轨道交通系统对周围环境的振动影响
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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。
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。
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。
摘要分析了通过现场测试的上海轨道交通振动与噪声的影响程度,以及不同轨道结构与桥梁及声屏障的减振降噪效果。
从车辆、桥梁结构、轨道结构与管理、声屏障等方面,提出了城市轨道交通减振降噪的综合技术措施。
关键词城市轨道交通,环境影响,振动,噪声控制轨道交通由于轮轨接触、车辆设备(受电弓、电机、空调等) 等产生的振动和噪声对周围环境产生一定的影响。
随着人们生活水平的提高,对环境要求也越来越高。
城市轨道交通要走可持续发展的道路,在解决好交通的同时也要确保良好的生活环境。
本文通过对上海既有轨道交通线路的振动和噪声进行测试,收集了国内外有关资料,分析其对环境的影响程度,提出了车辆、桥梁、轨道结构、声屏障及轨道管理等方面的减振降噪措施。
1 轨道交通的振动测试结果及分析1. 1 振动的产生与传播机理城市轨道交通在运营过程中,列车车轮与钢轨之间产生撞击振动,经过轨枕、道床,传递至隧道或桥梁基础,再传递给地面,从而对周围区域产生振动,并进一步传播到周围建筑物。
这种振动干扰不仅对地铁沿线民宅、学校、医院等环境产生不良影响,而且可能对沿线基础较差的建筑物造成损害。
振动波在土介质中的传递过程,其作用机理及传播特性与地震基本相同。
这些振动波遇到自由界面时,在一定条件下重新组合,形成一种弹性表面波,随着离振源距离的不同,它们之间的能量也在改变,同时传播速度、衰减率也为距离的函数。
根据振动传播理论,振动从地面进入建筑物,不同结构建筑物其振动衰减也不同。
1. 2 振动测试结果表1 上海地铁1 号线的振动测试结果。
1. 3 测试结果分析结合振动的产生和传播机理来分析上述振动测试结果,可以看出:(1) 上海软粘土埋深10 m 左右地下线路中心处最大振级在75~80 dB表1 北京地铁沿线地面建筑物的振动测试资料[ 1 ](2) 矩形隧道结构DT Ⅲ 扣件道床振动加速度水平(94. 96 dB) 远小于盾构隧道结构DT Ⅲ 扣件道床振动加速度水平(105. 11 dB)(3) 扣件类型对地面建筑物振动影响明显,减振型钢轨扣件的减振效果比较明显。
轨道交通工程的环境影响分析随着城市化进程的加速,轨道交通工程作为一种高效、大运量的公共交通方式,在解决城市交通拥堵、改善居民出行条件等方面发挥着重要作用。
然而,轨道交通工程的建设和运营也不可避免地会对周围环境产生一系列影响。
本文将对轨道交通工程的环境影响进行全面分析。
一、轨道交通工程建设阶段的环境影响1、土地利用和生态破坏轨道交通线路的建设通常需要占用大量土地,包括耕地、林地和城市建设用地等。
这可能导致土地资源的减少和生态系统的破坏,影响野生动植物的栖息地和生物多样性。
此外,施工过程中的挖掘、填方等活动还可能引发水土流失、山体滑坡等地质灾害。
2、噪声和振动在施工期间,各类施工机械如钻孔机、打桩机、挖掘机等会产生强烈的噪声和振动。
这些噪声和振动不仅会对周边居民的生活和工作造成干扰,还可能对附近的建筑物产生一定的损害,尤其是对历史建筑和文物保护单位构成威胁。
3、大气污染施工过程中会产生大量的扬尘,包括土方开挖、物料运输和堆放等环节。
此外,施工机械的尾气排放也会增加空气中的污染物浓度,如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等,对周边空气质量造成不利影响,进而影响居民的身体健康。
4、水污染施工过程中产生的废水主要包括施工人员的生活污水、施工机械的清洗废水和隧道施工过程中的涌水等。
这些废水如果未经处理直接排放,将会污染周边的地表水体和地下水,破坏水环境质量。
二、轨道交通工程运营阶段的环境影响1、噪声和振动列车在运行过程中会产生轮轨噪声和车辆动力噪声,同时由于列车的振动还会通过轨道传递到周围地层,引起地面振动。
对于沿线居民来说,长期暴露在噪声和振动环境中可能会导致睡眠障碍、听力下降、心血管疾病等健康问题。
2、电磁辐射轨道交通系统中的供电设备、通信设备等会产生一定的电磁辐射。
