轨道交通系统对周围建筑物的振动影响_一般
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地铁车辆段列车振动对邻近建筑物影响及隔振措施研究随着我国城市化进程的推进,人口向城市大量聚集,城市建筑愈加密集,不可避免会出现在既有地铁线路旁修建建筑物的情况;同时,随着人民对生活质量的要求逐渐提高,地铁振动对人们日常生活、工作的影响问题愈加凸显。
然而,当前关于地铁车辆段列车振动对邻近建筑物影响及隔振措施方面的研究还不尽完善。
依托于北京某地铁车辆段物业一体化开发项目,新建建筑为地下3层,地上27层,既有地铁为U型槽结构,新建建筑与既有地铁线路间距离约为30m。
通过对新建建筑的现场振动测试,分析了振动在建筑物中的分布情况;继而通过建立车辆-轨道模型及轨道-轨下基础-土体-建筑物三维有限元模型研究了地铁振动在土体及建筑物中的传播规律,提出并论证了空沟、填充沟等隔振措施的隔振效果。
针对本项目,主要得到以下研究成果:(1)通过对建筑物进行现场实测,分析了振动在建筑物各楼层中的分布情况,并对比了数值模拟结果与实测结果,验证了数值模拟方法的正确性;总结了轨道交通环境振动方面的评价标准和指标。
(2)通过建立有限元模型,分析了振动在建筑物中的传播规律:振动随着建筑物楼层变化呈现出一定的波动,随着楼层的增加先逐渐增大再降低,到达22层后又存在一定程度的放大,振动加速度最大值出现在建筑物顶部;建筑物各楼层的振动频谱能量分布基本相同,振动能量主要分布在20~30Hz附近,且只有一个主要振动峰值。
随着建筑物楼层的增加,各楼层分频最大振级的变化趋势为先增大后减小再增大,但总体差异并不显著,变化幅度约为4.47%。
(3)通过数值模拟方法,分析了空沟、填充沟的隔振原理,重点分析了空沟及填充沟的深度(h=5、10、15m)、宽度(w=0.5、1.0、1.5m)等参数对隔振效果的影响。
研究发现采用空沟、填充沟均能达到较好的隔振效果,其深度的变化对于隔振效果的影响较为显著,隔振效果随深度变化呈非线性增长;而宽度的变化对于隔振效果的影响并不明显。
轨道交通系统振动噪声对周边区域环境影响评估随着城市化进程的加速,轨道交通系统成为现代城市不可或缺的交通工具。
然而,随之而来的问题之一是轨道交通系统所产生的振动噪声对周边区域环境的影响。
本文将从振动和噪声两个方面探讨轨道交通系统振动噪声对周边区域环境影响的评估方法和相应的控制措施。
首先,我们需要了解轨道交通系统产生噪声和振动的原因。
轨道交通系统噪声主要来源于列车行驶时与轨道、空气和车体之间的摩擦和空气动力效应。
而振动则是由轮轨交互作用和列车行驶时的震荡力引起的。
在评估轨道交通系统的振动噪声对周边区域环境的影响时,需要考虑以下几个因素。
首先,评估轨道交通系统振动噪声对周边区域环境的影响需要量化噪声和振动的水平。
这可以通过使用专门的测量设备和技术来实现,例如使用噪声传感器和加速度传感器等。
这些设备可以帮助我们准确地测量噪声和振动水平,并得出数据。
同时,还应该考虑评估持续时间和频率特征,因为长期暴露于高频率的噪声和振动会对人体健康和生活质量产生负面影响。
其次,评估轨道交通系统振动噪声对周边区域环境的影响还需要考虑噪声和振动对人类和动物的健康影响。
过高的噪声水平会对人体的听力、睡眠质量和心理健康产生负面影响。
而过强的振动会对建筑物的结构稳定性和居民的生活质量产生不利影响。
因此,需要进行相关的健康影响评估,以确定噪声和振动水平是否超过国际标准和卫生法规的限制。
此外,振动噪声对环境的影响评估也应考虑社区居民的意见与需求。
轨道交通系统建设通常会带来改善交通流动性和便利性的好处,但与此同时,也会给周边居民带来噪音和振动的困扰。
因此,在评估振动噪声的影响时,需要进行社会参与,听取周边居民的意见和要求,以制定适当的控制措施。
最后,为减少轨道交通系统振动噪声对周边区域环境的影响,我们可以采取一系列的控制措施。
首先,可以通过技术和工程手段来减少噪声和振动的产生,例如通过改进道岔和轮轨结构,使用低噪声车轮和减振装置等。
其次,可以通过合理规划轨道交通线路,避免将轨道交通系统直接布置在居民密集区域,从而减轻周边居民的噪声和振动暴露。
地铁施工对周边建筑物的影响分析研究随着我国城市化进程的不断加速,城市轨道交通(地铁)的建设也成为了越来越多城市的选择。
然而,地铁建设所带来的噪音、振动、尘土、排放物等问题也引起了社会各界的关注。
因此,本文主要对地铁施工对周边建筑物的影响进行分析研究。
一、隆隆声响地铁施工过程中,机器作业和人工操作等都产生了很大的噪音。
地铁的机车行驶时速很快,轨道与车辆之间的摩擦和冲击产生的噪声也是非常大的。
这些声音会对周围居民的正常生活造成干扰,尤其是对老人、婴儿及儿童等敏感人群影响更大。
二、振动地铁建设的施工中,难免会产生很大的振动,这也是另一大影响因素。
特别是在建立隧道时,挖掘机除去地层时所产生的振动效果非常明显。
当挖掘机在下面不停地挖掘,振动波将向周边传导,地表产生很强的震动。
这不仅会对地面建筑物的承载力产生影响,还会对地下管道、电线等产生不良影响。
三、尘土地铁施工中会产生大量的尘土,尤其是在挖掘隧道时更是如此。
尘土会弥漫在空气中、覆盖到地面上、甚至进入室内,这不仅会使周边环境变得脏乱差,也会影响周围居民的健康。
四、排放物地铁施工中会产生一定量的排放物,如废气、噪音等。
废气是指地铁施工中机器的运转,所产生的废气会大量排放到空气中,对空气质量造成影响。
此外,地铁施工中还会产生大量垃圾和废土,若垃圾处理不当,将会对环境带来极大的污染。
综上所述,地铁施工对周边建筑物的影响十分复杂。
针对以上问题,建议地铁建设方案要在初步设计时就应充分考虑地铁施工对周边建筑物的影响,制定出完善的预防控制方案,提高地铁施工的环境保护能力。
同时,应该加强社会宣传,提高公众意识,减少对施工带来的不良影响。
地铁对周边建筑物振动影响分析摘要:改革开放以来,轨道交通在各个大城市发展迅速,数量迅速增加。
地铁项目是高效的运输方式,运行轨道遍布城市市区的地下,在方便居民出行,缓解道路交通压力的同时又存在对周边建筑的影响。
在路面的地铁,除了常见的列车运行噪声的影响之外,也包括对周边建筑的振动产生影响。
在地铁主要运行的地下隧道,对周边建筑的振动影响则占到了主要,噪声影响则占到次要。
对于大部分运行里程都在地下的铁路来说,分析研究地铁运行对周边建筑振动影响显得十分重要。
关键词:地铁、振动、建筑、噪声本文着重列举国际上应对地铁运行对周边建筑振动的影响。
在分析产生振动效应的同时,也站在建筑的角度上应对振动的措施和减小振动影响的方法。
以便作为预防建筑事故的考虑因素,建设良好人居环境的参考。
一、原因分析1.振动来源静止的列车会因为巨大质量的车身停泊在铁轨上而产生巨大的相接面的应力作用。
之后,如果列车运作起来,应力的范围会随着车体的移动而移动,静止时的应力作用也会向四周扩散产生运动的应力场。
从理想的列车运行假设中脱离出来,复杂的实际运行中则会涉及到车轮滚动和滑动,以及车轮轮对偏移、车轮表面的凹凸、轮轴负荷过大等等。
