综合交通枢纽站内环境噪声水平直接影响工作人员和旅客的舒适性，关系着铁路站区综合开发的可持续发展。以某综合交通枢纽为工程背景，实测了站内不同结构层的声压级水平，并进行时域和频域分析，研究了不同类型列车和地铁进出站对站台、候车厅环境噪声的影响。得到以下结论：（1）站台层小时等效声级为65.4dBA-70.2dBA。候车厅高峰时间段小时等效声级为72.8dBA，相对于平峰时段高出4.6dBA，40-200Hz频段范围内噪声实测高于舒适度限值。（2）不同类型列车进出站引起的站台层噪声响应存在最大声压级和响应时间的差异，但频谱响应的优势频段均为400-2500Hz。（3）列车制动进站过程，站台层、候车大厅的低频噪声响应基本不变，列车轮轨碰撞、制动等引起的较高频段的噪声响应迅速增强，主频向高频移动。其中站台层等效A声级为73.8dBA，候车大厅为75.3dBA。（4）随着与列车通行线路中心线距离的增大，站台关键点噪声响应呈现对数形式的衰减。（5）地铁的通行，对候车大厅的噪声环境影响不大。
随着箱梁结构在高速铁路中的广泛应用，其引起的结构振动和噪声问题日益受到关注。本文以京沪高速铁路32m简支箱梁为研究对象，首先建立高架轨道箱梁结构声学计算模型，该模型利用一1/10缩尺模型的仿真与实测结果验证，再通过建立高速列车-轨道耦合动力学模型计算作用箱梁结构上的作用力，并以此作为荷载边界条件施加于箱梁有限元模型上，计算箱梁结构的振动响应。最后，将箱梁结构振动响应作为声学边界条件，采用间接边界元法分析支座刚度对箱梁结构声辐射衰减规律的影响。研究结果表明：在3种不同刚度支座条件下，梁体声功率辐射影响主要集中在1～48Hz，支座刚度越大，声功率辐射值及峰值越小。箱梁最大声压级主要集中在1～20Hz；各场点声压级变化与声功率变化趋势较为接近；三种支座在相同场点的声压级变化趋势较为接近，但支座刚度越大，声压级越小；在同一场点，支座刚度越大，声压级峰值越小。在48～100Hz内，支座刚度值对梁体的声功率辐射及场点声压级大小影响不大。
列车车轮多边形是铁路车辆中最常见的一种车轮失圆形态。车轮多边形是车轮沿圆周方向出现不平顺的现象，能够引发轮轨冲击荷载，从而对轨道结构各部件产生严重影响。本文基于有限元法建立了“车体-多边形化车轮-轨道”耦合系统动力学有限元模型，研究了不同波深、车速和多边形阶数对轮轨力及轨道结构动力响应的影响。最后，将实测数据进行拟合，得到锯齿波函数，实现对多边形车轮的有效识别。
对大型综合交通枢纽车站—南昌西站进行模型仿真，从时域和频域的角度分析地铁列车激励下南昌西站的振动特性。研究地铁2号线在不同行驶速度、不同隧道埋深工况下的振动传播规律及频率分布特点，并结合振动控制标准对环境振动进行评价。研究结果表明，在地铁列车荷载作用下，综合枢纽车站的振动幅值随着振源距离增大而减小；在距离轨道中心线20 m～40 m的区域出现振动放大区，振动放大效应对轨道层与楼板层的响应影响较大，对商业夹层的影响小，车站不同结构层的振动频率分布特性基本一致，主要集中在10 Hz～60 Hz范围内，但是随着高度的增大,结构层的高频成分衰减较快；车站结构横向振动水平总体上比垂向振动小，但两者处于同一量级，甚至在部分频率范围内比垂向振动大。
为研究现代有轨电车诱发的大地振动传播规律，在总结基于SIMPACK软件实现轮轨耦合方法的基础上，提出一种实现轮轨耦合仿真的改进方法，并应用该方法建立现代有轨电车-无砟轨道-大地的3维耦合振动分析模型，对有轨电车诱发的大地振动特性进行分析。结果表明：研究由有轨电车诱发的大地振动时，应重点关注竖向振动情况；随着距振源距离的增大，较大的峰值频率减小，且主频由30.6 Hz变为6.3 Hz，这与大地振动的频散特性相关；大地表面振动在6.3 Hz时衰减最慢，且会出现“振动放大”现象；该轮轨耦合方法既可用于车辆与大地间的耦合，又可用于车辆与桥梁或者其他轨道结构间的耦合。