虽然这些电磁辐射的强度一般在国家标准范围内,但对于一些特殊人群,如孕妇、儿童和老人等,可能仍会存在潜在的影响。
3、大气污染轨道交通虽然是一种相对清洁的交通方式,但在运营过程中,列车的制动系统、空调系统等仍会产生少量的废气排放。
浅析城市轨道交通的噪声与振动及其控制措施城市轨道交通是城市公共交通系统中的重要组成部分,如地铁、有轨电车等。
其建设和运营对城市环境产生了一定的噪声和振动。
这些噪声和振动不仅影响了周围居民的生活质量,也会对建筑物、道路和地下管线等设施造成损害。
控制城市轨道交通的噪声和振动对于城市环境保护和居民健康至关重要。
1. 城市轨道交通的噪声与振动来源城市轨道交通的噪声主要来源于列车行驶时的轮轨摩擦、列车牵引和制动系统、隧道通风系统以及车站乘客活动等。
在地铁和有轨电车的运行过程中,列车行驶时的轮轨摩擦是主要的噪声来源。
列车牵引和制动系统的运行也会产生一定的噪声。
而振动则主要由列车行驶时的轮轨交会引起,同时也会受到列车的牵引和制动力影响。
2. 城市轨道交通噪声与振动对城市环境和居民健康的影响城市轨道交通的噪声和振动对周围居民的健康和生活质量产生了一定的影响。
噪声对人体的影响主要表现为耳朵疾病、心理健康问题和睡眠障碍等。
长期暴露在噪声环境中会增加人们患上心脏病、高血压等心血管疾病的风险。
而振动能直接作用于人体,造成人体局部振动,导致疲劳和不适感,长期暴露还可能引发骨骼、关节等伤害。
城市轨道交通的噪声和振动也会影响周围的建筑物、地下管线等结构,使其受到破坏。
3. 城市轨道交通噪声与振动的控制措施为了有效控制城市轨道交通的噪声和振动,可以采取以下措施:(1) 优化轨道和车辆设计。
通过改进轨道和车辆的减振和隔声性能,减少列车行驶时的轮轨摩擦和制动噪声,降低振动。
(2) 采取隔音隔振措施。
在轨道、车站和隧道等重要区域设置隔音隔振设施,减少噪声和振动的传播。
如在轨道旁设置隔音墙、在隧道内安装减振装置等。
(3) 控制列车运行速度。
适当控制列车的运行速度,减少车辆行驶时的轮轨摩擦和制动噪声,同时减小列车通过时的振动影响。
(4) 定期检测和维护轨道和车辆。
进行定期的轨道和车辆检测和维护,确保轨道和车辆的良好运行状态,减少不正常噪声和振动的产生。
城市轨道交通对环境的影响摘要:轨道交通已成为国际化的大都市城市交通的骨干,有其他交通方式所没有的优势,在实现城市交通可持续发展对策中具有相当重要的地位,值得大力发展。
城市轨道交通在大城市迅速发展的同时,必将对外部环境带来负面影响,如何有效减少和解决负面影响就显得尤为重要。
文章分析了城市轨道交通现状以及其对周围生态环境环境的影响,阐述了在噪声、振动控制的相关技术措施,为城市轨道交通的建设和可持续发展提高了决策参考。
关键词:轨道交通优势环境影响措施正文:轨道交通是指城市中有轨的大运量的公共交通运输系统。
目前国际上已上线运营的城市轨道交通有市郊铁路、轻轨、地铁、有轨电车等7种类型。
我国城市轨道交通发展的历史牟今约为40年,经历了从无到有、由弱渐强的发展历程。
城市轨道交通的发展动向表明,我国城市轨道交通的建设总规模还会扩大,发展前景宏大,建设市场广阔。
但是,我国城市轨道交通在各大城市迅速发展的同时,必将对外部环境带来负面影响,如何有效减少和解决负而影响就显得尤为重要。
随着我国城市化和机动车化的发展,城市交通体系越来越多地需要占用大量的土地,消耗大量的燃料,产生大量的环境污染和生态负效应,而我国现有的资源(包括土地资源)储量和能源结构,以及基于城市发展模式和可持续发展进程的环境容量限制,对于城市交通的发展也有着各方面的制约作用。
一、城市轨道交通的优势轨道交通有许多其他交通方式无法比拟的优点,当前,中国许多大城市机动车拥有量以高于10%的速度增加,交通拥堵和机动车尾气对生态环境的影响日趋严重,轨道交通的优点更加凸显出来。
通过对日本大都市圈各种交通方式能耗及大气污染物质排放量以及各种城市交通方式占用道路面积及客运量进行比较,可明显看出轨道交通的优势所在:低能耗、低污染、运量大、占地少、速度快、安全可靠、运行准时等。
图表1:日本大城市圈各种交通方式能耗及大气污染物质排放量图表2:各种城市交通方式占用道路面积(静态)及客运量的比较图表3:城市轨道交通的特点1.城市轨道交通系统可节约大量的土地资源。
轨道交通系统的振动与噪声控制轨道交通系统作为现代城市中不可或缺的一部分,给人们带来了便利与高效的出行方式。
