钢弹簧浮置板.
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1 2020年4月19日
钢弹簧浮置板整体道床施工方案 一、编制依据及编制原则 1、编制依据 1.1南宁市轨道交通1号线一期工程轨道工程施工02标合同文件; 1.2南宁市轨道交通1号线一期工程轨道工程施工02标《实施性施工组织设计》; 1.3《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999) ; 1.4《铁路轨道工程施工质量验收标准》(TB10413- ); 1.5《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308- ); 1.6 《钢筋焊接及验收规范》JGJ18- ; 1.7《预拌混凝土》(GB/14099- ); 1.8《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ49-92; 1.9《浮置板轨道技术规范》(GJJ/T191- ); 1.10《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204- ( ); 1.11南宁市轨道交通1号线一期工程轨道工程钢弹簧浮置板道床设计图及相关设计交底文件 1.12我项目部对现场的调查资料。 2、编制原则 认真贯彻执行国家及南宁市方针、政策、标准和设计文件,严格执行基本建设程序,实现分部分项工程的全部功能;合理选择施工工具和设备,在满足施工工期的条件下,确保工程质量和施工安全。 二、工程概况 文档仅供参考,不当之处,请联系改正。 2 2020年4月19日
1、工程简介 南宁市轨道交通1号线一期02标段以白苍岭站(不含)界为起点,线路途经火车站、民族大道、高坡岭路,终至南宁东站。施工范围SK14+375.974~SK32+136.629正线及辅助线(含屯里车辆段出入线整体道床地段)的轨道系统,及屯里车辆段铺轨基地和南湖站铺轨基地的建设。 本工程共有钢弹簧浮置板整体道床3.21km,分布在白火区间、火朝区间、南金区间、埌百区间,全部在圆形隧道范围内。 2、钢弹簧浮置板道床设计概况 钢弹簧浮置板轨道结构是一种新型的特殊减振轨道结构形式,由道床板、钢弹簧隔振器、剪力铰、密封条、水平限位装置、钢轨与扣件等组成。它将具有一定质量和刚度的混凝土道床板置于钢弹簧隔振器上,构成质量-弹簧-隔振系统。经过钢弹簧浮置板到床的隔离,列车产生的强大振动只有极少量会传递到下部结构,对下部结构和周围环境起到很好的保护作用。 2.1主要设计参数 ⑴设计轴重:采用B型车,轴重140KN; ⑵最高运行速度:80km/h; ⑶钢轨类型:60kg/m,标准轨距1435mm; ⑷扣件及轨枕类型:扣件为DTⅥ2型扣件,扣件间距按照1600对/km,轨枕采用短轨枕; 文档仅供参考,不当之处,请联系改正。 3 2020年4月19日
V 4.0钢弹簧浮置板道床减振系统——检修维护技术手册——隔而固(青岛)振动控制有限公司2013年10月1、一般规定本手册用于规范、指导钢弹簧浮置板道床检修维护工作,以保证钢弹簧浮置板道床的安全运营及隔振效果。
本手册适用于现浇施工(包括钢筋笼法和散铺法)的钢弹簧浮置道床。
运营养护维修应同时遵守CJJ/T191-2012《浮置板轨道技术规范》等规范规程的要求。
钢弹簧浮置道床系统要处于正常的工作状态,就必须保证浮置道床混凝土结构、钢弹簧隔振器及浮置道床基底混凝土结构等处于正常的状态,即相对于初始状态的变化值都在相关规定的范围之内。
浮置道床混凝土结构,其施工、验收与检修维护与城市轨道交通工程中其他钢筋混凝土结构一样,执行国家标准GB50666-2011《混凝土结构工程施工规范》和GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》。
主要是目测检查是否有新增裂缝或破损,无需其他特殊检查。
