王偉

【摘要】隨著城市交通與經(jīng)濟的發(fā)展，為滿足居住以及出行便利需求，逐漸涌現(xiàn)出越來越多的地鐵上蓋建筑（即“軌道+物業(yè)”），但地鐵站作為原有構(gòu)筑物，在設計減震消能時可能沒有考慮后建的上蓋物業(yè)。地鐵運行產(chǎn)生的震動頻率傳到上部結(jié)構(gòu)后影響建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其噪音還對人體造成身體和心理的危害。

本文根據(jù)實際工程項目需求，在地鐵上蓋物業(yè)的基礎(chǔ)中安裝彈簧隔振器并設置隔振層，以保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及居住的舒適性。

【關(guān)鍵詞】地鐵上蓋;隔振器;減震消能

1、工程概況

1.1項目概況

深灣匯云中心三期工程位于南山區(qū)深圳灣片區(qū)，位于已建成深灣匯云中心一二期南側(cè)，為2棟商業(yè)別墅，共四層，總高度19.2m，總建筑面積20000㎡，抗震設防烈度為7度。整體結(jié)構(gòu)設置于地鐵紅樹灣南站（9號線與11號線換乘站）站廳頂板上，地下一層為商業(yè)隔振層，隔振層柱墩布置在地鐵站受力柱或主梁上。

1.2隔振器概況

三期新建結(jié)構(gòu)與地鐵車站頂板通過可預緊鋼彈簧整體隔震系統(tǒng)連接，通過阻尼減震設計，將隔振系統(tǒng)的豎向固有頻率控制在3Hz～5Hz，使上部結(jié)構(gòu)與地鐵車站柔性隔離，減少地鐵振動的傳遞。阻尼彈簧隔振器主要采用GPVM-8.8-S2K及GP-15.0-S2K型號，共設置241個。

2、震動影響機制與隔振消能原理

2.1震動影響機制

地鐵運行產(chǎn)生的振動和噪聲污染會影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和人的居住舒適性，影響機制如下：

地鐵進出站產(chǎn)生震動→通過構(gòu)筑物向外傳播→誘發(fā)上部建筑物的二次震動和噪聲→超過上蓋建筑容許的震動閾值→結(jié)構(gòu)開裂、脫落甚至破壞→降低建筑物的抗震強度。

其噪音還對人體造成身體和心理的危害。

2.2隔振消能原理

隔振原理是彈簧隔振加阻尼抑振。

上蓋物業(yè)結(jié)構(gòu)與地鐵車站頂板通過可預緊鋼彈簧整體隔震系統(tǒng)連接，通過阻尼減震設計，將隔振系統(tǒng)的豎向固有頻率控制在3Hz～5Hz，把上部結(jié)構(gòu)與地鐵車站柔性隔離，減少地鐵振動和噪聲的傳遞。

2.3 隔振措施

目前針對軌道交通系統(tǒng)對上蓋建筑的隔振措施主要有兩個：振源隔振和建筑隔振。

2.3.1振源隔振

適用范圍：現(xiàn)有建筑，后有地鐵。

分級：低等級（彈性扣件）;中等級（梯形軌枕）;高等級（固體阻尼鋼彈簧浮置板）;特殊等級（液體阻尼鋼彈簧浮置板）。

優(yōu)勢：源頭處理，隔振更徹底;造價低，能保護大范圍建筑。

2.3.2建筑隔振

適用范圍：地鐵已運行，軌道無措施，后規(guī)劃建筑。

分級：高等級（固體阻尼鋼彈簧浮置板）;特殊等級（液體阻尼鋼彈簧浮置板）。

2.4 建筑彈簧隔振方式

建筑彈簧隔振有3中方式：浮置地板、房中房、建筑整體隔振。

（1）浮置地板：針對某個房間的地板。

（2）房中房：針對某個特殊的房間。

（3）建筑整體隔振：針對整個建筑（本工程采取該隔振方式）。

3、隔振器安裝流程

本項目設計的隔振器為可預緊式，隔振器安裝前先在工廠預緊，再支座墩放置防滑墊片→就位彈簧隔振器（預壓緊）→搭設模板→預埋鋼板→施工上部結(jié)構(gòu)→松開預緊螺栓，再進行高度調(diào)節(jié)→隔振器調(diào)平→安裝完成。預緊后的隔振器在施工過程中呈剛性，因此上部結(jié)構(gòu)可以按常規(guī)方法一樣施工，彈簧隔振器的具體安裝步驟如下：