然而,由于列车运行以及与轨道的相互作用,会产生一定程度的振动和噪声。
这不仅对乘客和驾驶员的健康造成影响,也对周围环境产生了噪声污染。
因此,控制轨道交通系统的振动与噪声,成为了一个重要的研究领域。
本文将探讨轨道交通系统振动与噪声的形成原因以及相应的控制方法。
一、轨道交通系统振动的形成原因1. 列车的运行振动:列车在轨道上运行时,车轮与轨道之间的相互作用会引起机械振动。
当列车行驶速度较快或者通过曲线、道岔等轨道结构时,其运动状态复杂多变,振动的频率和幅度也会相应增加。
2. 轨道结构的不完美:轨道的铺设和维护存在一定的工艺问题和不完美性,如轨道间的偏差、焊接接头、道岔的位置不准确等,会导致轨道的不平整和不稳定,从而引起振动。
3. 地质条件:地质环境对振动的传播也有一定的影响。
如果轨道交通系统穿过地质条件复杂或地基不坚实的区域,地下水位较高等,都会增加振动的传播和噪声的扩散。
二、轨道交通系统振动与噪声控制的方法1. 车辆和轨道的设计改进:通过改进列车的车体结构和悬挂系统,减少车辆本身产生的振动。
同时,可以优化轨道结构的铺设和维护工艺,提高轨道的平整度和稳定性,减少振动的产生。
2. 减振措施的应用:在轨道系统中使用各种减振装置,如弹簧、减振垫、减振浮板等,可以减少振动的传播和噪声的扩散。
此外,也可以采用声屏障、隔离墙等措施,有效地隔绝噪声的传播。
3. 声波吸收材料的应用:在地铁车站、隧道等需要控制噪声的场所,可以使用吸音材料进行装饰,有效地吸收声波,减少噪声的反射和传播,降低环境噪声。
4. 科学监测与管理:对轨道交通系统的振动和噪声进行科学的监测与评估。
通过实时监测系统,及时发现问题,采取相应的调整和控制措施。
同时,加强管理和维护工作,定期对轨道和车辆进行检查和维修,保障系统的正常运行。
结论:轨道交通系统的振动与噪声控制是一个复杂而重要的问题。
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]。
浅析城市轨道交通的噪声与振动及其控制措施1. 引言1.1 研究背景城市轨道交通作为城市交通的重要组成部分,随着城市化进程的加快和人口密集度的增加,其在城市生活中的作用日益凸显。
城市轨道交通所带来的噪声和振动问题也逐渐成为人们关注的焦点。
在城市中,轨道交通所引发的噪声污染和振动扰动,不仅影响了周边居民的生活质量,还可能对周边环境造成不可逆转的破坏。
城市轨道交通噪声与振动问题的研究既关乎城市居民的生活质量,也关系到城市交通系统的可持续发展。
加强对城市轨道交通噪声与振动问题的研究和控制,对于改善城市环境质量、提升人民生活水平具有重要意义。
通过深入研究城市轨道交通的噪声与振动特点、影响因素以及控制措施,可以为相关部门制定更科学有效的管理政策和技术规范提供重要参考。
【研究背景】1.2 研究目的在城市中,轨道交通已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
随着城市化的进程加快,城市轨道交通所带来的噪声和振动也成为了人们普遍关注的问题。
研究的目的在于深入了解城市轨道交通噪声与振动的特点,分析其影响因素,探讨其危害,并提出有效的控制措施和振动控制技术,以减少对城市居民生活和健康的影响。
通过对城市轨道交通噪声与振动的研究,可以为相关政府部门提供科学依据和技术支持,推动城市轨道交通建设与管理的可持续发展,提升城市居民的生活质量和幸福感。
【200字】2. 正文2.1 城市轨道交通噪声与振动特点城市轨道交通噪音与振动是城市发展中不可避免的问题,其特点主要表现在以下几个方面:城市轨道交通噪音的频率较高,主要集中在轮轨和电机等运行部件产生的高频振动引起的噪音。
这些高频噪音不仅会影响周边居民的生活质量,还可能对人体健康产生不良影响。
城市轨道交通振动的幅值较大,尤其是在车辆行驶过弯道或通过道岔等曲线轨道时,振动现象更加显著。
这种振动不仅会加速轨道设施的磨损,还可能引起乘客在车厢内的不适感。
城市轨道交通的噪音与振动还受到城市环境的影响,比如交通密集的区域通常会受到更多的噪音干扰,而建筑物的反射和阻挡作用也会影响振动传播路径。
第29期2019年10月No.29October ,2019城市轨道交通对周边建筑物的振动影响与控制对策摘要:研究城市轨道交通对周边建筑物的振动影响并采取相应的控制对策降低其危害,对于推动整个社会经济发展,减小城市轨道交通系统对环境的负面影响有重要意义。