在轨道上则需要考虑到两只钢轨的受力不均匀、轨道不平滑、道碴内存在空间也可能成为增加列车振动的因素。
2.振动传播分析经过分析,地铁在运行时所产生的振动的路径如此:车轮因为某些因素产生振动,一部分振动直接转化成噪声,另外通过固体传播到隧道,然后隧道传播大地,再传播到建筑中。
不难发现,铁道轮轨种类、轮轨状如何、枕木、道碴状况都会影响到列车的振动的产生和传播。
在建筑方面,建筑物整体与铁轨的距离、建筑物承受振动的能力、墙板的质量、中心、阻尼、墙面和玻璃以及屋内装修的原材都会影响二次噪声的大小。
根据以往的文献,行进中的列车产生的振动与轨道下枕木和道碴振动的共振频率在40至100赫兹。
在振动大小的归类中,最大的振动是根据车轮和轨下部件的共振产生的频率决定,这样的共振大小是根据列车速度决定。
沈阳建筑大学学报(自然科学版)Journal of Shenyang Jianzhu University (Natural Science)2 02 1年3月第37卷第2期Mar. 2021Vol. 37, No. 2文章编号:2095 -1922(2021)02 -0227 -08 doi :10.31717/j.issn :2095 -1922.2021.32.35地铁列车振动对邻近综合体高层建筑的影响分析金峤,任玺茗,孙丽(沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁沈阳110168)摘要目的研究城市轨道交通对邻近综合体高层建筑的振动影响,从而为以区域化、功能化为特征的大型综合体结构振动适用性设计提供合理评估方法。
方法建立简化有限元模型,模拟地铁列车运行的振动荷载效应,考察地铁轨道中心与邻近综合体结构之间横向距离远近和不同结构总楼层高度对综合体结构的振动影响,分析综 合体结构在地铁列车振动激励下的楼层振动响应及其相应的振动舒适度指标。
结果 对于结构竖向加速度反应而言,距离在19 m 以内,结构竖向峰值加速度反应可达660 mims 2以上,而距离超过22 m,则衰减至300 mims 2 ;在距离轨道中心22 m 处, 总楼层数为1层结构竖向峰值加速度可达到100 mims 2,总楼层数为34层时,竖向 峰值加速度可达到350 mm/s 2左右。
结论依据ISO 评价标准,可以采用有限元数值分析的方法,对尚处在设计阶段的综合体结构预先进行振动舒适度分析和评估,并适 时地对“振动敏感区域”的建筑功能进行重新调整和分配,以规避可能发生的地铁振动干扰。
关键词地铁振动;综合体高层建筑;振动舒适度;有限元分析中图分类号TU577文献标志码AAnalysis on Influence of Subway Train Vibrationon Adjaceni High-rise Complen BuilUingiJIN Qiao ,REN Ximing ,S UN Li(Sciool of Civil Engineering ,Shenyang Jianzhu University , Shenyang ,Chinn, 110166)Abstract : I s this papes,the imp n et of urian rail transit viVration on adjacent high-risn complex buildings wcs studied to pnVVe c reasonanin eveluatioo method fos the viVration-anplicanility design oO larnn-scad complex sOnctures ctaracterizen by reeionalization and functionalization, thn simpdfien finite element model wcs estabUshen and thn viVration loan effect ol su U wcy train oneration wcs simulaten. The effects of the distance between the suUwcy tract center and the收稿日期:2022 -09 -26基金项目:国家重点研发计划项目(2019YPC1504303)作者简介:金峤(1975—),男,副教授,博士,主要从事建筑结构振动舒适度方面研究。
地铁施工对周边建筑物的影响分析研究地铁施工对周边建筑物的影响是一个重要的研究课题。
随着城市快速发展,地铁建设已成为改善城市交通状况的重要手段,但同时也会对周边建筑物产生一定的影响。
本文将从噪音、振动、地质灾害和市容环境等方面对地铁施工对周边建筑物的影响进行分析研究。
地铁施工会产生大量的噪音。
施工过程中使用的机械设备、爆破和挖掘等操作都会发出噪音,给周边住户和办公场所带来困扰。
长期处于高噪音环境下会对人们的身心健康产生影响,尤其是对老人和小孩更为敏感。
在地铁施工过程中需要采取措施控制噪音的产生和传播,如采用噪声屏障、减少施工时间、合理安排施工进度等。
地铁施工还会产生振动。
地铁隧道的施工需要进行钻掘和挖掘等操作,这些操作会产生振动传播到周边土地和建筑物中。
长期的振动会对建筑物的结构安全产生威胁,尤其是对老旧建筑物和地质条件较差的区域更为明显。
在地铁施工过程中需要进行振动监测和评估,并采取相应的措施来保护周边建筑物的安全。
地铁施工可能会引发地质灾害。
地铁的隧道施工过程中,需要对地下土层进行钻掘和开挖,这可能导致地下水位的变化、土壤液化和地面塌陷等地质问题。
这些地质问题对周边建筑物的安全产生潜在威胁。
在地铁施工前需要进行充分的地质调查和评估,并采取相应的防范措施来减少地质灾害的风险。
地铁施工对市容环境也会有一定的影响。
施工现场会占用一定的道路和空间,给交通和行人带来不便。
地铁施工也会带来大量的尘土、污水和施工废料等产生物,给周边环境带来污染。
在地铁施工过程中需要采取相应的环境保护措施,保持施工现场的清洁和整洁。
地铁施工对周边建筑物的影响涉及噪音、振动、地质灾害和市容环境等方面。
在地铁施工过程中需要进行噪音和振动监测,采取合理的控制措施,确保周边建筑物的结构安全;需要进行地质调查和评估,并采取相应的防范措施,减少地质灾害的风险;需要采取环境保护措施,保护周边环境的清洁和整洁。
只有做好这些工作,才能确保地铁施工对周边建筑物的影响最小化,保护城市的可持续发展。
轨道交通上盖建筑的振动环境影响及对策分析作者:刘德志来源:《科技创新导报》2017年第02期摘要:在我国社会经济深入发展的今天,城市化建设的步伐越来越快,对城市网络交通系统的要求也越来越高,而轨道交通对缓解城市巨大的交通压力具有十分重要的作用。
因此保证轨道交通设计和建设质量是城市化建设的重要工作内容之一。
轨道交通建设中在轨道交通上盖建筑物是对当前城市土地资源最佳化利用的必然选择。
文章对轨道交通上盖建筑开发进行研究,通过对振动环境影响分析,提出针对性的解决措施。
