础结构；

步骤3，确定第一代桩柱联构周期分形拓扑基础、第二代桩柱联构周期分形拓扑基础的结构形式和参数，所述步骤2的建筑柱作为所述第一代桩柱联构周期分形拓扑基础的一级中心位桩；

步骤4，对第二代桩柱联构周期分形拓扑基础进行频散计算和带隙分析；

步骤5，对步骤4得到的带隙特性进行评价，若带隙分布符合要求，进入步骤6；带隙分布不符合要求，则进入步骤7；

步骤6，确定第二代桩柱联构周期分形拓扑基础结构为最终方案；

步骤7，对步骤3中第二代桩柱联构周期分形拓扑基础的结构形式和参数进行调整，并重复步骤4-步骤6；

或者，在步骤3中逐级增加桩柱联构周期分形拓扑基础的代数至第M代，M为大于等于3的自然数，对第M代桩柱联构周期分形拓扑基础进行频散计算和带隙分析，直至带隙分布符合要求，具体的，先增加桩柱联构周期分形拓扑基础的迭代代数至第三代，并对第三代桩柱联构周期分形拓扑基础进行频散计算和带隙分析，若带隙分布符合要求则采用第三代桩柱联构周期分形拓扑基础为最终方案，若不符合要求则继续增加迭代代数，每增加一个迭代代数，对当前代的桩柱联构周期分形拓扑基础进行频散计算和带隙分析，当带隙分布符合要求时，以当前代的桩柱联构周期分形拓扑基础作为最终方案，当带隙分布不符合要求时，继续增加一个迭代代数；