文章以无锡地铁1号线为例,就城市轨道交通对周边建筑物振动影响做简要研究,并探讨相应的减振措施。
关键词:轨道交通;振动影响;减振措施中图分类号:U2文献标志码:A 江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information吴赞阳(无锡地铁集团有限公司,江苏无锡214024)作者简介:吴赞阳(1981—),男,江苏无锡人,高级工程师,硕士;研究方向:轨道交通前期规划及设计。
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0~200Hz 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]。
轨道交通系统中的振动与噪声控制近年来,随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高,轨道交通系统在城市交通中的地位越来越重要。
然而,随之而来的问题却是轨道交通系统带来的振动与噪声。
这不仅会给乘客的出行体验带来不便,也可能给周围居民带来生活质量的下降。
因此,轨道交通系统中的振动与噪声控制成为一个亟待解决的问题。
首先,我们不得不承认,振动与噪声问题在轨道交通系统中是不可避免的。
由于列车的移动和车轮与轨道之间的接触,会产生一定的振动和噪声。
这些噪声主要分为结构噪声、空气噪声和地面振动三种类型,其特点各异。
结构噪声是由于列车的振动传递到汽车车厢、驾驶舱等结构上引起的,而空气噪声则是由于列车在运行过程中产生的气动声波导致的。
地面振动则是由于列车在高速行驶时对轨道和地基施加的振动力作用于周围环境所引起的。
这些噪声和振动对乘客的健康和舒适感造成了一定的影响。
为了解决这一问题,轨道交通系统中的振动与噪声控制已经成为一门研究学科。
在振动控制方面,可以通过采用隔振措施对列车进行振动隔离,从而减小振动对车内乘客的影响。
常用的隔振措施包括悬挂系统的改进、减震器的安装等。
同时,也可以通过改进轨道的铺设,降低轮轨之间的接触力,减小振动的产生。
在噪声控制方面,可以通过改进列车的设计和制造工艺,减少运行中产生的噪声。
此外,也可以通过对轨道和地基的改造,减小地面振动对周围环境的影响。
除了这些技术手段外,人们还可以采取一些管理措施来加强轨道交通系统中的振动与噪声控制。
例如,可以在建设轨道交通系统之前,进行噪声预测和评估,确定合适的建设方案。
同时,在列车运行中,也可以采取一些管理措施,如加强对列车的维护和检修,减少列车的机械故障和噪声产生。
此外,可以制定相关的法律法规,规范轨道交通系统的噪声排放标准,强制实施噪声控制措施。
综上所述,轨道交通系统中的振动与噪声控制是一个重要且复杂的问题。
我们需要从多个方面入手,采取多种措施来解决这一问题。
城市轨道交通的环境与社会影响1. 背景城市轨道交通作为一种大容量、高效率、低能耗的公共交通方式,已经成为解决城市交通拥堵、改善市民出行质量的重要手段然而,城市轨道交通的建设和运营过程中,对环境和周边社会的影响也不容忽视本文将从环境和社会两个方面,详细探讨城市轨道交通的影响2. 环境影响2.1 噪声与振动城市轨道交通的车辆运行、轨道振动等因素会产生噪声和振动,对周边环境和居民生活产生一定影响为了降低噪声和振动,可以采用减震降噪材料、优化车辆设计和运行方式等措施2.2 空气质量城市轨道交通的电能驱动方式使其具有较好的空气质量表现,相比燃油公交和私家车等传统交通方式,排放的尾气污染物较少但在地铁隧道内,由于空气不流通,可能会产生异味和有害气体积聚,需要通过通风设施进行处理2.3 能源消耗与碳排放城市轨道交通的能耗相对较低,尤其是在高峰期,其能源消耗和碳排放强度远低于常规公交和私家车然而,轨道交通的能源消耗仍然较大,需要加强节能减排技术的研究和应用城市轨道交通的建设和运营,对沿线生态环境可能产生一定影响如:占用土地、破坏地表植被、影响野生动物迁徙等在规划和建设过程中,应充分考虑生态保护,采取措施减少对生态环境的影响3. 社会影响3.1 出行效率城市轨道交通具有高容量、高效率的特点,可以有效缓解城市交通拥堵,提高市民出行效率此外,轨道交通的准时性、安全性也得到了市民的广泛认可3.2 经济发展城市轨道交通的建设可以带动沿线区域的经济发展,提高土地价值,促进商业繁荣同时,轨道交通的建设还能带动相关产业链的发展,增加就业机会3.3 城市规划城市轨道交通的规划与建设,有助于优化城市空间布局,引导人口和产业合理分布此外,轨道交通还能促进不同区域之间的联系,提高城市整体竞争力城市轨道交通的建设和运营,可能对沿线社区和居民的生活产生一定影响如:拆迁安置、噪音和振动污染等为了减轻这些影响,政府和企业应积极采取措施,如提高拆迁补偿标准、加强噪声和振动治理等4. 