钢弹簧浮置道床地段的钢轨、扣件,其几何尺寸、轨道状态的技术指标与城市轨道交通的普通整体道床地段的技术要求、维护内容和方法等完全相同,无特殊要求。
钢弹簧隔振器基本上为免维护产品,正常情况下,不需要特殊的维修保养。
钢弹簧浮置道床的检修维护可按照日常巡检、定期检查、特殊检查三种形式执行。
1.1 日常巡视日常例行巡道检查时,主要靠目测检查。
检查内容包括道床面有无杂物,基底水沟是否有积水、道床板是否有明显的变形等。
没有这些现象为正常;存在上述任何一种情况就需要进行进一步的检查以决定需要采取的处理措施。
日常巡检的项目包括:道床结构的外观;隔振器外筒情况;浮置道床地段排水情况;剪力铰的工作状况;密封条的状况;集水坑沉沙情况。
1.2 定期检查定期检查主要包括对道床静态变化的测量记录,对隔振器及相关部件的抽查。
道床面的静态变化是通过量测埋设在板面上的测量点的标高并与原始记录比较以确定其工作状态,标高差值在2mm以内为正常状态,否则要进行进一步的检查找出原因并做相应处理。
一、编制依据及编制原则1、编制依据1.1南宁市轨道交通1号线一期工程轨道工程施工02标合同文件;1.2南宁市轨道交通1号线一期工程轨道工程施工02标《实施性施工组织设计》;1.3《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-2019)2019年版;1.4《铁路轨道工程施工质量验收标准》(TB10413-2019);1.5《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2019);1.6 《钢筋焊接及验收规范》JGJ18-2019;1.7《预拌混凝土》(GB/14099-2019);1.8《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ49-92;1.9《浮置板轨道技术规范》(GJJ/T191-2019);1.10《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2019(2019年版);1.11南宁市轨道交通1号线一期工程轨道工程钢弹簧浮置板道床设计图及相关设计交底文件1.12我项目部对现场的调查资料。
2、编制原则认真贯彻执行国家及南宁市方针、政策、标准和设计文件,严格执行基本建设程序,实现分部分项工程的全部功能;合理选择施工工具和设备,在满足施工工期的条件下,确保工程质量和施工安全。
二、工程概况1、工程简介南宁市轨道交通1号线一期02标段以白苍岭站(不含)界为起点,线路途经火车站、民族大道、高坡岭路,终至南宁东站。
施工范围SK14+375.974~SK32+136.629正线及辅助线(含屯里车辆段出入线整体道床地段)的轨道系统,及屯里车辆段铺轨基地和南湖站铺轨基地的建设。
本工程共有钢弹簧浮置板整体道床3.21km,分布在白火区间、火朝区间、南金区间、埌百区间,全部在圆形隧道范围内。
2、钢弹簧浮置板道床设计概况钢弹簧浮置板轨道结构是一种新型的特殊减振轨道结构形式,由道床板、钢弹簧隔振器、剪力铰、密封条、水平限位装置、钢轨与扣件等组成。
它将具有一定质量和刚度的混凝土道床板置于钢弹簧隔振器上,构成质量-弹簧-隔振系统。
浅谈地铁预制钢弹簧浮置板精调施工控制摘要:通过简要介绍地铁预制钢弹簧浮置板的施工方法,分析了地铁预制钢弹簧浮置板施工过程中,各个环节的施工控制要点,提出了一整套较为可靠的精调施工质量控制措施,对地铁预制钢弹簧浮置板这一新型轨道结构的施工,具有一定的借鉴意义。
0引言随着预制钢弹簧浮置板显著的优点逐渐被认同,先后在上海、北京、武汉等国内多个大城市的城市轨道交通施工中开始推广使用。
但是在预制钢弹簧浮置板精调施工过程中,仍然存在施工工艺复杂、工装投入费用高、施工效率低、质量难于控制等难题。
