随着高速铁路的迅猛发展,国内外相继建成一些具有标志性的高架铁路客运站,已经成为集铁路、地铁、公交、航空等多种交通方式为一体的大型综合交通枢纽工程。目前高架车站多采用“列车-桥梁-站房结构一体化”形式,使得站房候车大厅的支撑立柱直接落在下部站台层的桥梁结构上,高速列车动车组通过时引起的振动直接传递到上部候车厅,上部楼板结构具有跨度大、自重轻、自振频率低等特点,容易在列车高速通过车站时引起候车厅旅客的不舒适感。针对上述情况,本文结合“武广高速铁路联调联试长沙南站振动噪声试验”项目,分析整理了车站振动试验数据后得出振动传播的规律,并采用GB/T 13441.1-2007《机械振动与冲击人体暴露于全身振动的评价第1部分:一般要求》、英国BS 6472-1:2008《建筑物内人体的振动暴露评价指南(0.5～80Hz)》、ISO 2631-2《室内建筑物振动评价标准》以及美国ATC《减小楼板振动设计指南》四种评价标准对高架车站的候车环境进行评价。评价标准不同,楼板振动舒适性结论存在差异。本文改进完善了车-线-桥耦合振动分析程序,在车-线-桥耦合振动分析模型中,加入了无砟轨道模型和弹簧阻尼单元,计入了轨道板自身弹性及轨道板与桥梁之间的连接刚度和阻尼,改进了现有的无砟轨道结构动力分析模型。改进后的程序能够适用于车辆-无砟轨道-站房结构的耦合振动分析以及轨道、桥梁结构的减振优化分析,丰富了仿真程序的分析功能,弥补了以往车-线-桥耦合动力分析程序不能对结构进行减振分析的不足,为大型复杂高架车站动力学响应分析和减振方案评估提供了手段。本文以武广高速铁路长沙南站为研究背景,应用车辆-无砟轨道-站房结构耦合振动分析程序对高架车站站房结构模型进行了仿真计算,并与现场实测结果进行了比较。修正计算参数使仿真计算结果与现场实测结果吻合较好,验证了理论模型和程序。应用计算模型,分析了不同车速、车型、单双线行车、轨道支承刚度、轨道不平顺等因素对高架车站振动的影响。采用非线性拟合方法,对影响车站振动的因素进行了单因素拟合,并在此基础上对多因素影响下的车站振动进行理论分析。提出了使用振动加速度幅值作为评价楼板振动舒适度指标的建议。通过理论分析得到了高速列车运行和人行走引起的高架车站候车厅楼板的峰值加速度。在德国DIN4150规范的基础上,推导了楼板峰值加速度的限值,并针对长沙南站候车厅的振动进行了评价。结合长沙南站现场振动试验和京沪高速铁路高架车站的结构形式,提出了高架车站的楼板振动加速度建议限值,即高速铁路中的高架车站楼板峰值加速度不宜超过0.4 m/s2。长沙南站候车厅正线桥梁未与站房结构分离,通过正线桥墩以及桥墩上的站台立柱直接将振动传递至候车厅,引起候车厅楼板的振动。在主体站房结构不做大改动的前提下,本文设计了3种轨道结构和1种桥梁结构的减振优化方案,依次为:①将地铁中应用广泛的钢弹簧浮置板引入高速铁路轨道结构中,并对其横向和纵向进行限位,可以使候车厅楼板振动减小25%;②提高轨下胶垫的弹性,轨下胶垫的静刚度宜在16.7 kN/mm～58 kN/mm之间,当静刚度最小取16.7 kN/mm时,可使候车厅楼板振动减小13%;③在轨道板下铺设橡胶垫层,提高轨道板的弹性,即为减振型轨道板,候车厅楼板振动减小约10%;④在桥梁跨中位置采用MTMD减振,桥梁跨中振动可以减小35%,候车厅楼板振动减小约10%。第一种浮置板方案虽然减振效果明显,但其工程造价较高,而且高速列车车速较高,轨道减振后增加了车体的振动,后三种方案的减振效果相当。考虑到无缝线路的稳定性以及实际可操作性,建议采用轨道板下铺设橡胶垫层的减振方案,该方案不仅造价低,而且日常养护维修较为简单易行。