结论城市轨道交通作为一种绿色、高效的公共交通方式,在缓解交通拥堵、改善空气质量、促进经济发展等方面具有重要意义然而,其建设和运营过程中,对环境和周边社会的影响也不容忽视政府和企业应从规划、设计、建设、运营等各个环节,采取措施减轻环境影响,保障市民的利益同时,广大市民也应积极参与轨道交通建设,共同营造良好的城市交通环境以上就是关于“城市轨道交通的环境与社会影响”的详细讨论希望这份文章能对您有所帮助如有其他问题,欢迎随时提问1. 背景随着城市化进程的不断加快,城市人口和车辆增长迅速,交通拥堵、空气污染等问题日益严重城市轨道交通作为一种大容量、高效率、低能耗的公共交通方式,已经成为解决城市交通拥堵、改善市民出行质量的重要手段然而,城市轨道交通的建设和运营过程中,对环境和周边社会的影响也不容忽视本文将从环境和社会两个方面,详细探讨城市轨道交通的影响2.1 土地利用城市轨道交通的建设和运营,需要占用大量土地资源在地铁线路规划过程中,通常需要征收沿线土地,影响周边居民的正常生活同时,轨道交通站点周边的土地价值提高,可能会导致土地开发过度,影响城市生态平衡2.2 水土流失与地质影响轨道交通的隧道开挖、基坑支护等建设过程,可能对沿线地表和地下水土造成破坏,导致水土流失、地面沉降等现象此外,地铁隧道开挖还可能引发地质灾害,如塌方、涌水等2.3 生态系统影响城市轨道交通的建设和运营,可能对沿线生态环境产生一定影响如:占用土地、破坏地表植被、影响野生动物迁徙等在规划和建设过程中,应充分考虑生态保护,采取措施减少对生态环境的影响2.4 环境影响评价在城市轨道交通项目立项前,应进行环境影响评价,充分考虑项目对周边环境的影响如:噪音、振动、水质、空气质量等根据评价结果,制定相应的环境保护措施,确保轨道交通建设与环境保护的协调发展3.1 人口流动与就业城市轨道交通的建设和运营,有助于促进沿线区域的人口流动,提高城市整体人口流动性此外,轨道交通还能带动相关产业链的发展,增加就业机会,促进社会就业3.2 城市景观与文化建设城市轨道交通的建设和运营,对城市景观和文化建设也产生一定影响如:地铁站点的建筑设计、文化艺术品的展示等通过地铁站点的规划和设计,可以提升城市文化品味,丰富市民的精神文化生活3.3 社会治安城市轨道交通的建设和运营,对社会治安产生一定影响如:地铁站点周边的治安管理、恐怖袭击防范等政府和公安机关应加强轨道交通安全保卫工作,确保市民出行安全3.4 社会保障与公平城市轨道交通的建设和运营,可能对沿线社区和居民的生活产生一定影响如:拆迁安置、噪音和振动污染等为了减轻这些影响,政府和企业应积极采取措施,如提高拆迁补偿标准、加强噪声和振动治理等同时,轨道交通的票价制定和优惠政策,也应充分考虑市民的经济承受能力,保障社会公平4. 结论城市轨道交通作为一种绿色、高效的公共交通方式,在缓解交通拥堵、改善空气质量、促进经济发展等方面具有重要意义然而,其建设和运营过程中,对环境和周边社会的影响也不容忽视政府和企业应从规划、设计、建设、运营等各个环节,采取措施减轻环境影响,保障市民的利益同时,广大市民也应积极参与轨道交通建设,共同营造良好的城市交通环境应用场合1.政策制定与规划:这份文章可用于指导城市轨道交通的政策制定者和规划者,在轨道交通规划和建设过程中充分考虑环境和社交因素,确保可持续发展2.项目评估:在轨道交通项目立项前,文章可用于环境影响评估和社会影响评估,帮助决策者全面了解项目可能带来的影响,从而做出更合理的决策3.公众沟通与教育:文章可用于向公众解释轨道交通项目的重要性以及可能带来的影响,提高公众对轨道交通建设的认识和支持4.设计与建设:文章可作为轨道交通设计和建设团队的参考,确保在设计和建设过程中考虑到环境和社交因素5.运营管理:对于轨道交通运营商,文章可作为运营管理的参考,帮助他们更好地管理轨道交通线路,减轻对环境和社会的影响6.教育和研究:文章可作为相关学科的教育材料,帮助学生和研究人员了解城市轨道交通的环境和社会影响注意事项1.环境保护:在轨道交通建设和运营过程中,要充分考虑环境保护,采取有效措施减少噪音、振动、水质、空气质量等方面的影响2.