关键词:轨道交通上盖建筑振动环境影响对策中图分类号:O241.82 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)01(b)-0120-021 轨道交通上盖建筑现状分析我国近年来国民经济发展迅速,目前正处于城市化建设的关键时期,对交通规划设计要求也在不断提高,如何实现对轨道交通车站及车辆段上方空间的利用成为了当代城市交通建设过程中研究的主要问题。
地下轨道交通运行的过程中,会对上方建筑造成一定的振动影响,上方建筑物不符合相关的振动标准的话,长时间作用下,上方建筑物稳定性会受到影响,从而也会对轨道交通系统正常运行产生阻碍。
目前我国大部分城市开发了多项轨道交通上盖建筑项目,并已经投入使用。
例如:上海、北京、广州等发达城市在开发轨道交通上盖建筑工程过程中,会对周边土地利用方案等进行合理的规划设计,配合物业所开发和轨道交通设计,通过使用物业和地铁等项目融合的方式来为轨道交通提供服务,并取得了一定的效果。
轨道上盖建筑项目开发过程中,有一个较为突出的问题,即轨道交通运行过程中会产生不同程度的振动,并会对上盖建筑产生一定的影响,因此必须确保上盖建筑质量符合要求,为城市化建设进程的推进奠定坚实的基础。
2 轨道交通上盖建筑振动环境影响分析2.1 环保方面轨道交通上盖建筑开发过程中应当符合两方面的基础要求,一是项目开发符合对环境排放标准,也就是建筑项目对周围环境的影响必须符合环保基本要求;二是建筑本身对环境的影响就在要求范围之内。
轨道交通引起的环境振动及其影响规律然而,由于振动波在不同土介质中的传播途径不同,很可能由于固有频率相近发生共振现象;或者土层下面存在坚硬的基岩,使得振动波在基岩上反射形成振动放大区,使振动加速度反弹。
例如文献[8]通过简化的方法,建立了列车-轨道和路基-土层-建筑物的二维动力相互作用分析模型,用有限元计算了列车引起的振动在土层中的传播特性及对邻近建筑物的影响,得出图2所示的结论,进一步说明了振动加速度反弹区的存在。
文献[9]在沈阳—山海关铁路线上做了现场监测实验,得出图3所示的结论,进而验证了加速度反弹区的存在。
3.3 列车速度对振动加速度的影响高速列车运行引起的地面振动的振动强度一般随列车车速的增加而增加。
文献[9]对沈阳—哈尔滨铁路线上某处进行了现场测量。
为考察列车速度对地面振动加速度的影响,将不同距离处的振动加速度随车速的变化绘于。
从图4可以看出,地面振动加速度具有随列车速度的提高而增大的趋势。
并且距离越近,差距越大。
说明列车速度对近距离的地面振动影响较大。
对于在地下隧道中列车的车速对振动强度的影响情况,文献[10]对我国某城市地铁车辆段附近进行了现场测试。
当地铁列车以15~20km/h的速度通过时,地铁正上方居民住宅的振动高达85dB,如果列车速度达到正常运行速度70km/h时,其振级还要大得多。
可见,地铁振动影响的范围在很大程度上还取决于列车速度。
铁道科学研究院曾在北京环行线进行200km/h以上试验列车的运行试验,对环境振动讲行了测量。
在离轨道中心线20m或30m处,振动加速度随列车速度增加而增加。
在国外,特别是在一些高速列车比较发达的国家,对于列车车速对振动加速度的影响都进行了相关的研究。
早在1927年,S.Timoshenko从理论上提出,铁轨作为固定支承在道渣及枕木上的弹性梁,列车具有一临界速度值,达到临界状态时将会发生超常的竖向运动动力放大。
然而,按照通常所假定的路基刚度特点,这个临界值估计大约为500km/h,远远超过现实中的列车速度[3]。
城市轨道交通具有运量大、经济性好、绿色环保特点,能够解决大中型城市的交通拥堵问题,但是其运行引起的振动对沿线人们的工作和生活造成一定的影响。
目前这个问题受到越来越多的关注,特别是轨道交通沿线地域进行建筑开发时,既有地铁线路的振动将会传导至建筑基础,引起建筑结构振动,影响建筑的开发品质。
因此,针对此类问题需开展振动预测专项研究。
1 项目概况前海二单元五街坊项目(简称五街坊项目)位于深圳市前海深港现代服务业合作区,包括A区02-05-03~05地块,B区02-05-06~08地块,用地面积2.52万m2,建筑面积约为13.00万m2,主要功能为办公和商业,项目容积率为5.27~8.76,建筑限高150 m。
根据项目开发规划,针对A区开展振动预测研究。
由建筑方案得知,A区拟建3号楼(高150 m)、4号楼(高96 m)和5号楼(高54 m);设地下室1—3层,基坑开挖深度为8.9~17.1 m。
地铁资料表明,A区地块位于某地铁线路上方,下穿五街坊项目的线路里程为K17+150—250。
地铁上下行分别采用不同的减振措施,其中上行采用橡胶减振垫道床,下行采用双层非线性压缩型减振扣件,同时在上下行轨道上铺装钢轨吸振器。
由地铁线路与五街坊项目平面位置关系得知,地铁线路上下行从5号地块正下方经过,下行下穿4号楼裙房,距3号楼约33 m;上行距4号楼约20 m,距3号楼50 m。
其运行将引起建筑结构的振动,对居住和工作环境造成影响。
2 振动评价标准五街坊项目建筑规划用途为商业、办公及部分居住,国家标准《城市区域环境振动标准》[1]对建筑室外0.5 m 以内区域环境振动采用铅垂向最大Z振级[2](VL Zmax)进行了规定,“混合区、商业中心区”昼间振动不得超过75 dB,夜间不得超过72 dB。
《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》[3]结合建筑物室内振动频谱特点,针对易产生人体烦恼且容忍度较差的低频振动(4~200 Hz)采用分频最大振级(VL max)进行限制;“居住、商业混合区,商业中心区”昼间不得超过70 dB,夜间不得超过67 dB。
轨道交通系统对周围建筑物的振动影响_一般在欧美等西方发达国家并且把振动列为七大环境公害之一[1]随着经济的发展振动问题也引起了一些专家学者的注意振动对于居住在铁路线周围的居民的环境影响非常大当振动加速度达到65dB时振动加速度达69dB时振动加速度达到74dB时一般情况下铁道部劳动卫生研究所通过对我国几个典型城市的铁路环境振动的现场实测测试结果表明这样高的振级将极大的影响铁路沿线居民的日常生活及身心健康着手研究振动污染规律振动传播途径及控制方法具有非常重要的意义随着现代化的进行由于城市轨道交通系统具有运量大安全可靠不占用一般道路等优点国内已经拥有和正在建设的地下铁道系统的城市越来越多近年来在城市交通系统建设中如拟议中的西直门至颐和园轻轨快速交通系统可能对附近文化和科研机构产生的振动和噪声影响为此北京市城建设计院北方交通大学上海等一些大城市修建地铁发表了有关地铁振动波的传播及其对周围环境和建筑物影响的初步研究成果由运行列车对轨道的冲击作用产生振动隧道基础和衬砌或桥梁的墩台及其基础进而通过土介质向四周传播包括其结构和室内家具从而对建筑物的结构安全以及建筑物内的人们的工作和生活产生了很大的影响1.列车以一定的速度运行时2.列车在轨道上运行时3.当车轮滚过钢轨接头时4.