本文通过规范现场作业标准和作业流程,达到现场精调的高效率,总结出一套工艺简单、工装投入费用低、施工效率高、有效控制质量的预制钢弹簧浮置板精调施工方案,实现预制钢弹簧浮置板施工质量可控。
1预制钢弹簧浮置板施工的特点预制钢弹簧浮置板精调采用液压油顶、斜支撑等现场常用工具,较传统的专用三向调节器更方便快捷。
预制钢弹簧浮置板就位时,利用中心基标控制前后、左右方向,可将前后控制在±2mm,左右控制在±10mm,省去了在基底上弹出预制钢弹簧浮置板轮廓线的程序。
利用CPⅢ控制网对预制钢弹簧浮置板进行精调,将预制钢弹簧浮置板的前后、左右及标高精度均控制在±2mm,较传统控制基标提高了施工精度。
本文涉及的精调施工无需精调软件,只需通过公式计算出沿中心线板端两点设计坐标及四角四个点设计标高,就可以采用水准仪和全站仪进行测量,控制预制钢弹簧浮置板的方向和标高。
将精调施工划分为若干个施工工序,每个工序互不干扰,形成流水作业,有效提高施工效率,可将施工进度提高至90m/天。
2预制钢弹簧浮置板施工的基本方法根据线路及现场实际情况,采用厂内预制钢弹簧浮置板,将成品预制钢弹簧浮置板通过汽车运输至铺轨基地。
在铺轨基地内使用龙门吊将预制钢弹簧浮置板吊装至平板车上,用轨道车运输至施工作业面,隧道内提前进行预制钢弹簧浮置板道床基底施工,待预制钢弹簧浮置板运输至现场后,进行预制钢弹簧浮置板铺设、粗调、精调、安装圆形隔振器和密封条、安装钢轨扣件等作业。
地铁钢弹簧浮置板减震道床施工精度质量控制简析提要:钢弹簧浮置板减振道床是近年来在国内地铁领域中广泛采用的一种新型减震道床形式,它包含基础垫层、隔离层、隔振器、浮置板、剪力铰、顶升等工程内容。
由于钢弹簧浮置板减振道床结构复杂,施工工序多,干扰大,其铺设施工精度和质量控制成为地铁施工难点、重点。
本文以上海地铁13号线一期工程的钢弹簧浮置板施工为例,阐述了钢弹簧浮置板施工中采取的解决办法,保障了钢弹簧浮置板的施工质量。
关键词:地铁减震道床﹑钢弹簧浮置板﹑施工、精度控制abstract: the steel spring floating slab vibration reducing track bed is widely used in domestic metro areas in recent years a new type of shock absorber form of track bed, which contains the basic cushion, barrier isolator, floating slab, shear hingetop promotion of engineering content. the complex structure of the steel spring floating slab vibration reducing track bed construction process, interfere with, laying accuracy and quality control of the subway construction difficulties, the focus. steel spring floating slab construction of shanghai metro line 13, an engineering, for example, described the solution adopted in the steel spring floating slab construction, to protect the quality of the steel spring floating slab construction.key words: the subway damping road bed, steel spring floating slab, construction, precision control 中图分类号: u213.7 文献标识码:a 文章编号:1、工程概况上海市轨道交通13号线一期工程,起点为华江路站,终点为南京西路站,正线全长16.468km/双线,全线正线均为地下线路。