社会公平与公正:在轨道交通规划和建设过程中,要充分考虑沿线社区居民的利益,确保拆迁安置、票价制定等政策公平合理3.公众参与:鼓励公众参与轨道交通建设,充分听取公众意见,提高公众对轨道交通项目的认识和支持4.持续监测与评估:在轨道交通建设和运营过程中,要持续监测其对环境和社交的影响,定期评估并采取相应措施5.多学科合作:城市轨道交通的环境和社会影响涉及多个领域,需要政府、企业、学术界、公众等多方面合作,共同解决可能出现的问题6.文化交流与保护:在轨道交通设计和建设过程中,要充分考虑城市文化和历史,保护和展示城市的文化特色7.安全保障:加强轨道交通安全保卫工作,确保市民出行安全,同时也要防范恐怖袭击等安全风险8.经济发展与就业:轨道交通建设可以带动相关产业链的发展,增加就业机会,促进经济发展9.土地资源合理利用:在轨道交通规划和建设过程中,合理利用土地资源,避免过度开发和土地浪费10.生态系统保护:在轨道交通建设和运营过程中,要充分考虑生态保护,避免破坏野生动物栖息地,减少对生态环境的影响通过以上应用场合和注意事项,我们可以更好地理解和应对城市轨道交通的环境和社会影响,确保轨道交通建设与城市可持续发展相协调。
轨道交通系统对周围环境的振动影响随着我国人民生活水平的提高,轨道交通系统对四周环境及接近建筑物的振动影响越来越引起人们的关注,并且随着我国城市轻轨交通系统的兴建,使环境振动污染的问题更加突出。
本文对此问题进行了系统的综述,并提出了削减建筑物振动的措施。
一、引言在欧美等西方发达国家,轨道交通系统引起的振动对四周环境的影响早已引起人们的留意,并且把振动列为七大环境公害之一【1】。
而在我国,随着经济的发展和人们生活水平的提高,振动问题也引起了一些专家学者的留意。
振动试验表明,振动对于居住在铁路线四周的居民的影响特别大,并且危害人们的身心健康,当振动加速度达65dB时,对睡觉有稍微影响;振动加速度达到69dB时,全部轻睡的人将被惊醒;振动加速度达到74dB 时,除酣睡的人,一般状况下,其他人将惊醒【2】。
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,考察了铁路沿线居民区受列车运行引起的环境振动污染现状,测试结果表明,离轨道中心线30m之内区域的振级大部分接近80dB。
这样高的振级将极大地影响铁路沿线居民的日常生活及身心健康。
因此,着手研究振动污染规律、振动产生的原因、振动传播途径及掌握方法具有特别重要的意义。
在我国,随着现代化的进行,交通系统大规模发展的趋势极为快速。
由于城市轨道交通系统(包括地下铁道和城市高架轻轨)具有运量大、速度快、安全牢靠、对环境污染少、不占用一般道路等优点,已成为解决城市交通拥挤和削减污染的一种有效手段。
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,而且不少城市还在筹建轻轨交通系统。
近年来在城市交通系统建设中,对于振动可能影响环境和周边建筑物内居民生活和工作的问题也进行了预估。
如拟议中的西直门至颐和园轻轨快速交通系统可能对四周文化和科研机构产生的振动和噪声影响、地铁南北中轴线可能对故宫等古建筑的振动影响。
为此,Y市地铁总公司、Y 市城建设计院、Y市环境保护局、北方交通大学、铁道部科学研究院等单位已经开头结合X市、X市等一些大城市修建地铁、轻轨交通系统时车辆引起的环境振动的工程实际进行研究,发表了有关地铁、轻轨车辆作用下隧道及高架桥梁的振动、振动波的传播及其对四周环境和建筑物影响的初步研究成果。
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。
轨道交通系统对周围环境的振动影响曲经建夏禾石红兵(北方交通大学土木建筑学院)【摘要】随着我国人民生活水平的提高,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,并且随着我国城市轻轨交通系统的兴建,使环境振动污染的问题更加突出。
本文对此问题进行了系统的综述,并提出了减少建筑物振动的措施。
关键词轨道交通系统环境振动一、引言在欧美等西方发达国家,轨道交通系统引起的振动对周围环境的影响早已引起人们的注意,并且把振动列为七大环境公害之一【1】。
而在我国,随着经济的发展和人们生活水平的提高,振动问题也引起了一些专家学者的注意。