综合交通枢纽车站是一种新型建筑物，由于列车运动对建筑物振动的影响是一个复杂的过程，目前对客运站振动舒适性的分析和评价没有统一的方法和标准，有必要对综合交通枢纽车站的振动特性与舒适度进行研究。首先，汇总相关标准，得到不同国家的振动标准评价量，比较选取适合综合枢纽车站的评价标准，以南昌西站站房结构为例，对其进行模态分析、谐响应分析，提取车站不同结构层关键点的振动响应，研究其位移导纳、速度导纳、加速度导纳 随着频率的变化，研究结果表明车站处于上柔下刚的结构体系，纵向刚度小于横向、竖向刚度，实际工程中应注意结构的纵向稳定性问题，在谐响应荷载的作用下，结构整体处于1 Hz～20 Hz 的低频振动，不同结构层的响应敏感频率不同，根据其自振频率研究振动舒适度问题，最终综合德国标准与烦恼率模型得到的新的振动限值，为后期综合交通枢纽舒适度评价提供参考。
以箱梁模型为实验对象，使用一种基于预实验分析的方法对箱梁模型进行模态识别。首先，在有限元模型模态分析结果的基础上，利用预实验分析确定合理的布点方案及最优激励点；再由预实验分析结果，采用激振器法对自由支撑的箱梁模型进行模态识别；最后，将实验模态与有限元模态进行相关性分析，以验证实验模态数据的可信性。实验结果表明，识别的四阶模态频率值与有限元分析结果在10 %以内，前三阶在5 %以内；与有限元模态相关性分析表明，实验测得的模态数据与有限元结果相似度高，尤其是对应前两阶模态振型相关性高达90 %以上。
以箱梁模型为实验对象，使用一种基于预实验分析的方法对箱梁模型进行模态识别。首先，在有限元模型模态分析结果的基础上，利用预实验分析确定合理的布点方案及最优激励点；再由预实验分析结果，采用激振器法对自由支撑的箱梁模型进行模态识别；最后，将实验模态与有限元模态进行相关性分析，以验证实验模态数据的可信性。实验结果表明，识别的四阶模态频率值与有限元分析结果在 10%以内，前三阶在 5%以内；与有限元模态相关性分析表明，实验测得的模态数据与有限元结果相似度高，尤其是对应前两阶模态振型相关性高达 90%以上。
针对“站桥合一”的大型综合交通枢纽工程，研究在不同行车速度和不同线路工况下候车厅楼板以及大跨度悬挑结构的振动响应传递规律，研究列车高速过站时站房结构的动力响应，分析客运站各个楼层的动力响应规律、车致振动在客运站内的传播衰减规律。首先，以南昌西站站房结构为例，利用无砟轨道双层梁模型对轮轨力进行数值模拟，采用有限元法建立列车-轨道-站房耦合系统整体动力学分析模型，在有限元模型上施加不同工况的列车荷载，研究结果表明正线列车所致振动响应远小于到发线列车所致振动响应，双线行车所致振动响应约为单线行车的两倍，车致振动沿着与线路垂直方向和楼层高度方向快速衰减，车致振动沿着框架柱传递振动响应，但是轴柱中心线的振动响应小于跨中的振动响应。车致振动响应沿着高度方向呈现指数衰减。车致振动响应的垂向振动、横向振动存在量级上的差异，因此综合交通枢纽车站的振动舒适度问题可以主要关注竖向振动。
基于多体动力学原理与有限元法，利用多体动力学软件Simpack建立三维车-轨-桥耦合振动仿真模型，对列车过桥时U型梁及轨道结构竖向和横向振动进行分析，研究扣件、板下弹性支承与桥梁支座参数对U型梁和轨道结构振动的影响，给出各参数合理取值范围。研究结果表明：列车以80 km/h的速度过桥时，1阶模态对U型梁局部振动贡献最大，且在轨道不平顺激励下，容易激发高阶模态，致使U型梁局部振动加剧；U型梁翼缘处横向振动不容忽视，且应重点关注钢轨与轨道板的竖向振动；增大扣件刚度可明显减小钢轨变形，但过大的扣件刚度会使轨道板和U梁振动加剧，建议扣件竖向刚度取值范围为20 MN/m～50 MN/m；增大板下弹性支承刚度可明显减小轨道板及钢轨的竖向变形，但过大的刚度将削弱轨道弹性，不利于减振，建议板下弹性支承竖向刚度取值范围为1.0×103 MN/m～1.5×103 MN/m；支座刚度在一定范围内增大可减小U梁、轨道板和钢轨的振动，但过大的刚度反而会使振动加剧，建议支座竖向刚度取值范围为3×103 MN/m～4×103 MN/m。