目录一、施工概况 (1)二、施工范围 (1)三、编制依据 (1)四、总体施工安排 (1)五、施工计划安排 (1)六、人员及机具组织 (2)1、施工人员安排 (2)2、主要施工机具安排 (2)七、浮置板轨道结构 (3)八、浮置板轨道主要技术标准 (4)九、施工工艺流程及操作要点 (5)1、浮置板基标设置 (7)2、浮置板基底清理及钢筋绑扎 (7)3、支立中心水沟模板 (8)4、基底混凝土施工 (8)5、混凝土养生 (8)6、基底高程及平整度检查、整修 (9)7、中心水沟盖板的安装及隔离膜的铺设 (9)8、浮置板钢筋笼轨排拼装 (9)9、钢筋笼的吊装及运输 (12)10、浮置板轨排架设及剪力铰、伸缩缝施工 (13)11、轨道几何尺寸调整 (14)12、浮置板道床混凝土立模及浇筑 (15)13、轨道清理 (15)14、浮置板顶升作业 (15)十、工程质量保证措施 (16)1、施工过程控制 (16)2、隐蔽工程检查控制 (17)十一、安全及职业健康保证措施 (18)十二、环保及文明施工 (18)钢弹簧浮置板道床施工方案一、施工概况略二、施工范围浮置板道床施工地段:(线路共长940m)左线ZDK17+580~ZDK18+050右线YDK17+580~YDK18+050三、编制依据《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》(CJJ49-92);《铁路轨道设计规范》(TB10082-2005);《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》(GB50308-2008);《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)2003年版;《铁路轨道施工及验收规范》(TB10302-96);《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002);《混凝土结构设计规范》(GB500010-2002);四、总体施工安排钢弹簧浮置板道床施工主要分基底和板块两部分,基底部分施工在现场进行钢筋绑扎、浇注混凝土;板块部分在铺轨基地绑扎钢筋笼形成轨排,然后通过轨道车运往施工现场进行架设及“耳朵”筋绑扎,在轨排完成架设、支立模板、轨道调整、套筒调整等工序后进行混凝土浇筑。
浅谈现浇钢弹簧浮置板整体道床施工摘要:本文介绍了“钢筋笼拼装整体式”现浇钢弹簧浮置板整体道床的施工方案、工艺及方法,并对其在保证轨道连续施工,缩短施工周期,加快进度,提高工效,节约成本方面进行了探讨。
关键词:现浇钢弹簧浮置板整体道床施工1、前言随着城市轨道交通的快速发展,钢弹簧浮置板整体道床因其优越的降噪减振效果而在城市轨道地铁中的高级及特殊减振地段被广泛应用,但因其结构复杂、精度要求高、材料用量大、施工工序多等特点,钢弹簧浮置板整体道床的施工在城市轨道工程的施工中一直是一个难题,本文以现浇钢弹簧浮置板整体道床的施工为例,提出“钢筋笼拼装整体式”现浇钢弹簧浮置板整体道床的施工方案、工艺及方法,解决了2个问题:一是在正式轨道施工前不需提前施工钢弹簧浮置板整体道床,确保轨道工程施工连续进行;二是提高了工效,加快了施工进度,缩短了施工工期,解决了施工工期与施工进度的矛盾,节约了成本,这对指导现场施工有一定的参考价值。
2、现浇钢弹簧浮置板整体道床施工方案的提出长期以来,钢弹簧浮置板整体道床施工采用传统的架轨法提前施工,即预铺方式,第一步是先浇筑浮置板基础混凝土;第二步是通过车站出入口、竖井人工将钢筋等轨料运送到施工作业面,铺设塑料薄膜,人工现场在基础面上铺设道床钢筋、安装内外套筒;第三步是对几何位置调整好的钢弹浮置板轨道进行混凝土浇注,混凝土采用泵送方法浇注,浇注混凝土时调轨支架螺旋支腿外安装pvc 管外套筒;第四步是钢弹浮置板道床混凝土达到设计强度后对钢弹浮置板进行顶升;第五步是采用铺轨龙门吊铺设钢轨。