轨道的不平顺和车轮的损伤也是系统振动的振源摘要轨道交通系统对周围环境及临近建筑物的振动影响越来越引起人们的关注使环境振动污染的问题更加突出并提出了减少建筑物振动的措施工程设计CAD与智能建筑2001(2)19工程设计CAD与智能建筑2001(2)20对于高架轻轨系统列车速度桥梁结构类型和基础类型刚度列车与桥梁的相互作用也会加大振动作用由于国内还没有建成高架轻轨系统通过动力分析求得了列车运行时作用在桥上的列车振动荷载桥墩-基础-地基通过动力响应分析通过分析和计算轻轨列车振动所引起的附近地面振动将随距轻轨线路距离的增加而衰减大约在40m轻轨系统桥梁的基础类型对地面的振动影响比较大速度且采用桩基时甚至由于采用了不同的桥梁基础采用浅平基础时若采用桩基时高架桥线路与路基线路相比距线路中心线30m处的振动强度可降低5dB对于地铁列车的振动效应文献[6]根据实测轨道加速度得到了列车荷载的模拟动荷载文献[5]通过建立系统动力分析模型的方法就地铁列车运行时所引起的环境振动及振动波的传播规律进行了研究地铁列车在隧道内高速运行时振级平均值为81dB振级平均值为71.6dB振级将不断衰减地铁振动影响的范围在很大程度上还取决于列车通过的速度及隧道的埋深振动干扰越强埋深越大随距离增大而振动强度减弱的规律也适用于沿线建筑物在传播过程中的衰减要快于垂直方向实测结果表明因此在评价楼房受列车运行所引起的振动影响时对于常规的建筑物的平面而言所以无论建筑物的走向与线路的相对位置如何总以其横向大于纵向振动的规律出现一般来说特别是在4层以下振动的强度有增大的趋势振动强度的分布有以下特点以人体反应比较敏感的低频为主60Hz的振动强度较大随行车速度的提高3.就地面振动随距离的衰减而言同一列车引起的地面振动越大一般认为(a) 地面振动随距离的变化规律 (b) 地面振动加速度随距离变化的规律图1实测地面振动加速度随距离的分布40ωL/m 02040608010060646872768084无锡北京G /d BL/m L/mL/m工程设计CAD与智能建筑2001(2)21北方交通大学的研究生论文曾分别在桥梁跨度32m上承式钢板梁桥10m80km/h京广线110km/h结果见图1现地面振动分别在距桥墩60m左右处和距线路40m左右处出现了加速度的反弹增大随距离增大而振动强度减弱的规律也适用于沿线建筑因而沿线建筑物内的垂直方向的振动将大于水平方向的振动建筑物的水平振动一般约小于垂直振动10dB可以垂直方向的振动为主长度由列车所形成的振动荷载几何上可以模拟成谐和线荷载波源则可将问题视为平面应变问题其中kRks分别为瑞利波剪切波的波数KDD1仅为相依于介质泊松比的常数其值并不随x的增加而衰减第三项代表剪切波的振幅则可忽略随着x -5/2衰减的项压力波和剪切波可视为随着x -3/2而衰减而压力波与剪切波会随着x 的增加而迅速衰减可将2其中则三种波的振幅均为出现一项随着指数衰减的项瑞利波因材料阻尼的存在而呈衰减趋势而在两种体波中所以压力波的衰减较剪切波为慢振动能量呈圆柱状扩散点波源作用下在地表面上并不衰减P波和S波其振幅在地表面下将反比于接收点与线荷载距离的平方各向同性的弹性半空间但是它给出了在点波源或线波源作用下面波衰减的一些基本特征经常会影响邻近的结构物设备等有不可忽视的影响因而对地面振动防止对策的研究已经成为一个非常重要的环境和工程问题t轻地面振动的有效措施一般而言橡胶垫层以及桩等屏障来截断绕射各种应力波而达成连续屏障是指屏障是连续的整体用泥浆非连续屏障指屏障由间断的屏障单体构成一般所研究的振动屏障问题一为主动隔振近场即利用间接或围绕振动的障壁由于主动隔振法的屏壁接近波源P波和S波另一类为被动隔振远场即在离振源较远处作屏障使之无法降低振动的地点所以主要用来阻隔面波为主散射和衍射的基础上屏障屏障对波的散射效应决定其隔振效果所以理论解多限于体波但仍限于几种规则屏障已有很多人做过研究Pao[12]等曾利用解析的方法研究波在圆形及抛物线型障壁的折射问题而使其解仅限于简单的几何形状和在特殊的理想条件下又有许多学者利用有限元配合特殊的人工边界研究了弹性基础对降低交通振动的效用研究交通的隔振问题指出非连续排桩屏障的散射效应决定隔振效果为防止振动表面波的传播筑墙等措施也能取得一定效果弹性基础研究结果表明但由于弹性基础的存在所以无论是对于运行列车的平稳性还是对周围环境的隔振来说对于明沟和充填式沟渠而言减振沟越深减振效果越好对阻隔列车引起的振动而言它可以完全切断振动波的传播就可以获得理想的隔振效果明沟有稳定性的问题对于低频振动对于高频振动上述三种隔振措施的效果都可以4结论虽然对于轨道交通系统对周围环境的影响这一课题国内外都做了不少工作1造成干扰性的振动或破坏必须首先了解地表下波传特性工程实际中遇到的土都是非常复杂必须在弹性波理论揭示的规律基础上参考文献1夏禾于大明.城市轨道交通系统引起的环境振动问题.北方交通大学学报19982耿传智等.高架轨道交通的振动与噪声控制.上海铁道大学3夏禾等.高架轻轨系统列车振动效应研究.地铁与轻轨19924夏禾等.轻轨列车和高架桥梁系统的动力响应分析.北方交通大学学报19945夏禾.车-桥-墩体系动力相互作用分析.土木工程学报19926潘昌实等.地铁区间隧道列车振动测试与分析.土木工程学报19907王毅.北京地下铁道振动对环境影响的调查与研究.地铁与轻轨No.5工程设计CAD与智能建筑2001(2)22。
浅谈地铁振动对周边环境影响分析及减振降噪措施摘要:作为城市公共交通的重要组成部分,城市轨道交通满足人民群众的基本出行,与人民群众日常生活息息相关。
但是,城市轨道交通列车运行产生的振动和噪声问题已经严重的影响到周围居民和环境。
本文从结合实际案例,具体解析城市轨道交通振动和噪声产生的原因及所采取的减振降噪措施。
1研究背景近年来,我国城市轨道交通行业发展迅速。
根据中国城市轨道交通协会2016年度最新统计和分析报告,截至2016年末,中国大陆地区共30个城市开通城市轨道交通运营,共计133条线路,运营线路总长度达4152.8公里。
纵观我国城市轨道交通发展动态,预计未来10年我国城市轨道交通具有广阔的发展空间。
但是,城市轨道交通引起的环境振动问题却给人们的日常生活带来了极大的不便。
城市轨道交通轮轨相互作用产生的振动通过轨道系统传递到下部基础及四周隧道、土体,进而传递到周围地面上的建筑物,对周围建筑物及建筑物内的精密设备甚至人体产生极其恶劣的影响。
法国巴黎规划修建的地铁7号线和地铁13号线在经过巴士底狱新歌剧院,列车运行过程中轮轨相互作用产生的振动和噪声严重影响了剧院内的演出。
北京市规划修建的地铁1号线,在地铁列车运行过程中产生的振动和噪声问题引起了周围居民的强烈不满,最终导致地铁沿线的居民对北京地铁1号线进行了投诉;另外,北京市规划修建的北京地铁4号线经过北大遥感物理楼过程中产生的振动对大楼里面的精密实验设备造成了十分恶劣的影响。
由此可见,城市轨道交通列车运行产生的振动和噪声问题已经严重的影响到周围居民和环境。
美国、英国、日本等发达国家早已对城市轨道交通引起的环境振动和噪声问题开展了大量的研究。
比如美国人建议通过改良轨道和转向架结构形式来减少轮轨动力相互作用,进而减少振动和噪声问题的发生。
近年来,国内学者也逐渐的对城市轨道交通环境振动和噪声问题的研究提起了重视。
