地铁临近建筑结构楼板的隔振效果实测与分析

在考虑建筑结构自身竖向刚度的基础上,建立并求解钢弹簧浮置楼板双质点动力学模型,给出了地铁振动竖向加速度传递率曲线。设计钢弹簧浮置楼板结构,对隔振前后地铁振动引起的建筑结构竖向加速度时程响应进行现场实测,对比分析了傅里叶值谱以及1/3倍频程。利用MATLAB进行编程计算,并与实测结果进行对比分析,最后建立多层框架结构有限元模型进行计算分析。结果表明:钢弹簧浮置楼板对地铁振动竖向加速度隔振率可达到85%以上,并且在40～100Hz频率范围内,可将原结构竖向振级减小20～30dB。地铁引起的结构竖向振级随着楼层增高有所放大。     

竖向基础隔振模型建筑在地铁激励下的振动响应研究北大核心CSCD

为研究采用竖向基础隔振技术的建筑在地铁激励下的响应,在上海地铁某线路隧道正上方制作了一个两层砖混结构房屋模型,采用橡胶支座与叠层橡胶滑板支座并联作为隔振层。建立了该房屋模型的有限元模型,通过不同型号和不同数量隔振支座的组合来改变隔振频率,以不同隔振工况下的实测基底振动加速度记录为输入激励,计算了结构在时域内的响应。将结构的时域响应转换为振动加速度级,评价了不同隔振频率的隔振效果,并与实测结果进行了比较。研究表明,建立的有限元模型能够较真实地反映地铁激励下基础隔振建筑物的振动响应,能够对地铁激励下拟建建筑的振动进行预测,为其隔振设计提供理论依据。     

地铁与建筑物合建中不同固有频率钢弹簧浮置板轨道的适用性分析

以基于车辆-轨道耦合动力理论的地铁-钢弹簧浮置板耦合动力模型为基础,按照钢弹簧底座位置上力相互协调的原则,建立隧道-建筑物-地基二维有限元模型。然后从分析合建结构的自振特性和钢弹簧支反力的频谱特征入手,采用1/3倍频程振级评价法探讨不同固有频率钢弹簧浮置板轨道在不同合建结构形式中的适用性。研究结果表明:①地铁与建筑物合建结构的竖向自由振动20～80Hz的参振质量比例较高,可达50%以上,而4～10Hz竖向参振质量却差异较大,这与结构尺寸和刚度有关;②4～10Hz钢弹簧浮置板都可有效削减合建结构20～80Hz的竖向振动能量,但会放大浮置板固有频率附近的振动能量;③地铁低频振动传播容易在合建结构内引起共振,因此钢弹簧浮置板固有频率应避开合建结构4～10Hz内竖向参振质量较大且较集中的频段。     

浅埋地铁下穿越引起既有建筑物振动治理分析

浅埋地铁下穿越既有建筑物引起的振动噪声已成为严重的环境污染,针对软土地区某浅埋地铁下穿越建筑物的振动问题,分析不同减振技术措施的特点。对比分析表明,浅埋地铁运营对多层建筑物的影响主要是竖向振动,采用建筑物整体加固或地基土加固等技术措施可在一定程度上降低地铁振动对建筑物的影响。采用浮置地板虽可达到部分降低建筑物振动的目的,对于未设置浮置地板的区域则没有治理效果;采用建筑物整体减振的方式可以有效地隔离浅埋地铁的振动影响,但整体减振方案对于既有建筑物来说,实施难度大,施工风险相对较高。研究结论对于其他类似工程具有一定的参考价值。     

地铁环境下已建建筑的隔振研究

通过实测得到地铁运行引起某建筑物楼板的振动加速度,利用ANSYS有限元分析软件建立碟簧隔振支座以及上部结构的层间剪切模型,通过对比隔振前后结构的效应,分析碟簧隔振支座的隔振效果.研究表明设置碟簧支座可使上部建筑的竖向加速度明显减少.由此可见,在建筑物底部设置碟簧隔振支座具有显著的隔振效果.     

浮置板轨道磁流变隔振系统的自适应控制

隔振器的阻尼可变对地铁浮置板轨道在低频范围内实现隔振具有重要意义。本文建立了浮置板隔振的动力学模型,提出使用阻尼可调的磁流变脂阻尼器和刚度可调的磁流变弹性体元件构成短型浮置板并联隔振器,以垂向力合力最小为主要隔振目标。设计出遗传算法,以此来优化并自动匹配各个磁流变器件的阻尼。搭建了自适应控制系统,采用磁流变并联隔振器配合橡胶隔振器,利用MATLAB进行模拟激振条件下的隔振效果对比分析。结果表明,遗传算法较好地解决浮置板低频隔振不理想的难题,并抑制了浮置板轨道的振动传递。     

城市轨道交通环境中既有建筑室内振动隔振方法研究

城市轨道交通的振动对其周围环境造成振动污染,对该振动隔振方法研究很有必要。结合工程实际,对地铁上方一居民小区住宅楼进行振动数据采样,并将测得的地面加速度作为对该建筑物的激励。根据建筑物本身情况,选用隔振方案,进行隔振设计和分析。根据振动加速度级,利用国家有关标准规定,对该建筑物隔振效果进行评价。     