传统的架轨法提前施工钢弹簧浮置板整体道床的施工方案不仅造成轨道工程断续施工,且施工进度相当缓慢,每天每个作业面最多施工5~时雨10m,投入劳动力多,施工周期长,作业面多,因而成本也相当高。
为了解决上述两大问题,采用“钢筋笼拼装整体式”现浇钢弹簧浮置板整体道床的施工方案,该方案能使钢弹簧浮置板整体道床的施工与普通整体道床同时连续施工,且施工进度快,每天每个作业面可施工50m,施工周期短,降低了成本。
附件一:城市轨道交通弹簧浮置板轨道技术标准The standard for spring floating slab track structure ofurban rail transit前言为加强上海城市轨道交通建设管理,统一规范上海城市轨道交通弹簧浮置板轨道结构的设计、施工、验收与检测、维修养护以及弹簧减振器的供货与检验试验,保证工程质量,编制并完善了《城市交通弹簧浮置板轨道技术标准》。
本标准的编制依据国家、行业和地方有关标准和规范,结合上海城市轨道交通工程的特点和实际,进行了广泛的调查研究,总结了近年来我国弹簧浮置板轨道结构的科研成果和工程实践,并广泛征求了有关单位和专家的建议和意见。
《城市轨道交通弹簧浮置板轨道结构标准》主要内容包括总则、术语、弹簧浮置板轨道结构设计、弹簧浮置板轨道结构隔振器及附件供货技术条件、弹簧浮置板隔振器组件的产品检验标准和方法、弹簧浮置板轨道结构施工与安装、弹簧浮置板轨道结构施工验收与检测试验、弹簧浮置板轨道结构现场检验方法和标准以及弹簧浮置板轨道结构检修维护技术条件。
本标准以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
目录1 总则 (1)2 术语 (2)3 弹簧浮置板轨道结构设计 (3)3.1 一般规定 (3)3.2 结构设计要求 (3)3.3 系统性能设计要求 (4)4 弹簧浮置板轨道结构隔振器及附件供货技术条件 (6)4.1 一般规定 (6)4.2 技术要求 (6)4.3 验收方法 (8)4.4 包装、运输及储存 (13)5 弹簧浮置板隔振器组件的产品检验标准和方法 (14)6 弹簧浮置板轨道结构施工与安装 (16)6.1 一般规定 (16)6.2 器材整备、堆放及运输 (16)6.3 基标设置 (17)6.4 基底处理 (17)6.5 铺设隔离层与隔振筒定位安装 (17)6.6 轨道架设与扣件安装 (18)6.7 钢筋加工与安装 (18)6.8 模板加工与安装 (19)6.9 轨道位置调整 (19)6.10 浇筑浮置板道床混凝土 (19)6.11 弹簧浮置板减振道床顶升 (20)7 弹簧浮置板轨道结构施工验收与检测试验 (21)7.1 一般规定 (21)7.2 弹簧浮置板轨道结构施工验收 (25)7.3 弹簧浮置板轨道结构道岔施工验收 (28)8 弹簧浮置板轨道结构现场检测方法和标准 (31)9 弹簧浮置板轨道结构检修维护技术条件 (33)9.1 一般规定 (33)9.2 弹簧浮置板轨道结构的检修维护形式与周期 (33)9.3 弹簧浮置板轨道结构的检修维护内容 (33)9.4 弹簧浮置板轨道结构的检修维护方法与标准 (34)9.5 弹簧浮置板的专用检修维护工具系统 (37)9.6 弹簧浮置板的辅助监测系统 (37)附录A 隔振器组件静刚度检验方法 (39)附录B 弹簧浮置板轨道结构现场检测记录 (41)本标准用词说明 (42)引用标准名录 (43)本标准条文说明 (45)1.0.1为加强上海城市轨道交通建设管理,统一规范上海城市轨道交通弹簧浮置板轨道结构的设计、施工、验收与检测、维修养护以及弹簧减振器的供货与检验试验,保证工程质量,制定本标准。
钢弹簧浮置板道床施工方案比选研究刘检元发布时间:2021-11-23T01:57:38.588Z 来源:基层建设2021年第25期作者:刘检元[导读] 钢弹簧浮置板道床是一种有效的减振措施,近年来在国内地铁领域被广泛采用,本文从目前钢弹簧浮置板施工所采用的各种施工方案进行比选分析,研究各种方案的优缺点。