城市轨道交通运营过程中轮轨相互作用产生的振动和噪声问题日益突出,加大对城市轨道交通振动和噪声的控制研究显得极为迫切。
轨道交通系统对周围环境的振动影响(1) -三、计算报动的理论方注当振动接收点与波源距离小于列车1/π长度,且接收点远至足以产生远域时,由列车所形成的振动荷载几何上可以模拟成谐和线荷载波源。
在竖向谐和线荷载作用于弹性半空间情况下,振动能量呈圆柱状扩散,振幅衰减速率较点波源作用下为没(点波源作用下,能量呈球状扩散),R波由二维波成了类似一维的波,在地表面上并不衰减,而远域的体波(P波和S波),其振幅在地表面下将反比于接收点与线荷载距离的平方(呈衰减)。
上述波传问题在波源下的解都是把地基上看作均匀、各向同性的弹性半空间,这种地基上模型是对实际地基上的理想化。
但是它给出了在点波源或线波源作用下体波、面波衰减的一些基本特征。
四、减振隔振措施交通荷载所引起的地面振动,经常会影响邻近的结构物,或对邻近振动敏感的精密仪表、设备等有不可忽视的影响,也时常干扰邻近居民的生产与生活环境,因而对地面振动防止对策的研究已经成为一个非常重要的环境和工程问题。
应用屏障是防止和减轻地面振动的有效措施,对该问题的研究始于本世纪40年代。
一般而言,振动的有效隔阻可由河渠、橡胶垫层、板桩墙以及桩等屏障来截断、散射、绕射各种应力波而达成。
屏障又可以分为连续屏障和非连续屏障。
连续屏障是指屏障是连续的整体,如开口沟渠,用泥浆、锯屑和沙子等填充的沟或混凝土刚性墙等;非连续屏障措屏障由间断的屏障单体构成.如圆柱行排孔和排桩等。
一般所研究的振动屏障问题,可以分成两大类,一为主动隔振,又称(近场)积极隔振,即利用间接或围绕振动的障壁,以减少由振动源发射出来的波能。
由于主动隔振法的屏壁接近波源,所以其主要用于阻隔体波(P波和S波)。
另一类为被动隔振,又称(远场)消极隔振,即在高振源较远处作屏障,隔开振动,使之无法降低振动的地点。
被动隔振法由于障蔽远离振动源,所以主要用来阻隔面波(R波)。
屏障隔振的原理是建立在波能的反射、散射和衍射的基础上,实质上是弹性波和存在于均质弹性介质(屏障)间的相互作用结果。
轨道交通系统对周围环境的振动影响轨道交通系统对周围环境的振动影响随着城市建设和发展,轨道交通系统成为繁华城市必不可少的交通工具,虽然它们为人们的出行提供了便利,但是也带来了一定的环境问题,其中之一就是对周围环境的振动影响。
这篇文章旨在探讨轨道交通系统对周围环境的振动影响,并提出相应的治理方法。
1. 轨道交通系统对周围环境的振动影响轨道交通系统的运行会产生巨大的振动,这种振动可以传递到周围环境,对建筑物、地基和土壤造成损害。
建筑物受到轨道交通系统振动的影响,容易出现裂缝、倾斜、沉降等问题,严重时还可能导致建筑物的倒塌。
地基和土壤也会受到轨道交通系统振动的影响,因为轨道交通系统振动的频率往往与周围环境的自然频率相似,导致共振现象的发生,从而加剧振动的影响。
2. 轨道交通系统的振动测量与分析为了更好的了解轨道交通系统对周围环境的振动影响,需要对其进行测量和分析。
振动测量可以使用加速度计、位移传感器等设备,通过记录振动的幅值、频率、相位等参数,可以对振动的性质进行分析。
振动分析可以使用数据处理软件对振动数据进行处理,得到振动的频谱图、幅值图等结果,供工程师和决策者参考,制定相关的治理措施。
3. 轨道交通系统振动影响的治理方法为了减少轨道交通系统对周围环境的振动影响,可以采取以下几种治理方法:(1)减少轨道交通系统的振动源:可以使用降噪隔振垫、耗能垫等降低轨道交通系统振动源的振动。
此外,也可以采取一些预防措施,例如建造一些减震屏障、增加减震垫等。
(2)改善轨道交通系统的轨道和车辆质量:提高轨道和车辆的质量,能够减少轨道交通系统振动的幅值,从而降低对周围环境的振动影响。
(3)改善周围环境的土壤与地基:对于周围环境的土壤和地基进行改善,例如采用加筋土工挡墙等方法,能够有效降低轨道交通系统对周围环境的振动影响。
(4)加强振动监测和管理:随着城市轨道交通系统的建设,需要加强对振动的监测和管理。
可以建立振动监测体系和报告机制,形成相应的治理措施,以实现对轨道交通系统对周围环境的振动影响的实时监控和管理。
地铁运行对建筑物的振动影响地铁运行对建筑物的振动影响具体内容是什么,下面本店铺为大家解答。
1 前言随着近年来城市化进程的加快,我国已进入大规模发展城市轨道交通的阶段,越来越多的地铁线路投入运营,人们也逐步认识到尽管地铁总体上较其他交通方式污染较少,但仍然不能完全避免对沿线周围环境的影响,特别是振动污染较其他城市交通方式更为显著,地铁引起的振动对建筑物特别是古旧建筑物的结构安全,以及其中居民的工作和日常生活产生了很大的影响。
因此,在大规模规划建设轨道交通体系的同时,研究分析其对周围建筑物的振动影响具有重要意义。
2 地铁运行引起的振动及其传播近年来,随着城市面积的扩大和社会节奏的不断加快,地铁运行对周围环境的振动影响问题亦越来越严重。
国际上早已把振动列为一大环境公害,国内外学者已着手研究地铁振动产生的原因、传播规律、对周围环境及人体的危害和控制方法。
对于轨道交通系统,由于地铁列车的移动,车轮与轨道接触引起轨道周期性的振动,以及车轮在轨道接缝处引起的冲击振动。
这些振动经钢轨通过道床传到隧道结构,再通过隧道结构传递到周围的土层中,进而通过土层向四周传播,诱发了附近地下结构以及地面建筑物的二次振动。
地铁隧道振动的传播主要以横波、纵波和表面波的形式传播,日本的ErichiTaniguehi研究表明:位于地下 2m深处的振动加速度值为地表的20%~50%;4m深处为10%~30%。
可见在地铁运行产生的振动中,表面波占主要地位,对建筑物有直接影响。
地铁隧道振动的传播与振动频率等动力特性以及土层分布、土质、地下水、障碍物等有关,并且,由于各地域土层分布差别较大,地铁振动引起的动力响应及波的传播特性不尽相同,因此地铁运行引起的振动及其传播规律较为复杂且具有地域性。
3 地铁振动对建筑物的影响为缓解交通压力,地铁不得不穿过城市中密集的居民区、商业中心,而且目前都是采用浅埋方式,地铁隧道离建筑物越来越近。
将来随着地铁交通系统规模的不断扩大,地铁隧道邻近建筑物的情况越来越多,同时地铁运行的总体密度逐步提高,振动的影响日益增大。
地铁施工对周边建筑物的影响分析研究
地铁施工是城市建设和交通发展中的重要步骤,但同时也会对周边建筑物带来很大的影响。
本文将对地铁施工对周边建筑物的影响进行分析研究,并提出相应的应对措施。
一、振动对建筑物的影响
地铁施工中常采用爆破、打桩等方式,这些工作都会产生较大的振动。
振动会对周边的建筑物造成影响,如建筑物的结构受到损害等。
因此,在地铁施工时,应对周边建筑物进行振动监测,并采取相应的减振措施,如加固建筑物的结构等。
地铁施工过程中,机械设备的使用、施工工人的操作等都会产生噪声,这些噪声会对周边建筑物造成影响。
对于一些敏感建筑物,如学校、医院等,噪声对它们的影响更加明显。
因此,在地铁施工时,应采取相应的隔音措施,减少工作现场的噪声污染。
地铁施工现场存在一定的安全隐患,如塌方、坍塌等。
这些事故会对周边建筑物造成较大的影响。