（1）在設置彈簧隔振器的支墩上放置專用防滑墊片。這樣可無需預埋螺栓，簡化施工。防滑墊片可以在強地震過程中不滑動。

（2）就位經(jīng)過預壓縮的彈簧隔振器

彈簧隔振器可預壓縮，從而在樓房的整個建設期間，彈簧隔振器的支承為剛性支承。只有在樓房竣工后，才將彈簧釋放。釋放后，彈簧的彈性才起作用。正是彈簧隔振器的可預壓縮性，才使方便地調(diào)整彈簧的高度成為可能，進而在必要時，更換整個彈簧隔振器。

（3）搭建模板，放置預埋鋼板，施工上部結(jié)構(gòu)

隔振器施工完成后，在上方放置鋼結(jié)構(gòu)預埋板，無埋板位置采用混凝土模板將上柱墩與下柱墩分離。

（4）待上部結(jié)構(gòu)施工完成以后，松開預緊螺栓，再進行調(diào)平，安裝完成。

4、 噪音衰減

根據(jù)《城市區(qū)域環(huán)境振動標準》規(guī)定，居民與商業(yè)混合區(qū)噪音白天不大于75dB，夜間不大于72dB。而地鐵運行速度在15～30Km/h時沿底層或構(gòu)筑物傳播的噪音達85dB，運行速度越高產(chǎn)生的噪音越大。而研究表明，噪音在65dB時對睡眠有影響;69dB時輕睡的人被驚醒;74dB時除酣睡的人，其他人將被驚醒;79dB時所有人都會被驚醒。

由圖1可知，使用阻尼彈簧隔振器地鐵輸入峰值加速度約為20～70 mm/s2，隔振層峰值加速度為3～10 mm/s2，加速度減震率可達80%～90%。由1/3倍頻程頻譜可知，在地鐵振動主頻段（30Hz以上）隔振層振動級可減少20～30dB，滿足規(guī)范要求。

5、頻率衰減

地鐵運行高頻段頻率達30～50Hz，低頻段頻率達10～15Hz。當頻率達31.5Hz～40Hz時，建筑物的固有頻率就要控制在3.15～4Hz，這樣才能避免地鐵運行產(chǎn)生的震動在上部結(jié)構(gòu)誘發(fā)二次振動，保護建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

使用阻尼彈簧隔振器，能隔振系統(tǒng)的豎向固有頻率控制在3Hz～5Hz，滿足使用要求。

結(jié)語：

采用阻尼彈簧隔振器具有以下特點：

（1）減少地鐵運行傳到上部結(jié)構(gòu)的震動，提高建筑物的穩(wěn)定性。

（2）減少地鐵運行時產(chǎn)生的固有頻率和噪音，提高居住的舒適性。

（3）使用的隔振器有極高的強度與超長的使用壽命，除了作為減震系統(tǒng)，還能作為建筑結(jié)構(gòu)的底部支承。

（4）施工便利，用成品的隔振器直接安裝即可。

國內(nèi)外地鐵上蓋物業(yè)并不常見，所以隔振消能施工技術(shù)推廣度并不高，目前主要應用在工業(yè)設備、發(fā)電設備、軌道交通以及橋梁等區(qū)域。但本工程條件特殊（直接置于地鐵站頂板上），上部結(jié)構(gòu)功能為商業(yè)混合區(qū)和住宅，減震消能措施是必不可少的。通過三期工程隔振器的施工，體現(xiàn)了隔振消能技術(shù)在建筑中的重要性。

參考文獻：

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