随着高架桥梁在轨道交通中的广泛应用，轨道交通引起的桥梁结构振动与噪声问题越来越引起人们的关注。以常见的无砟轨道-箱梁结构为研究对象，考虑常用的扣件、桥梁支座及CA砂浆性能参数，基于轨道和桥梁振动理论建立钢轨-轨道板-CA砂浆层-基座-桥梁系统空间实体振动分析模型，以轨道和桥梁结构的位移导纳为考核指标，分析振动在无砟轨道-箱梁结构中的传递，研究各关键参数对振动衰减的影响。计算结果表明：高速列车运行引起的10 Hz以内的低频振动衰减较慢，10 Hz以上的振动随着频率的增加衰减速度逐渐加快；桥梁腹板10 Hz以内的横向振动幅值约为竖向振动的10 %，10 Hz以上两者振动水平相当；桥梁支座对桥梁结构低频振动有一定减振作用，而弹性扣件对中高频的桥梁结构振动有减振作用，CA砂浆层刚度对桥梁结构的振动影响较小；低刚度扣件减小桥梁振动的同时，会加剧较高频率的钢轨振动。计算及分析结果可为高速铁路桥梁结构的减振降噪设计提供参考。
地下列车的轮轨力应变信号在采集过程中，会受到城市上部各种交通车辆、噪声，以及列车车轮磨耗、轨面不平顺等诸多因素的影响。采集的轮轨力信号将失去其准确性。针对轮轨力应变信号中存在的随机白噪声，以及在 EMD分解过程中出现模态混叠的问题，提出一种改进的信号处理方法，该方法是一种小波包降噪算法与 EMD解相关算法相结合的数据处理方法，能够同时有效抑制模态混叠现象和消除噪声干扰。运用改进的信号处理方法对仿真信号和实测的地下列车轮轨力信号进行处理分析。研究结果表明：该改进的数据处理方法能有效地消除轮轨力在采集过程中随机白噪声的干扰和抑制模态的混叠。对有效地识别轮轨力真实信号具有重要的实际意义。
由高架箱梁振动产生的桥梁结构噪声是高架线路辐射噪声的重要组成部分。从理论与现场实测两方面研究列车通过时高架轨道箱梁的振动特性。首先利用有限元法建立城市轨道交通高架简支箱梁的三维振动分析模型，分别计算列车以速度为60 km/h、80 km/h、100 km/h和120 km/h通过时，高架轨道箱梁结构的动力响应。将理论模型的计算结果与实测结果进行对比，发现理论模型计算结果和试验分析结果在20 Hz至400 Hz基本上保持一致，最大误差为9.6 dB，说明计算模型满足一定的精度要求。理论模型时域分析的结果表明：同一辆列车经过时各测点振幅值随车速的提高而增大；不同类型列车以相同速度通过时，由于车辆-轨道的耦合作用，列车对轨道和桥梁的冲击作用不同。模态分析结果表明，固有频率高于10 Hz时箱梁振动模态开始呈现截面变形，且随着频率增加，箱梁结构振动形式逐渐表现为构件的弯曲振动。频域分析结果表明，钢轨、轨道板、桥面板、翼缘、腹板和梁底板的振动水平分别为140 dB 至160 dB、110 dB 至120 dB、110 dB 至120 dB、115 dB 至130 dB、110 dB 至125 dB和105 dB 至115 dB，振动幅值随车速的提高而增大。
运用有限元法建立车辆-轨道非线性耦合系统振动分析模型，该模型包含车辆、轨道两个子系统，其中车辆子系统为附有二系弹簧的整车模型，轨道结构子系统为离散的三层弹性梁模型。两子系统通过轮轨非线性接触力和位移协调条件实现耦合。针对车辆-轨道非线性耦合系统动力学方程提出了交叉迭代算法。为加速迭代收敛速度，引入松弛法对轮轨接触力进行修正。为证明算法的正确性，进行了算例验证。同时还给出了CRH3高速动车在有砟轨道上运行时引起车辆和轨道振动的实例，分析中考虑了轮轨线性和非线性接触及不同列车速度对车辆和轨道结构振动的影响。计算结果表明交叉迭代算法具有程序编制简单、收敛速度快、用时少、精度高的优点；采用轮轨线性接触模型得到的车辆和轨道结构的动力响应比轮轨非线性接触模型得到的结果要大，其中位移、加速度最大值和振幅增大范围约在15 %以内，轮轨接触力最大值和振幅增大范围约在5 %以内。
轮轨力应变信号在采集过程中，由于噪声干扰的存在，将严重影响所采集数据的准确性。针对轮轨力应变信号中存在的基线漂移和随机白噪声，提出基于小波变换的去噪方法：采用db 6小波基，根据小波多分辨率分析理论，以大尺度分解的逼近分量估计基线漂移成分，从而消除基线漂移；对于随机白噪声则是运用小波阈值去噪法，先根据离散有限序列的自相关函数确定小波分解的最优分解层数，然后采用最小最大阈值以及硬阈值函数，从而实现对白噪声的滤除。仿真与实测数据分析都表明该去噪法能达到比较理想的效果。