因此,在地铁施工时,应注重施工现场的安全管理,严格遵守施工规范,确保施工现场的安全。
综上所述,地铁施工对周边建筑物的影响主要表现在振动、噪声、施工物和施工现场安全方面。
因此,在地铁施工时,应对周边建筑物进行避免或减少影响的措施,以保护周边建筑物的安全。
轨道交通引起的环境振动问题摘要:轨道交通在快速化发展同时,也对于运作周边环境带来了越来越显著的危害。
立足于此,本文将全面探究轨道交通所引发的环境振动问题,通过全面解析振动问题所产的核心因素,来进一步有针对性提升关于轨道交通所引发环境振动问题的改善举措。
关键词:轨道交通;环境振动;改善举措轨道交通系统运作所引发的的环境振动问题,相关部门需要展开积极应对,特别是要针对于相关问题创建出有针对性的改善举措并且进行深入实施开展,只有如此才可以更好保障轨道交通系统可以更加平稳和规范化运营。
1 轨道交通所引发的环境振动问题解析环境振动问题,通常来说指的便是在人们在日常运动当中进而引发的诸如建筑物以及运输设施等运作对于整体生活环境所造成的负面性影响,而这当中最核心的负面影响包括为对于人们身心健康的影响以及对于相关周边建筑物安全使用的影响。
依据相关的专业统计现实,现阶段除了某些大型工厂因为运作所引发的环境振动问题之后,现阶段诸如交通运输所引发的环境振动问题也逐步的成为了如今人们反映最为突出的事件。
特别是伴随着如今城市化建设整体极速化推动,对于城市交通运输系统筹划当中环境考量需求也有了更为严格的标准。
造成这样的因素,也与现阶段伴随着城市人口的逐年迅速化增长以及日常交通流量的显著提升有着直接的关联,这无疑进一步加重了环境振动问题的产生。
特别是因为城市化基础工程的全面化推进,也让诸如地下隧道、轻轨交通等逐步形成一个全方位的交通体系,也从地下、地上与空中全面的渗入到城市密集人口区域当中。
例如在国外诸多国家,同时也包括我国的上海、重庆等经济发展运作较好且城市人口相对密集的城市,城市当中的立体交通道路如今已经达到了近10层之多。
如下图1所示,为轨道交通系统对环境的振动影响。
图1 轨道交通对于环境的振动影响环境的振动问题同时也对于诸如激光、放大监测等相关运作用以及半导体基础线路的制造等也会产生不小的影响,环境振动会让相关的高集成化的仪器或者是设施整体的精准度严重削减,也让其的运用周期大幅度减少,更严重的情况下甚至会让相关设施以及仪器无法进行运作。
城市轨道交通对周边建筑物的振动影响与控制对策吴赞阳【期刊名称】《《江苏科技信息》》【年(卷),期】2019(036)029【总页数】3页(P71-73)【关键词】轨道交通; 振动影响; 减振措施【作者】吴赞阳【作者单位】无锡地铁集团有限公司江苏无锡 214024【正文语种】中文【中图分类】U20 引言最近几十年,随着我国交通事业迅速发展,以城市轨道交通为主的各类交通车辆运行振动所带来的环境振动影响也越来越突出.相比于一般工地或工厂设备运行的振动影响,城市轨道交通环境振动对周围建筑物及其居民的影响已越来越受到人们广泛的关注[1].城市轨道交通环境振动,是一种影响频率范围在0~200 Hz的持续性、小幅振动.这种振动是由一般城市轨道交通运载车辆(包括地铁、轻轨、火车和路面车辆等)与路面或轨道间的相互作用而产生,并经车辆、轨道下部结构和周围土体介质传播至地表环境,从而对沿线建筑物的平稳性产生影响.对于交通轨道沿线影响范围以内的建筑,这种振动会对建筑本身结构、建筑内部易受损保护性文物、振动敏感性设备及人或动物造成不利影响,并且交通环境振动可以诱发建筑结构的二次噪声,这种二次结构噪声对周边居民影响较大,会对城市交通轨道附近生活的居民身心健康造成伤害.1 轨道交通振动分析轨道交通振动可分为3部分:振动源-轨道交通;振动传播介质-车轮与轨道支承结构及周围土体;振动受体-轨道交通沿线建筑物.1.1 轨道交通振动源的产生和影响因素1.1.1 轨道交通振动源的产生轨道交通振动是列车在轨道上移动造成的,其产生根本原因是轮轨的相互作用,即轨头与车轮表面之间的接触斑处的有限驱动点阻抗引起的振动[3].钢轨头部的阻抗除受其本身轨道设计影响以外,还受轨道铺设周边的环境结构影响,例如隧道的仰拱会对钢轨的支承结构造成相应的扭曲,从而增大列车轮轨之间的摩擦力而产生振动.车轮表面的阻抗是由列车的总质量和载重决定,列车的载重越大,摩擦力越大,相应产生的轨道交通振动强度越大,频率越高.根据杨宜谦[2]的研究,将轨道交通振动产生的主要机理归纳为以下5种.(1)移动荷载机理:轨道、路基和地层在列车荷载过程中,会产生移动变形和弯曲波,这种波通过土壤介质传播出去,形成振动.(2)参数激励机理:只针对等间距扣件处周期性支承的列车和钢轨,例如地铁.由于周期性支承的钢轨轨道处扣件的刚度不同,导致车轮对钢轨的动力呈周期性变化,形成动力波向外扩散,从而产生振动.(3)钢轨不连续机理:由于列车轨道在交叉处有不同程度的高低差,导致列车车轮在通过这种突然且微小的高低处时,产生不连续冲击作用力,从而发生振动.(4)轮轨粗糙机理:在制造加工、轨道铺设和后续运营使用中,列车车轮的粗糙度会随着使用时长而发生变化,这种粗糙度的变化会影响列车和钢轨之间的弹力变形,从而产生振动.轮轨粗糙度也是轨道交通振动产生的主要原因.(5)波速机理:当列车运行速度接近或超过地下线剪切波速时,将会产生很大的轨道振动.1.1.2 轨道交通振动源的影响因素由上述轨道交通振动源的产生机理进行分析讨论,从城市轨道交通列车、钢轨、周围环境地质条件和沿线建筑物4个方面分析振动源产生的主要影响因素.(1)城市轨道交通列车:列车的速度和质量都会对振动的产生造成影响,列车速度过快会加剧轮轨磨损,列车的负载量较大会导致轮轨间冲力增大,这些都会增大其振动强度.(2)钢轨:钢轨对轨道交通振动源的影响主要是轨道紧固件间隙和刚度,这些因素均已在前期设计施工中完成.(3)周围环境地质条件:隧道的埋深、尺寸及长度、土壤和岩石的类型均会对振动的产生造成不同程度的影响.根据武学宾[3]的研究,隧道埋深越深,地铁振动影响越小.(4)沿线建筑物:沿线建筑物的地基结构,建筑结构固有频率以及房间尺寸也会对振动的产生造成影响.1.2 轨道交通振动的传播轨道交通例如地铁,当地铁列车运行时由于轮轨间作用力产生了不同程度的振动,这种振动首先通过钢轨的下部构件传递至地铁隧道结构中,振动能量被进一步传递到隧道周边的岩石和土壤,周边土体作为一种介质,将从地铁隧道接收到的振动向周围传播,并且随着距离的增大,振动能量在传播的过程中逐渐衰减.由于振动是以波的形式向外传播,铅锤方向的振动波衰减速度小于水平方向的振动波衰减速度,因此地铁沿线周边建筑物受到的振动影响主要是竖直方向的影响.对于地面列车如轻轨和高架,其振动传播方式同地铁振动传播方式相同,由于振动传播更靠近地面,所以需要考虑水平波和垂直波的综合影响.1.3 轨道交通振动对周边建筑物的影响轨道交通振动对周边建筑物的影响主要是:损害建筑物本身结构,对建筑物内部易损保护性文物造成损伤和振动引发的二次结构噪声对居民的身心健康影响.边金等[4]的研究表明:随着建筑物高度的增加,振动峰值并不会单纯地增大或减小,而是随着高度呈余弦函数变化,这种振动的频率主要分布在22~40 Hz,一般不会对混凝土结构产生破坏,但振动引发的二次结构噪声可明显被居民感受到.