东莞市轨道一号线建设发展有限公司 523000摘要:钢弹簧浮置板道床是一种有效的减振措施,近年来在国内地铁领域被广泛采用,本文从目前钢弹簧浮置板施工所采用的各种施工方案进行比选分析,研究各种方案的优缺点。
关键词:钢弹簧浮置板;预制式钢弹簧浮置板;施工工法引言按照《地铁设计规范》(GB50157----2003)要求:线路中心距离医院、学校、精密仪器厂、文物保护和高级宾馆等建筑物小于20m及穿越地段,宜采用特殊减振轨道结构,即在一般减振轨道结构的基础上,采用浮置板整体道床或其他特殊减振轨道结构型式。
钢弹簧浮置板道床施工较普通整体道床施工更能体现“控制”及“精度”的概念,不仅控制环节多,而且控制难度大、精度要求高。
1概述采用钢弹簧浮置板设计的道床结构,主要包括几个核心的部分,分别是基础部分、钢弹簧阻尼器、钢筋混凝土道床板、钢轨、轨道联接扣配件等,通过这些构成部分的共同作用,形成了一种良好的隔振减振系统,其对于轨道交通中的各种振动都有很好的适应性。
整个隔振系统在运行过程中所表现出来的特点是,其参与振动的列车重量越大,所形成的弹性反馈就会越高,实际的隔振效果也会表现得越好。
整个钢轨利用各种扣件被有效固定在铺设的浮置道床板上,这些被固定的浮置板主要利用阻尼隔振器和其下的结构形成有效的隔离。
当列车快速通过,因车轮与轨道撞击摩擦形成的振动,会在通过那些预置的隔振器时被有效隔离,而只是一小部分振动会传给铁轨下的基础结构钢弹簧浮置板道床经过多年的发展,施工工艺已较为成熟,目前钢弹簧浮置板施工方法主要有三种方案:“散铺法”、“钢筋笼轨排法”、“预制装配法”。
城市铁路西直门车站钢弹簧浮置板道床的应用与设计 摘 要:从减振原理、应用场所、方案设计、各专业配合等方面,介绍了正在建设的城市铁路西直门车站减振型轨道结构的设计,为今后类似工程条件的设计提供借鉴。 关键词:钢弹簧浮置板、隔振、设计 1 西直门车站的周边环境及减振要求 北京市西直门--东直门城市铁路工程(以下简称“城铁”)是北京申奥承诺的轨道交通线路之一,是全国第一条集地下线、高架线、地面线为一体的快速轨道交通项目,全长40.6km。西直门车站是“城铁”的起点站。 “城铁”西直门站位于繁华的西直门地区新建的西直门交通枢纽之中,与公交、国铁、环线地铁、水运等在交通枢纽中汇集。紧邻“城铁”西直门站西侧是华融公司已立项开发的三栋高层高档流线形的写字楼;东侧是新改建的国铁北京北站;周围是公交站点;地下是环线地铁站。“城铁”西直门站为高架三层框架钢筋混凝土结构,站台层在第三层。除两条正线外还有一条存车线。“城铁”车站结构与相邻的流线形写字楼的地下结构连通为一体,地下为超市及停车场。 在西直门交通枢纽环境评估报告中明确要求,轨道交通的西直门站应考虑采取更有效的减振、隔振措施。市政府有关领导也指示,因西直门交通枢纽的远期高峰小时将有约5.2万人次换乘,且周围为高档写字楼,设计应以人为本,保护环境最为重要。单一从“城铁”的减振要求而言,因西直门车站处在的交通枢纽之中,对减振并无特殊要求。但是就尽可能减小轨道交通的振动对周边写字楼的影响及考虑减 小交通枢纽中的整体噪声水平、从而提高交通枢纽的综合环境水平而言,对轨道的减振水平要求又很高。因此,在西直门站轨道结构设计时,进行了以减振性能为主要因素的方案比选。 2 减振方案比选 在进行西直门车站初步设计时,根据西直门站的特殊地理位置及环境要求,对国内外的轨道减振措施进行了认真的理论分析及工程类比。综合其减振性能、工程可实施性、造价等因素,选择了四个方案进行比选。这四个方案分别是:轨道减振器扣件、弹性套靴式整体道床、美国Lord公司的胶结弹性扣件、德国隔而固(GERB)公司的钢弹簧浮置板道床。 前两个方案是国内已建和在建地铁项目中应用较多的轨道减振方案。