振动试验表明,振动对于居住在铁路线周围的居民的影响非常大,并且危害人们的身心健康,当振动加速度达65dB时,对睡觉有轻微影响;振动加速度达到69dB时,所有轻睡的人将被惊醒;振动加速度达到74dB时,除酣睡的人,一般情况下,其他人将惊醒【2】。
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,考察了铁路沿线居民区受列车运行引起的环境振动污染现状,测试结果表明,离轨道中心线30m之内区域的振级大部分接近80dB。
这样高的振级将极大地影响铁路沿线居民的日常生活及身心健康。
因此,着手研究振动污染规律、振动产生的原因、振动传播途径及控制方法具有非常重要的意义。
在我国,随着现代化的进行,交通系统大规模发展的趋势极为迅速。
由于城市轨道交通系统(包括地下铁道和城市高架轻轨)具有运量大、速度快、安全可靠、对环境污染少、不占用一般道路等优点,已成为解决城市交通拥挤和减少污染的一种有效手段。
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,而且不少城市还在筹建轻轨交通系统。
近年来在城市交通系统建设中,对于振动可能影响环境和周边建筑物内居民生活和工作的问题也进行了预测。
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、地铁南北中轴线可能对故宫等古建筑的振动影响。
为此,北京市地铁总公司、北京市城建设计院、北京市环境保护局、北方交通大学、铁道部科学研究院等单位已经开始结合北京、上海等一些大城市修建地铁、轻轨交通系统时车辆引起的环境振动的工程实际进行研究,发表了有关地铁、轻轨车辆作用下隧道及高架桥梁的振动、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。
二、振动的产生及传播规律轨道交通系统振动对环境和周边建筑物的影响一般通过以下方式进行:由运行列车对轨道的冲击作用产生振动,并通过结构(隧道基础和衬砌或桥梁的墩台及其基础)传递到周围的地层,进而通过土介质向四周传播,进一步诱发附近地下结构以及建筑物(包括其结构和室内家具)的二次振动和噪声,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。
轨道交通系统的振动主要由以下几个方面产生:(1)列车以一定的速度运行时,对轨道的重力加载产生的冲击;(2)列车在轨道上运行时,轮轨相互作用产生的车轮与钢轨结构的振动;(3)当车轮滚过钢轨接头时,轮轨相互作用产生的车轮与钢轨结构的振动;(4)轨道的不平顺和车轮的损伤也是系统振动的振源。
对于高架轻轨系统,其影响因素主要有列车速度、车辆重量、桥梁结构类型和基础类型、跨度、刚度、挠度等,列车与桥梁前相互作用也会加大振动作用。
对于地下铁路,其影响因素主要有列车速度、车辆重量、隧道基础和衬砌结构类型、轨道类型、是否采用隔振措施等。
在理论分析方面,由于国内还没有建成高架轻轨系统,文献[ 3」-[ 5」采用二维的车一桥共同作用力学模型,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,然后再采用"桥墩一基础一地基"二维共同作用的模型,通过动力响应分析,求得了通过桥墩并垂直于线路的横断面上的地基和地面的振动特性。
通过分析和计算,得到了以下结论:轻轨列车振动所引起的附近地面振动,在某一距离范围内,将随距轻轨线路距离的增加而衰减;在一定距离内又出现了反弹增大(大约在40~60m间),但总趋势是随距离的增大而衰减;轻轨系统桥梁的基础类型对地面的振动影响比较大,采用桩基时由列车运行所引起的地面振动的位移汇度伽速度值均较采用平基时的小许多,且采用桩基时,地面振动随距线路距离的增加而衰减的速度也较平基为大。
甚至由于采用了不同的桥梁基础,沿线建筑不同楼层的振动响应也有所不同。
采用浅平基础时,高楼层的响应比低楼层的剧烈,若采用桩基时,各楼层的差别就小得多;高架桥线路与路基线路相比,环境振动将大幅度降低。
距线路中心线30m处的振动强度可降低5~10dB。
对于地铁列车的振动效应,除了通过现场实测了解其对周围环境的振动影响以外,文献[6」根据实测轨道加速度得到了列车荷载的模拟数学表达式,进而采用有限元方法分析了隧道和周围土体的振动特性;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。