建筑物的振动与自身振动特性相关,外界施加的振动作为可引发建筑物的振动,但振动依旧表现出建筑物本身的振动频率特性.因此,改变建筑物结构的动力特性无法减轻列车运行带来的振动影响,只能通过建筑物外部隔振,改变振动源和传播路径来降低振动影响.2 减振措施根据上述轨道交通振动讨论分析结果,从振动产生、传播方面探讨3类具体减振措施,即振源减振、传播途径减振和建筑物隔振.2.1 振源减振目前国内外许多减隔振工程均采用振源减振,在振源处减振既经济又能达到很好的效果.振源减振可分为钢轨减振和车辆减振.钢轨减振技术一般分为采用高性能钢轨和外加减振器两种方式.重型钢轨较轻型钢轨,可使轨道更加稳定,通过减小列车的冲击作用达到减振目的,但是重型钢轨磨损较快,经济效益不高.现阶段,钢轨减振器材料研究不够深入,故实际应用中一般不采用钢轨外加减振器减振.车辆减振技术即通过改变车辆本身特性,例如使用轮轨磨耗度更低的弹性车轮,合理控制列车行进速度和改进车轮踏面形状等方式达到减振目的.2.2 传播途径减振传播途径减振是对振源和受振体之间传播途径进行减振.主要原理是"质量-弹簧"体系,即通过在不同位置插入弹性元件,从而达到列车运行时的间隔减振效果.传播途径减振方式大致可分为3种:扣件减振、轨枕减振和整体道床减振[5],其中扣件减振代表性减振产品是轨道减振器扣件,维修简单,可减小振动强度8~9 dB,轨枕减振的代表性产品是弹性套靴,施工维修方便,且对50 Hz以上频率范围的振动强度可减小8~15 dB.整体道床减振的代表性产品有橡胶浮置板和钢弹簧浮置板,橡胶浮置板可对35 Hz以上的振动强度减小13~32 dB,施工速度快,误差小,但是可维修性较差,钢弹簧浮置板振动强度可减小28~32 dB,并且可维修性好[6].在实际施工中,所采用的弹性扣件可固定钢轨位置,防止钢轨的纵横向位移,以减小轮轨之间磨损而达到减振效果,浮置板轨道是将道床板浮置于弹性元件上,将道床与基础分离,以减少内摩擦达到减振效果.2.3 建筑物隔振建筑物隔振的措施一般有:合理布置建筑物到轨道的水平距离,采用屏障隔振措施和在建筑物内部设置基础隔振.屏障隔振措施例如空沟和填充沟渠可以减少80%的振动,但此项工程尚在研究阶段,在国内外还未进行实际工程实施.基础隔振是在建筑物和需要保护的物品之间设置隔振垫或隔振支座,基础隔振一般方式是隔离桩加固,这种方式使用已有40多年历史,西安钟楼便采用了基础隔振作为保护.由于建筑物到轨道的水平距离在城市交通轨道施工之初,已设计完成,所以在运营期可采用的建筑物隔振措施还有迁移或拆除轨道沿线环境敏感建筑.3 典型案例分析3.1 轨道振动源产生轨道振动源产生的主要原因是轮轨粗糙度的变化,次要原因是钢轨轨道的不连续支承和钢轨接头处的细小不平整.以无锡地铁1号线为例,轨道交通振动主要由以下几方面产生[6]:(1)地铁列车以一定的速度运行时,地铁列车本身的质量及荷载质量对轨道的重力加载产生的冲击;(2)地铁列车在轨道运行时,钢轨扣件的不连续支承使轮轨相互作用变化而产生振动;(3)地铁钢轨本身连接处的高低度影响轮轨间相互作用,产生振动;(4)施工期和运营期的地铁列车车轮和轨道磨损对振动产生有着极大的影响;(5)地铁运营时期的负载量达到23.27万人次/天,负载量较大,产生振动强度也较大.3.2 减振措施无锡地铁1号线是采用振源减振、传播途径减振和建筑物隔振多种减振措施相结合的方式.(1)在振源减振方面:无锡地铁1号线共有振动敏感点50个,包括43个居民区、5所学校、1所办公室和1所医院.无锡地铁1号线优先选用了振动值低且结构优良的新型地铁列车,并且采用了B型列车编组,列车总体质量和运行速度设计科学合理.在运营期,无锡地铁1号线加强轮轨的保养,对车轮进行定期旋轮,以保证其良好的运营状态,尽可能降低由列车运行产生的轮轨粗糙磨损,进而减小振源振动,并且钢轨全线铺设无缝钢轨铁路,也可减少列车经过钢轨衔接处时产生的振动源强.(2)在传播途径减振方面:无锡地铁1号线在沿线环境振动敏感点根据地理条件的不同设置了不同减振设施,如减振垫浮置板道床、钢弹簧浮置板、梯形轨枕和压缩型减振扣件等.这些减振设施大大降低了振动对周围建筑物和居民点的影响.(3)在建筑物隔振方面:无锡地铁1号线在修建途中,与国土部门及时沟通,对沿线几处建筑敏感点进行拆迁和搬迁,从而合理布置建筑物到地铁隧道的水平距离,以降低振动强度.根据于凯文等[7]的研究结果,独立基础和条形基础的建筑物随着楼层的增大,水平向振动加速度增大,即独立基础和条形基础建筑物,楼层越高水平振动影响越大.相比于桩基建筑物,独立基础和条形基础建筑物隔振效果更好.因此,在地铁设计过程时,应考虑周边建筑物类型以确定地铁线路,无锡地铁1号线振源周边应尽可能避免高层建筑和桩基建筑物.根据工程振动影响调查检测结果显示,无锡地铁1号线沿线环境振动敏感点均达标,证明减振措施切实有效.4 结语距离我国1969年第一条地铁线路建成通车,迄今已过了50年.随着我国经济的高速发展,城市轨道交通线路也在不断扩张,城市轨道交通作为一种崭新的城市交通方式,极大地缓解了城市交通拥挤的问题,但是与之相伴的是其产生的日益严重的环境振动问题.本文以无锡地铁1号线为例,简要介绍了城市轨道交通对周边建筑物的振动影响,并探讨了相应的对策.由于我国城市轨道交通建设发展起步较晚,许多早期城市轨道交通在设计修建时未完全考虑振动对周围建筑物的影响,投入使用之后,再增加各种减隔振设施,这种后期减隔振设施的安装既不方便也不经济.因此,在城市轨道交通网设计修建之初,就应充分考虑运营线路对周边环境建筑物的影响从而采取不同的减振措施.在未来实际轨道交通设计过程中,除列车和钢轨采用耐磨损高性能型号外,也应考虑周边建筑物结构的影响,设计线路尽可能远离高层建筑和桩基建筑.随着城市化进程的加快,可以预见城市轨道交通将会有更大的发展.因此,立足于城市轨道交通现状的研究,寻找有效的减振措施,对于促进城市轨道交通发展具有十分重大的意义.参考文献【相关文献】[1]刘维宁,马蒙,刘卫丰,等.我国城市轨道交通环境振动影响的研究现况[J].Chinese Science Bulletin,2013(58):169.[2]杨宜谦.地铁和铁路环境振动源[J].环境工程,2013(S1):654-658.[3]武学宾.地铁运行振动的传播规律及其减振措施[J].工程建设,2017(10):54-59.[4]边金,陶连金,张印涛,等.地铁列车振动对相邻建筑物的影响及其传播规律[J].建筑结构,2011(S2):107-110.[5]辜小安,任京芳,刘扬,等.我国地铁环境振动现状及控制措施[J].铁道劳动安全卫生与环保,2003(5):206-209.[6]谢咏梅,辜小安,刘扬.地铁环境影响评价中轨道隔振措施应用效果研究[J].环境工程技术学报,2012(2):162-166.[7]于凯文,金浩.地铁运营对沿线不同基础型式建筑物的振动影响[J].华东交通大学学报,2017(2):37-44.。
在欧美等西方发达国家
并且把振动列为七大环境公害之一[1]随着
经济的发展振动问题也引