如北京环线地铁的东四十条站采用了弹性套靴式减振型轨道,取得了预期的减振效果,其上方的保利剧院等建筑物,均未受到地铁列车运行的影响。轨道减振器扣件类似于德国的科隆蛋,已应用于上海地铁一、二号线的较高要求减振地段。这两种减振型轨道的振动加速度级减振效果一般为5~10dB。 后两个方案在国内还没有工程应用,国外则有很多的工程应用实例。胶结弹性扣件已应用于美国及其他国家和地区的地铁项目。一般减振效果可达10dB以上。钢弹簧浮置板道床应用于德国、英国、巴西和韩国等高铁和地铁项目。一般减振效果为25~40dB。深圳地铁一号线在地铁线路穿越市政府一段(双线255m),于2001年已决定采用该方案,并已经通过在铁道科学研究院的实尺模型试验。试验 的减振效果为40dB,隔振器下的地面未受到激振力的影响。从国外已采用钢弹簧浮置板道床的地铁运营情况看,被保护建筑物内均未受地铁列车运营所产生振动的影响。 类似于西直门站这种高架车站与周边建筑紧邻的情况在国内还是首例。这种工程条件下的隔振措施,还没有技术成熟且国内有应用实例的方案。在方案比选的过程中,从西直门站的结构型式、周边开发项目的性质、所处的地理位置和周边环境等方面综合考虑,并参考国外同类工程的应用经验,经过国外专家的技术咨询,推荐钢弹簧浮置板道床为实施方案。由于华融写字楼和“城铁”西直门交通枢纽属于同期规划,首规设委在[2000]765号文件中就北京西直门交通枢纽初步设计减振降噪标准及特殊隔振追加投资分摊问题进行了批复。“城铁”公司和华融公司按照首规委文件精神进行了多次磋商,并组织设计院、有关专家和隔振厂家进行多次技术交流和专家论证,从设计院提出的多种备选方按中,确定采用钢弹簧浮置板隔振技术方案。此处采用钢弹簧浮置板道床方案,其技术可靠、经济合理、社会效益好。正是西直门车站隔振要求这一工程急需才带来了钢弹簧浮置板在中国轨道交通中的应用及配套工程应用技术的发展。 3 钢弹簧浮置板道床隔振原理及技术特点 ⑴ 钢弹簧浮置板道床隔振原理 钢弹簧浮置板道床是将具有一定质量和刚度的混凝土道床板浮置在钢弹簧隔振器上,构成质量-弹簧-隔振系统。隔振器内放有螺旋钢弹簧和粘滞阻尼。 尽管浮置板具有很多高阶振动模态,但对隔振效果起关键作用的是浮置板-弹簧系统的6个低阶刚体固有振动模态,其隔振原理仍然可以用单质量-单自由度振动体系来分析。假设激振力是一正弦函数,如图1。横坐标轴是激振频率与系统固有频率之比h,简称调谐比;纵坐标轴为传递到基础上的基础力振幅与激振力振幅之比VF,简称传递比。当调谐比接近1时,即当激振频率接近系统固有频率时,传递比大于1,系统处于共振区;而当调谐比大于 以后,系统进入隔振区,传递比开始小于1,基础力动载振幅小于激振力振幅,激振力被惯性质量的惯性力部分平衡掉。而当调谐比远大于 以后,质量块的惯性力与激振力相位相反,而数值接近,相互平衡掉,仅有静荷载和小部分残余动荷载通过弹簧阻尼元件传到基础上。
浮置板隔振系统的设计原则是,应使浮置板的结构固有频率避开地铁车辆运行时的激振频率,并使浮置板的6个刚体固有频率,尤其是垂向固有频率尽量远低于激振频率 倍以下,可取得好的隔振效果。对于同一个激振频率,浮置板系统固有的频率越低,隔振效果越好。然而把浮置板隔振系统的固有频率做低并不容易,受很多条件制约, 增大质量往往受空间和结构承载强度限制;增加弹性元件的弹性受系统稳定性和安全性限制。 钢弹簧隔振器内有粘滞阻尼,使钢弹簧具有三维弹性,且横向刚度可以独立设计,可以设计出很高的横向稳定性,而橡胶的横向刚度很小,需横向限位装置,限制了垂向刚度的设计空间。与钢弹簧相匹配的粘滞阻尼也恰好具有三维以上的阻尼,增加了系统的各向稳定性和安全性,且能抑制和吸收固体声。 ⑵ 钢弹簧浮置板道床系统参数设计的一般准则 浮置板系统设计基于2个关键参数,即在浮置板自重作用下弹簧压缩量和列车动荷载引起的压缩量。这两个参数一旦确定,就基本确定了浮置板的主要尺寸和隔振效果。首先,要根据列车轴重确定浮置板的每延米重量。该重量一般取值为最大轴重的25-30%。然后确定浮置板的厚度和宽度。