铁路钢桁架桥浮置板轨道动力特性分析

为探讨应用于钢桁架桥上的浮置板轨道的减振作用,文中以128m跨度颖河双线特大桥为研究背景,应用ABAQUS大型有限元模拟软件,建立高速列车-浮置板轨道-钢桁架桥耦合动力学模型。在验证模型正确性的基础上,对整体模型进行瞬态动力学分析,分析钢弹簧浮置板轨道对于钢桁架桥的减振效果,较普通板式轨道,浮置板轨道系统上部位移响应有明显增高,但车体仍能在安全稳定情况下运行,桥梁跨中加速度峰值由1.2m/s2降低到0.31m/s2。说明浮置板轨道的应用有利于降低桥梁振动响应,对于延长桥梁使用寿命有积极意义。     

青岛地铁3号线钢弹簧浮置板应用

根据青岛地铁一期工程(3号线)环境影响评价报告,需要对沿线文物保护单位、居民住宅、学校和医院等振动敏感点采取减振措施,在其中一些敏感点设置钢弹簧浮置板道床.结合地铁隧道结构断面,设计钢弹簧浮置板,并通过有限元软件创建钢弹簧浮置板有限元模型,对浮置板有限元模型进行模态分析和隔振效果研究,并进行了现场测试.结果表明:相对于普通道床,中量级钢弹簧浮置板道床插入损失达到15dB以上,重量级钢弹簧浮置板道床可达18dB以上,二者均具有明显隔振效果.     

机械冲击荷载对邻近建筑的影响及控制研究

路基工程施工过程中机械冲击荷载对邻近建筑的安全产生影响。文章通过建立夯锤冲击路基的有限元模型,模拟了不采取隔振措施、设置隔振沟、不同振动频率时的机械冲击路基过程;基于计算得出的距振源一定距离处水平向和竖直向的振动加速度和加速度峰值,进行了不同隔振措施下振动速度快慢对比分析,为有效控制机械冲击荷载的影响提供理论基础。结果表明:对于水平向,设置空沟时的隔振效果最好,相对于不设沟,加速度峰值降低了42.86%;30 Hz振动频率时的隔振效果最好,相对于40 Hz时加速度峰值降低了55.4%。对于竖直向,设有空沟时的隔振效果最好,相对于不设沟加速度峰值降低了47.70%;振动频率为50 Hz时隔振效果最好,相对于40 Hz时加速度峰值降低了88.86%。     

某城楼大跨度钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度研究

以某城楼大跨度楼盖为工程背景,开展了钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度评估研究。首先通过现场动力特性测试获得的楼盖结构一阶竖向动力特性,校核了建立的整体结构精细化有限元模型,然后仿真分析得到了楼盖受单人行走、多人行走以及单人跳跃等多种激励的动力响应,最后开展了楼盖振动舒适度评价。结果表明:该新型楼盖结构竖向刚度整体较大,具有较好的振动舒适度;有限元建模可将混凝土叠合板等效为整体壳单元,根据刚度、质量等效原则增加板厚来模拟装饰面层,钢梁和混凝土板的连接可按刚接处理。研究结果可为类似楼盖振动舒适度评估与有限元精细化建模提供参考。     

振动流化床干燥机运转引起的楼面振动测试及分析

对振动流化床干燥机运转导致的楼面振动响应进行现场测试,得到了振动设备的扰力、频率、隔振支座的工作性能以及楼面强迫振动响应的规律。基于现场测试结果,利用ANSYS有限元软件对4种不同工况下楼面的强迫振动进行了仿真分析,得到梁板结构的振动和传递规律。结果表明:楼面振动响应在布置振动设备的框架区格内较大,框架梁上测点的振动响应明显小于次梁;振动响应沿楼面纵向测点迅速衰减,并可将多台振动设备的综合振动效应视为单台振动设备振动效应的线性叠加;强迫共振是引起楼面较大振动的内在原因。利用简化连续正交各向异性板模型和结构自振频率灵敏度分析技术快速地获得了结构刚度的最佳修改位置和修改量。最后,采用有限元模型,经试算提出了合理经济的楼板减振处理方案。     

碟簧-单摩擦摆三维隔震(振)装置力学性能及隔震(振)效果研究

碟簧-单摩擦摆三维隔震(振)装置(3DFPS)由碟簧竖向隔振单元和单摩擦摆水平隔震单元组成,可以实现环境激励工况下建筑结构的竖向隔振与地震工况下的水平隔震。为了研究3DFPS的力学性能及隔震(振)效果,制作了足尺的3DFPS试件,并对其进行压剪试验。结果表明：3DFPS的竖向性能与水平向性能相互独立,竖向隔振单元与水平隔震单元可独立设计;通过在叠合碟簧间加入0.03mm聚四氟乙烯(PTFE)薄膜可以减小碟簧间摩擦,使小位移下的循环加载刚度更接近大位移下的单调加载刚度。对采用3DFPS和固接到地面的平面框架结构进行有限元弹性时程分析,研究此装置在水平地震与竖向地铁振动激励下的隔震(振)效果。结果表明：三维隔震(振)装置可使水平地震下结构响应减少80%以上,使地铁振动激励下楼面竖向加速度响应减小61%;碟簧竖向压缩变形对结构在水平地震下的响应没有明显的影响。     