已有调查表明【7】,地铁列车在隧道内高速运行时,距轨道水平距离 1.5m处,振级平均值为81dB,距轨道水平距离24m处,振级平均值为71.6dB。
这说明随着距轨道水平距离的增加,振级将不断衰减。
此外,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。
速度越高,振动干扰越强,响应的影响范围越大,埋深越大,影响范围也越小。
随距离增大而振动强度减弱的规律也适用于沿线建筑物。
由于列车运行所引起的地面水平振动,在传播过程中的衰减要快于垂直方向,因而沿线建筑物内垂直方向的振动将大于水平方向的振动。
实测结果表明:楼房的水平振动一般小于垂直振动十几分贝,因此在评价楼房受列车运行所引起的振动影响时,可以垂直方向为主。
对于建筑物的平面而言,其纵向劲度大于横向劲度,所以无论建筑物的走向与线路的相对位置如何,当建筑物受到列车运行所引起的振动影响时,总以其横向大于纵向振动的规律出现。
就不同楼层高度而言[8],一般来说,对于低层建筑,特别是在四层以下,随着楼层的增高,振动的强度有增大的趋势。
随着列车速度的提高,附近建筑物内测得的振动有增大的趋势,尤其楼房内侧的振动表现得特别明显。
而由列车振动引起的沿线地面建筑物的振动,其振级的大小又与建筑物的结构形式、基础类型以及与地铁的距离有密切的联系。
对于基础良好、质量较大的高层钢筋混凝土建筑,由于其固有频率低,不易被激励起较大的振动,因而其振级较自土壤传来的振级有相当大的衰减,衰减量可达10~20dB,因此在距地铁隧道水平距离32m处,高层建筑物地下室内实测振级不大于60dB,一层以上则测不出地铁行驶时引起的振动;基础一般的砖混结构住宅楼可衰减5~10dB;而基础较差的建筑,如轻质结构或浅基础的建筑,则衰减量很少,其振级与土壤振级相近,甚至还会出现室内振动大于室外地面振动的现象。
根据实测结果可知,振动强度的分布有以下特点:(1)在振源的频率分布上,以人体反应比较敏感的低频为主,其中50~60Hz的振动强度较大。
(2)在列车速度的影响上,随行车速度的提高,振动有增大的趋势。
(3)就地面振动随距离的衰减而言,距轨道中心线越近,同一列车引起的地面振动越大,反之则越小。
一般认为,列车运行所产生的地面振动随距线路距离的增加而有较大的衰减是一般规律,见图1(a),但是也有文献得出了不同的结果。
文献[9]和[10]曾分别在桥梁(京沈线滦河桥,跨度32m上承式钢板梁桥,桥墩高8~10m,车速50~80km小)和线路附近(京广线,车速 25~110km/h)测试了列车通过时地面振动加速度随距离的变化规律,结果见图1( b)。
图1中G为振级,ω为各测点加速度与路基处加速度的比值。
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。
这一测试结果是与理论计算的结果相吻合的。
随距离增大而振动强度减弱的规律也适用于沿线建筑,由于列车引起的地面水平方向振动在传导过程中的衰减要快于垂直方向的振动,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。
实测结果表明:建筑物的水平振动一般约小于垂直振动10dB,因此在评价建筑物受轨道交通系统影响时,可以垂直方向的振动为主。
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。
若考虑一弹性半空间受一单位垂直荷载,则可将问题视为平面应变问题,其地表面上的水平位移和垂直位移可分别写为其中kR,kp,ks分别为瑞利波、压力波、剪切波的波数,而H,K,C,D,C1,D1仅为相依于介质泊松比的常数。
所以,式中的第一项代表瑞利波的振幅,其值并不随x的增加而衰减,第二项代表压力波的振幅,第三项代表剪切波的振幅,若x足够远,则可忽略随着衰减的项,在此情况下,压力波和剪切波可视为随着而衰减。
从以上三式中可看出瑞利渡并不衰减,而压力波与剪切波会随着x的增加而迅速衰减,若介质为粘弹性材料,可将(1),(2)式中的波数均乘以,其中,β为迟滞阻尼系数,则三种波的振幅均为出现一项随着指数衰减的项,而且随着波速越快衰减越没,瑞利波因材料阻尼的存在而呈衰减趋势,但其振幅依旧较体波为高,而在两种体波中,则由于压力波波速较剪切波波速快,所以压力波的衰减较剪切波为慢。
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)。