列车速度的提高和轴重的增加，使得轮轨之间的相互作用更加激烈，铁路运输的安全形势更加严峻。实现轮轨力的连续测试对于评价车辆运行的安全性和稳定性具有重要的意义。建立钢轨的有限元模型，通过在钢轨顶面施加移动荷载，了解轨腰中和轴 YZ方向应变的变化规律，找出适合粘贴应变片的位置，确定轮轨垂向力连续测量的方案。在实验室加载得出的结果与仿真的结果相比具有相同的变化规律，验证了连续测量方案的可行性。
在地铁的地下连续墙施工过程中，施工机械产生的环境振动会影响周边居民的工作生活，并对文物保护建筑的健康造成威胁。选取南昌地铁1号线子固路站—八一馆站区间为测试地点，针对地下连续墙施工常用的两种施工机械（冲击钻和成槽机）进行了地面振动的现场实测，分析了施工过程中两种施工机械引起地面振动的特性和传播衰减规律。分析表明，成槽机施工过程中产生振动较小，可用于对振动敏感的建筑物周边的施工。冲击钻会产生较大振动，距离振源60 m范围内的建筑物需要考虑环境振动问题，在施工方案制定前应评估其对周边建筑物和居民生活的影响。
以南昌市八一广场地铁旁的一个古建筑物为研究对象，通过建立包含4孔隧道的轨道—隧道—大地—建筑物三维有限元模型，进行模态分析和瞬态动力学分析。计算1、2号线单独运行及1、2号线同时运行三种情况下的建筑物振动。结果表明：埋深较浅的2号线对建筑物振动影响较大；只有当1号线和2号线同时运行时，建筑物振动才会超过限值，但超标量不大；随楼层上升，建筑物水平振动呈减小趋势，但在顶层却有最大值。
以南昌地铁1号线八一广场段为工程背景，对轨道—隧道—大地的三维有限元模型进行动力学分析。分别建立三种道床模型：整体道床、弹性支承块道床和钢弹簧浮置板道床。以振动加速度、1/3倍频程振动加速度级和Z振级作为评价指标，比较不同轨道结构下隧道壁及地面的振动响应。随之减振道床支承刚度的变化，分析道床的自振频率对减振效果的影响。计算表明：列车引起的地面振动主频在40 Hz附近；减振道床的自振频率对减振效果有较大影响；钢弹簧浮置板道床减振效果明显优于弹性支承块道床。
建立铁路交通引起的大地及敏感点振动分析模型，该数值计算模型由两部分组成，包括车辆-轨道-路基-大地耦合系统动力分析模型和大地-隔振屏障-建筑物耦合系统动力分析模型，运用大型通用有限元软件ANSYS对新型沟屏障的隔振效果进行分析，新型沟屏障包括梯形、倒梯形、三角型、倒三角形等，并将新型沟屏障的隔振效果和传统型式的沟屏障进行对比分析。结果表明：新型沟屏障的隔振效果优于传统沟屏障，表明可以通过改变沟屏障形状达到增加屏障隔振效果的目的，这是一项有益的探索。
首先通过现场测试的方法对铁路线附近建筑物的振动特性、建筑物振动的传播规律及其影响因素进行了研究，然后建立了列车大地隔振沟建筑物耦合动力分析模型，对隔振沟的沟深、沟长、沟到建筑物的距离和填充材料等四种结构参数对隔振效果的影响进行了分析。结果表明：列车引发的建筑物振动属于低频振动，建筑物结构对高频振动具有衰减的作用；振动随列车速度的提升而增大，随列车编组的加长而增大，随列车轴重的增加而增大；建筑物的振动水平随楼层的上升呈曲折分布；隔振沟的沟深、沟长、沟与建筑物之间的距离以及填充材料的变化对建筑物楼板的振动都有比较大的影响。
对国内标准客车车轮外侧表面进行约束型阻尼处理，设计了6种阻尼车轮结构型式。在NSYS中建立标准车轮和阻尼车轮的实体模型，分别分析了阻尼层的厚度、约束层的材料和厚度对阻尼车轮减振效果的影响，用有限单元法计算了6种阻尼车轮的结构损耗因子。分析结果表明，阻尼层、约束层的厚度越厚，阻尼车轮的减振效果越好，敷设钢质约束层的阻尼车轮的减振效果要明显好于敷设铝质约束层的阻尼车轮；阻尼车轮的结构损耗因子较标准车轮有大幅度的提高，在1500Hz以上频段，各阻尼车轮的结构损耗因子绝大多数都在0.003以上。