振动试验设备上楼的振动分析与隔振

振动设备安装在楼板上,其振动的影响要远大于在地面上.因此,在结构设计中,不仅要满足静力设计的条件,还需要进行动力分析.为了减少振动危害,就需采取有效的隔振方法.对子激振频率较高的振动设备,采用在试验台下设配重底板隔振的方法可以提高隔振效率.振型叠加法是振动理论中较常用的一种分析方法,对于有明确激振作用的情况,运用RIT...     

地铁车辆段上盖建筑车致振动试验

为了研究地铁车辆段上盖建筑车致振动机理,对杭州某地铁车辆段试车线上盖建筑的振动进行了试验研究。基于环境激励分析了上盖建筑楼板的动力特性,研究了不同车速下地铁车辆段上盖建筑的车致振动特性和传播规律,结合中国环境振动评价标准对建筑物室内的振动舒适度进行了评价。结果表明:上盖建筑楼板一阶频率在28～46 Hz之间,阻尼比为0.3%～1%; 上盖建筑物的车致振动主要分布于0～140 Hz之间,10～25 Hz以内的低频振动表现为结构的整体振动,沿层高有放大的趋势,不同车速下楼板振动频率分布类似,都主要集中在楼板的自振频率附近; 随列车加载车速的降低,地铁上盖建筑中的整体振动强度呈下降趋势,部分楼板的最大Z振级及分频振级均出现“反弹”现象; 试车线列车以超过35 km·h^-1的车速运行时上盖建筑中楼板的实测最大Z振级超过了标准限值,为保证试车线列车功能同时提高上盖建筑的振动舒适度,有必要在已有轨道减振的基础上对上盖建筑物进一步采取减振隔振措施。     

火力发电厂中速磨煤机振动测试与减振研究

为了合理评估火力发电厂中弹簧隔振基础中速磨煤机的振动性态,对5个电厂的8台磨煤机进行了现场振动测试,其中包括1台非隔振基础中速磨煤机。测试基础上、下台板和设备本体的振动位移及加速度。根据实测值评估磨煤机的振动安全性,并分析振动超限的原因。采用ANSYS程序建立磨煤机与基础耦合的有限元分析模型,进行模态分析和谐响应分析,并与现场实测结果进行对比,两者基本一致。进而分析了隔振器数量、基础台座与磨煤机质量比对磨煤机振动的影响,探讨中速磨煤机的减振措施。研究表明：弹簧隔振基础能有效减小磨煤机的振动向外传递;中速磨煤机隔振基础与非隔振基础台板顶面振动位移相近,但非隔振基础的地面振动位移比隔振基础大2~3倍。中速磨煤机弹簧隔振基础振动位移满足规范要求,但设备本体振动位移较大。为了达到良好的隔振效果,建议将中速磨煤机弹簧隔振基础的最大水平振动位移控制为50μm,基础台座与磨煤机的质量比控制为3.0±0.2。     

Numerical study of isolation in the backfill zone of foundation pit method to reduce railway generated vibration in high‐rise buildings

The conventional methods to reduce building vibration include isolation of vibration sources, isolation of buildings, and setting trenches in the propagation path. However, it is evidenced that these methods are not feasible for high‐rise buildings in crowded urban areas. This paper proposes a new method to reduce vibration for high‐rise buildings by using the existing construction backfill zone, the isolation in the backfill zone of foundation pit (IBF). Numerical analyses were first carried out to obtain a realistic excitation time history, and a finite element–infinite element model was developed and calibrated using test data from an actual building site. The contributions of the basement sidewalls and foundation slabs to floor vibration and the influence of infill material properties are investigated. Lastly, a composite isolation layer was suggested to provide both sufficient restraining effects to the building foundation and satisfactory vibration isolation. The analyses confirmed that the proposed IBF method reduces ground‐borne vibration in high‐rise buildings by up to 66% when railway is on the ground.     

青岛体育中心训练馆大跨楼盖人致振动实测与分析

在青岛体育中心训练馆大跨楼盖上安装了振动监测系统,监测楼盖在使用状态下的振动幅值并进行振动舒适度的评估。基于ANSYS通用有限元软件建立了该楼盖的分析模型,并施加单人及群体荷载,计算得到的响应与实测响应进行了比较,结果表明,该建模方法及荷载取值合理。     

某柴油机房楼板振动分析及减振加固

某钢筋混凝土框架结构房屋一层柴油机房在使用过程中,发现地下室顶板振动过大且部分梁、板产生裂缝。对其原结构进行了安全性检测和承载力验算后,利用结构和有限元模型分析专业软件Oasys gsa进行了原楼板振动分析和多种加固方案加固后的楼板振动分析,在此基础上,提出了合理的加固处理方案,并应用于实际加固过程中,施工完成后振动测试结果显示,加固取得了良好的效果。