起了一些专家学者的注意振动对
于居住在铁路线周围的居民的环境影响非常大
当振动加速度达到65dB
时振动加速度达69dB时
振动加速度达到74dB时
一般情况下
铁道部劳动卫生研究所通过对我国几个典型城市的铁路环境振动的现场实测
测试结果表明
这样高的振级将极大的影响铁路沿线居民的日常生活及身心健康着手研究振动污染规律振动传播途径及控制方法具有非常重要的意义
随着现代化的进行
由于城市轨道交通系统
具有运量大
安全可靠不占用一般道路等优点
国内已经拥有和正在建设的地下铁道系统的城市越来越多
近年来在城市交通系统建设中
如拟议中的西直门至颐和园轻轨快速交通系统可能对附近文化和科研机构产生的振动和噪声影响
为此北京市城建设计院北方交通大学
上海等一些大城市修建地铁
发表了有关地铁
振动波的传播及其对周围环境和建筑物影响的初步研究成果
由运行列车对轨道的冲击作用产生振动隧道基础和衬砌或桥梁的墩台及其基础进而通过土介质向四周传播
包括其结构和室内家具
从而对建筑物的结构安全以及建筑物内的人们的工作和生活产生了很大的影响
1.列车以一定的速度运行时
2.列车在轨道上运行时
3.当车轮滚过钢轨接头时
4.轨道的不平顺和车轮的损伤也是系统振动的振源
摘要轨道交通系统对周围环境及临近建筑物的振动影响越来越引起人们的关注使环境振动污染的问题更加突出
并提出了减少建筑物振动的措施
工程设计CAD与智能建筑 2001(2)19
工程设计CAD与智能建筑 2001(2)
20
对于高架轻轨系统列车速度桥梁结构类型和基础类型
刚度列车与桥梁的相互作用也会加大振
动作用由于国内还没有建成高架轻
轨系统
通过动力分析求得了列车运行时作用在桥
上的列车振动荷载桥墩-基础-地基通过动力响应分析通过分析和计算
轻轨列车振动所引起的附近地面振动
将随距轻轨线路距离的增加而衰减
大约在40m
轻轨系统
桥梁的基础类型对地面的振动影响比较大
速度且采用桩基
时
甚至由于采用了不同的桥梁基础
采用浅平
基础时若采用桩基时高架桥线路与路基线路相比距线路中心线30m处的振动强度可降低5dB
对于地铁列车的振动效应
文献[6]根据实
测轨道加速度得到了列车荷载的模拟动荷载文献[5]通过建立系统动力分析模型的方法就地铁列车运行时所引起的环境振动及振动波的传播规律进行了研究
地铁列车在隧道内高速运行时
振
级平均值为81dB振级平
均值为71.6dB
振级将不断衰减地铁振动影响的范围在很大程度上还取决于列车通过的速度及隧道的埋深振动干扰越强
埋深越大随距离增大而振动强度减弱的规律也适用于沿线建筑物
在传播过程中的衰减
要快于垂直方向
实测结果表明
因此在评价
楼房受列车运行所引起的振动影响时
对于常规的建筑物的平面而言
所以无论建筑物的走向与线路的相对
位置如何
总以其横向大于纵向振动的规律出现
一般来说特
别是在4层以下振动的强度有增大的趋势振动强度的分布有以下特点
以人体反应比较敏感
的低频为主60Hz的振动强度较大
随行车速度的提高
3.就地面振动随距离的衰减而言
同一列车引起的地面振动越大一般认为
见图1
(a) 地面振动随距离的变化规律 (b) 地面振动加速度随距离变化的规律
图1 实测地面振动加速度随距离的分布
40ω
L/m 0
20
4060
80
100
60646872768084无锡
北京G /d B
L/m L/m
L/m
工程设计CAD与智能建筑 2001(2)
21
北方交通
大学的研究生论文曾分别在桥梁跨度32m上承式钢板梁桥
10m
80km/h京广线
110km/h
结果见图1
可以发
现地面振动分别在距桥墩60m左右处和距线路40m左右处出现了加速度的反弹增大
随距离增大而振动强度减弱的规律也适用于沿线建筑
因而沿线建
筑物内的垂直方向的振动将大于水平方向的振动
建筑物的水平振动一般约小于垂直
振动10dB
可以垂直方向的振动为主长度
由列车所形成的振
动荷载几何上可以模拟成谐和线荷载波源
则可
将问题视为平面应变问题
其中kRks分别为瑞利波剪切波的波数KDD1仅为相依于介质泊松比的常数
其值并不随x的增加而衰减
第三项代表剪切波的振幅
则可忽略随着x -5/2衰减的项压力波和剪切波可视为随着x -3/2而衰减
而压力
波与剪切波会随着x 的增加而迅速衰减
可将
2
其中则三种波的振幅
均为出现一项随着指数衰减的项
瑞利波因材料阻尼的存在而呈衰减趋
势而在两种体波中
所以压力波的
衰减较剪切波为慢振动能量呈圆柱状扩散
点波源作用下
在地表面上并不衰
减P波和S波其振幅在地表面下将反比于接收点与线荷载距离的平方
各向同性的弹性半空间但是它给出了在点波源或线波源作用下
面波衰减的一些基本特征
经常会影响邻近
的结构物
设备等
有不可忽视的影响
因而对地面振动防止对策的研究已经成为一个非常重要的环境和工程问题
t
轻地面振动的有效措施
一般而言
橡胶垫层以及桩等屏障来截断
绕射各种应力波而达成
连续屏障是指屏障是连续的整体
用泥浆
非连续屏障指屏障由间断的屏障单体构成一般所研究的振动屏障问题一为主动隔振近场即利用间接或围绕振动的障壁由于主动隔振法的屏壁接近波源
P波和S波另一类为被动隔振远场
即在离振源较远处作屏障使之无法降低振动的地点
所以主要用来阻隔面波为主
散射和衍射的基础上
屏障屏障对波的散射效应决定其隔振效果
所以理论解多限于体波
但仍限于几种规则屏障
已有很多人做过研究
Pao[12]等曾利用解析的方法研究波在圆形及抛物线型障壁的折射问题
而使其解仅限于简单的几何形状和在特殊的理想条件下又有许多学者利用有限元配合特殊的人工边界研究了弹性基础对降低交通振动的效用
研究交通的隔振问题
指出非连续排桩屏障的散射效应决定隔振效果
为防止振动表面波的传播
筑墙等措施也能取得一定效果
弹性基础研究结果表明
但由于弹性基础的存在
所以无论是对于运行列车的平稳性还是对周围环境的隔振来说对于明沟和充填式沟渠而言减振沟越深
减振效果越好
对阻隔列车引起的振动而言
它可以完全切断振动波的传播就可以获得理想的隔振效果明沟有稳定性的问题
对于低频振动
对于高频振动上述三种隔振措施的效果都可以
4 结 论
虽然对于轨道交通系统对周围环境的影响这一课题国内外都做了不少工作
1
造成干扰性的振动或破坏必须首先了解地表下波传特性
工程实际中遇到的土都是非常复杂
必须在弹性波理论揭示的规律基础上
参 考 文 献
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2 耿传智等.高架轨道交通的振动与噪声控制.上海铁道大学
3 夏禾等.高架轻轨系统列车振动效应研究.地铁与轻轨1992
4 夏禾等.轻轨列车和高架桥梁系统的动力响应分析.北方交通大学学报1994
5 夏禾.车-桥-墩体系动力相互作用分析.土木工程学报1992
6 潘昌实等.地铁区间隧道列车振动测试与分析.土木工程学报1990
7 王毅.北京地下铁道振动对环境影响的调查与研究.地铁与轻轨
No.5
工程设计CAD与智能建筑 2001(2)
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