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摘要
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2 000 m、5 000 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。
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单位同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司