浮置板的长度不仅对其动力学特性而且对浮置板系统的总造价都有影响。浮置板越短,接点越多,造价越高。最后再根据每延米重量选取隔振器的型号和数量,并验算弹簧变形和动变形。 主要设计步骤如下。 1) 根据激振频率ω,确定隔振系统的固有频率 。 确定钢弹簧浮置板系统的自振频率是整个隔振设计的关键。而系统自振频率的取值与被保护对象(建筑)的种类,位置及环境条件有关。 2) 根据车辆轴重P确定隔振系统质量m:m=0.25~0.3P 一般情况下,要达到理想的隔振效果,作为参振质量的的浮置板较重, 而隔振器的刚度较小。一般橡胶类减振器无法达到。 4) 进行隔振器的动静比γ设计,以期达到更长的结构疲劳寿命。 式中:Yd 、 Yj——由动荷载、自重分别引起的弹簧振幅; 5) 浮置板的外形及强度设计 根据钢弹簧浮置板地段的结构特性、浮置板的动力特性及混凝土的伸缩等条件确定浮置板的长度。 6) 进行钢筋混凝土浮置板结构设计。 浮置板的设计,必须进行静强度计算及动力学分析,以保证钢弹簧浮置板道床减振降噪效果。 ⑶ 钢弹簧浮置板道床系统的技术特点: 1) 该隔振系统的固有频率低(4~7Hz),可有效的减振和消除固体声;其减振效果为振动加速度级传递损失(道床面到隧道壁)可达40~60dB,插入损失(道床到建筑物)最小可达25dB; 2) 该结构的减振元件具有三维弹性,结构简洁,具有很高的水平方向稳定性,无需横向限位装置; 3) 隔振器疲劳寿命长,易检查,不需特殊的维护和保养; 4) 施工简便,维修、更换无需中断行车; 5) 通过加设调平垫板可用于调整结构的偶然下沉。 6) 工程造价高,因为是特殊设计,需各相关专业密切配合。 4 西直门车站钢弹簧浮置板道床设计及分析 西直门车站站台形式为两岛一侧,车站的站台长为120m。西直门车站每线设计采用钢弹簧浮置板道床126.53m 。 三条线共设计5种规格、12块浮置板,如下图。 1) 浮置板的外形设计 车站的行车道结构为8.4mX5的框架结构。为使隔振器作用在结构柱网的横梁上,隔振器按8.4m间距布置;为了保证浮置板的抗弯刚度和动力特性,浮置板的厚度确定为0.66米;为实现接触轨的固定,浮置板宽度确定为3.3m;通过动力计算,确定每段浮置板按跨越4跨行车道框架设计,其标准长度为33.6m。最后一段为三跨,长25.3m。本设计的浮置板质量为5.2t/m,在无载荷状态下,浮置板悬浮于行车道之上40mm。 2) 隔振器的种类比选 隔振器在浮置板道床中的布置方式,隔振器分为嵌入式和侧置式两种型式。后者的造价约是前者的2/3。因西直门车站为高架车站,经与车站结构、建筑专业配合,具有设置侧置式隔振器的条件,因此为降低造价,本工点采用侧置式隔振器。隔振器上下无螺栓连接,采 用摩擦系数为2的专用防滑垫代替。 3) 隔振器弹簧刚度的设计 本工程的具体情况,隔振器的支撑刚度设计为6.9kN/mm,使在静荷载、动荷载情况下隔振器的压缩量分别为5mm、10mm。 4) 隔振器的寿命保证 隔振器的钢弹簧采用磷化处理,并涂镀环氧树脂以防腐。弹簧的工作应力远小于弹簧钢的疲劳应力极限。关键焊缝设计时安全系数较大,其余高应力钢件进行了时效处理,采用热镀锌保护。整个隔振器关键部件的设计寿命大于50年。 5) 过渡段设计 浮置板道床的南端接本工程区间高架线采用的刚性整体道床。为使两种道床相接处的钢轨变形连续及支撑刚度渐变,在浮置板道床的最南端,进行了加密隔振器等技术处理,以增大浮置板道床的支撑刚度。与浮置板道床的北端紧邻的,是高架桥穿越北京“城铁”的指挥中心办公楼地段。在该高架桥的支座处亦设置了隔振支座。在工程设计过程中将西直门车站的隔振器设计与指挥中心桥下的隔振支座设计一并考虑,增加了浮置板端部的隔振器数量,以减少刚度突变,使该处两端的钢轨动态位移量相当。 6) 剪力铰设计 为保护钢轨不受大的额外剪力,在浮置板之间的接头处设置了5根剪力铰,剪力铰和剪力筒分别埋设在两块相邻浮置板中间,纵向可以相对自由伸缩,径向刚度很大,可以传递垂向载荷,这样可以保证