張瑜，王黎明，徐文

（南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京210093）

實(shí)例探討鋼彈簧浮置板道床的減振效果

張瑜，王黎明，徐文

（南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京210093）

地鐵運(yùn)營中產(chǎn)生的振動(dòng)對沿線居民及建筑物造成了一定的危害。通過分析已建成的某軌道交通驗(yàn)收監(jiān)測數(shù)據(jù)，對項(xiàng)目建設(shè)過程中使用的彈簧浮置板道床的減振效果以及減振效果衰減特性進(jìn)行了驗(yàn)證探究。

地鐵；建筑物；減振效果；傳播途徑

隨著我國城市的快速發(fā)展，城市交通擁堵的情況日益嚴(yán)重，而具有高效、環(huán)保等特點(diǎn)的軌道交通已逐步成為城市交通網(wǎng)的動(dòng)脈。我國軌道交通建設(shè)進(jìn)入快速增長時(shí)期，2016年底，全國在建和已運(yùn)營的軌道交通線路達(dá)160條，線路總長約為4 200 km。城市軌道交通帶來便利的同時(shí)，在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)對沿線居民及建筑物會(huì)造成一定程度的危害。因此，如何對地鐵運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)行預(yù)防和治理成為城市軌道交通建設(shè)及運(yùn)行過程中亟需解決的問題。本文主要對鋼彈簧浮置板道床的減振效果進(jìn)行了討論。

1 軌道交通振動(dòng)的危害

地鐵振動(dòng)低于建筑結(jié)構(gòu)的破壞等級，不會(huì)對建筑造成明顯的結(jié)構(gòu)損害，但是會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)的局部振動(dòng)，尤其會(huì)在周邊建筑中產(chǎn)生二次結(jié)構(gòu)噪聲。軌道交通列車造成的振動(dòng)幅度較小，但由于長期反復(fù)性，會(huì)極大地影響建筑的安全性和使用壽命。振動(dòng)引發(fā)破壞現(xiàn)象主要包括石塊滑動(dòng)、墻皮脫落和龜裂以及地基沉降和變形等，嚴(yán)重者甚至?xí)斐芍苓吔ㄖ锏顾?，尤其易對古建筑結(jié)構(gòu)造成影響。此外，列車振動(dòng)會(huì)影響沿途精密儀器儀表的測量精度和測量范圍。

2 軌道交通振動(dòng)的防治措施

目前，軌道交通振動(dòng)的防治措施主要從設(shè)計(jì)施工階段和控制振動(dòng)傳播途徑方面來考慮。本文主要討論振動(dòng)傳播途徑控制措施中的鋼彈簧浮置板道床措施。

鋼彈簧浮置板減振軌道是將混凝土道床板浮置在鋼彈簧隔振器上，與基礎(chǔ)墊層頂面相距30 mm或40 mm。混凝土道床板浮置、鋼彈簧隔振器和基礎(chǔ)墊層三者共同構(gòu)成質(zhì)量-彈簧-隔振系統(tǒng)。鋼彈簧隔振器內(nèi)的粘滯阻尼增強(qiáng)鋼彈簧的三維彈性，增大了系統(tǒng)的各向穩(wěn)定性，有效吸收和抑制聲音。

道床板可以減弱車輛產(chǎn)生的動(dòng)荷載，只將少量殘余荷載傳遞到基礎(chǔ)墊層中去。道床板受力后，對受力進(jìn)行重新分配。通過固定在基礎(chǔ)墊層上的隔振器傳遞到基礎(chǔ)墊層。在此過程中，通過隔振器調(diào)諧和吸收能量作用，達(dá)到隔振減振的目的。

3 鋼彈簧浮置板道床優(yōu)缺點(diǎn)討論

在減振效果方面，橡膠支承式浮置板軌道的效果弱于彈簧隔振器浮置板軌道的減振效果。目前，鋼彈簧浮置板道床已具有90多年的歷史，但由于造價(jià)較高，難以大規(guī)模應(yīng)用，它主要用于研究院、博物館、音樂廳等對減振降噪措施有特別要求的場所。除了在德國、日本、韓國等國應(yīng)用外，也應(yīng)用于國內(nèi)的北京、上海等城市的軌道交通建設(shè)中。它具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：①隔振效果好，減振效果為25～40 dB；②使用壽命長，達(dá)30年以上；③同時(shí)具有三維彈性，水平方向位移小的特點(diǎn)；④無需附加限位裝置。

4 實(shí)例討論鋼彈簧浮置板道床減振效果

目前，對于城市軌道交通的振動(dòng)研究主要方法有解析的波數(shù)-頻域法、數(shù)值法、實(shí)驗(yàn)法和統(tǒng)計(jì)能力分析等。在實(shí)際應(yīng)用中，通常采用理論分析與試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行研究，通過試驗(yàn)結(jié)果探究理論模型的相符性，用驗(yàn)證過的、正確的理論模型分析振動(dòng)問題。采用已建成的某軌道交通驗(yàn)收監(jiān)測數(shù)據(jù)對項(xiàng)目建設(shè)中使用的彈簧浮置板道床的減振效果進(jìn)行驗(yàn)證?，F(xiàn)通過實(shí)測數(shù)據(jù)，分析軌道交通振動(dòng)源的衰減特性。

4.1 監(jiān)測方案

選擇某地鐵沿線比較開闊平坦，無曲線的區(qū)段，垂直于軌道方向，距離近軌中心線0 m、10 m、20 m、30 m、50 m處設(shè)置振動(dòng)衰減斷面監(jiān)測點(diǎn)的VLZ10和VLZmax，該斷面采用彈簧浮置板道床作為減振措施。

表1 軌道水平衰減斷面監(jiān)測結(jié)果（單位：dB）

4.2 監(jiān)測結(jié)果

按晝間、夜間分類比較，結(jié)果如表1所示。

4.3結(jié)果分析

軌道交通振動(dòng)斷面衰減曲線如圖1所示。

圖1 軌道交通振動(dòng)斷面衰減曲線（單位：橫軸/縱軸分別為m/dB）

由圖1可以看出，列車在平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，采用彈簧浮置板道床減振后，軌道列車產(chǎn)生的振動(dòng)隨距離衰減較小。

5 結(jié)論

筆者分析認(rèn)為，采用彈簧浮置板道床后，軌道交通運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)均有較大幅度降低；軌道交通運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)隨距離有所衰減，但衰減效果不明顯。

［1］康佐，董霄，鄭建國，等.鋼彈簧浮置板道床在西安地鐵中減振效果分析［J］.地震工程學(xué)報(bào)，2015（02）.

［2］王富雙.鋼彈簧浮置板減振軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)研究［D］.青島：青島理工大學(xué)，2014.

［3］朱元?jiǎng)?鋼彈簧浮置板道床施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究［J］.科技視界，2014（30）.

［4］高世兵.鋼彈簧浮置板減振軌道在城市地鐵中的應(yīng)用［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2008（03）.

［5］王建立，王進(jìn)，尹學(xué)軍，等.盾構(gòu)中鋼彈簧浮置板道床的設(shè)計(jì)［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2007（10）.

〔編輯：張思楠〕

U231.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.094

2095－6835（2017）14－0094－02

張瑜（1982—），女，漢族，主要從事環(huán)境影響評價(jià)與規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)理等方面的研究。王黎明（1988—），男，漢族，主要從事環(huán)境影響評價(jià)與規(guī)劃等方面的研究。