地铁运行激励下邻近建筑结构振动的影响因素及评价指标研究

地铁以便捷高效的优势迅速占领城市内交通的主导地位,但其运营诱发的振动对沿线居民带来的影响不可忽视。为明确地铁振动对邻近建筑物影响带来的不利影响,针对现阶段地铁振动评价标准的不统一,分析了地铁振动的有关理论与方法,综合大量文献研究了地铁运行引起的地面振动及其对邻近建筑结构的影响,研究可知地铁运行对建筑物振动影响与轨道的距离、建筑物层高及建筑材料等均相关。     

地铁隧道建设与运营对地面房屋的沉降影响与对策

结合上海某地铁隧道穿越地面既有严重倾斜危房的工程实例,计算分析盾构穿越引起的施工期沉降、后期固结沉降及其对房屋的影响.基于地铁运营期间列车循环振动对隧道周边土性及孔隙水压的影响测试规律,提出地铁运营期列车长期振动下沉降的实用估算方法,预测分析地铁运营期列车振动引起的长期沉降.在此基础上制定相应的建设期施工对策,并提出地铁运营期四阶段维护控制设想,对当前形势下的软土地区地铁建设与运营具有现实指导意义.计算结果同时表明,地铁振动导致的长期沉降中约80%发生在隧道建设后10 a内,因此这10 a是采取措施的关键时期.     

地铁运营对沿线古建筑的振动影响分析与研究

以南京地铁3号线运营对南京城墙(玄武湖段)、南京城墙(雨花门段)、中华书局旧址、中南银行南京分行旧址四处古建筑的振动影响为背景,对古建筑进行振动监测,以实测数据为基础,依据现行国家标准规定的振动限值,对地铁运营振动引起古建筑的振动量进行综合评价,从而分析地铁运营振动对该古建筑结构性能的影响大小,为四处古建筑区段的长期保护提供重要参考。     

地铁运营振动引起的地面沉降环境效应研究

城市地铁线路错综复杂,大多数均经过城市的中心地带,地铁往复运行引起的振动、噪声,不仅影响人们的正常生活与休息,而且容易对既有建筑物的稳定性和管线的运营等周边环境带来危险。本文以杭州地铁4号线为运营背景,通过功率放大器和函数信号模拟器模拟地铁运营产生的低频运行振动源,基于室内物理模拟试验,开展地铁运营引起的地面沉降研究,分析地铁运营振动对土体沉降等周边环境影响机制。研究结果表明,地铁运营区域前期的地面沉降量会大于后期,而无运营振动时的地面沉降十分微小;地铁运营引起的最大地面沉降值与最小地面沉降值的变化趋势与地面平均沉降值一致,地面沉降的有效值与峰值呈一次函数关系。     

地铁运营对周围建筑振动实测研究

为解决轨道交通引起的环境振动问题,借助现代振动测试手段,以某市地铁运营线路为背景,对地铁运营引起的建筑内部振动进行了实测评价,结论可为相关课题的研究提供参考。     

城市轨道交通噪声与振动问题的研究

在城市轨道交通快速发展的同时,地铁运行所引发的噪声与振动问题也逐渐显现出来,在国际上,地铁振动问题已被列为七大环境公害之一,被越来越多的学者所关注。然而,从国内外轨道交通的建设和运营情况来看,各国对噪声与振动的评价和控制尚没有统一的标准。文章通过对北京、上海等城市轨道交通的现状调查,对地铁噪声和振动预防措施进行了深入探讨。     

地铁振动的地下连续墙隔振实测分析

通过现场实测上海某地铁沿线场地设置地下连续墙前后的振动变化情况,从时域和频域角度,分析了地下连续墙对地铁振动的隔振效果及规律,测试分析结果表明:地下连续墙对地铁运营引发的地面中高频及低频振动均有较好的隔振效果,可作为一种减小地铁振动对环境影响的有效隔振手段。     

地铁列车运行振动对车站及上部建筑沉降影响数值模拟研究

地铁列车运行振动可能会造成地铁车站及上部建筑发生不均匀沉降,从而导致地铁车站及上部建筑发生开裂,引发安全隐患。采用MIDAS GTS软件构建地铁车站数值计算模型;导入FLAC3D软件计算地铁列车运行振动对地铁车站及上部建筑造成的沉降;通过分析沉降位移曲线的特征,得出地铁列车运行振动对地铁车站及上部建筑沉降的影响。研究结果对地铁的运营和维护具有意义。     

地铁车站旁穿建筑物变形及振动影响分析

北京地铁八号线中国美术馆站暗挖施工旁穿建筑物,分析预测了地铁施工对建筑物的沉降变形影响,采用专用监测设备测试了建筑物现状振动及将来运营线地面振动对建筑物内的电子信息设备可能产生的影响程度。地铁施工引起的建筑物沉降变形及运营振动不会对建筑物及内部的电子信息设备的正常运行造成任何影响。     

弹簧隔振层在民用工程整体隔振中的减振分析

某民用建筑紧邻运营地铁线路,为减轻地铁经过时地铁振动对该建筑的影响,通过有限元数值模型计算,确定采用弹簧隔振器进行整体隔振。结合工程实测数据,详细分析弹簧隔振层在地铁通过时的减振情况。实测结果表明,弹簧隔振器能有效减小地铁振动的传递,达到了预期减振效果。     

地铁运行引起的南京鼓楼振动测试与分析

为评估南京地铁4号线运行对鼓楼的影响,在地铁开通前和运行后的不同环境下采用振动测试的方法对鼓楼结构振动进行了现场实测。基于实测数据对比,分析了地铁运行对鼓楼的影响,在此基础上结合古建筑安全控制标准对鼓楼的安全性进行了评估;通过1/3倍频程谱分析,研究了引起鼓楼振动的主要频段。结果表明：地铁运行通过时,各结构测点振动量都有所增大,其中碑楼和石碑的振动量增大显著,且鼓楼结构振动具有明显的方向性,部分结构的水平方向振动速率已超出限值;鼓楼结构振动是由路面交通和地铁交通振动共同作用引起的,地铁交通振动影响占主要方面。     

天津Z2线地铁运营对沿线地面振动的影响分析

天津滨海新区Z2线为新型地铁线路,有着列车运行速度快、发车频次高等特点,其地铁运营时速最高可达120km,而中国现阶段城市中运行的普通地铁列车时速一般在60～80km。高速地铁荷载与普通列车荷载相比,有着频率高、幅值大的特点,所造成的环境振动规律也有所不同。以天津市Z2地铁线一期工程作为实例,依托实际工程数据,利用大型通用有限元软件ABAQUS建立隧道–土层三维有限元模型,采用动力隐式分析模拟地基土高速移动地铁列车荷载下的地表振动强度衰减规律,比较不同盾构隧道埋深、不同地铁列车行车速度以及不同隧道上覆土层性质工况下的地表振动变化规律,并结合相关城市环境振动评估标准,对地铁造成的环境振动进行评价,初步得到了地铁线路环境振动防护距离随以上三种因素的变化规律。研究结论可为今后高速地铁线路工程建设选线以及运营沿线振动预测、地铁沿线规划提供一定指导。     

地铁车辆段上盖建筑水平向振动特性与预测方法研究

以深圳地铁某车辆段上盖28层剪力墙结构为研究对象,通过现场试验研究地铁车辆段试车线及咽喉区水平向车致振动在上盖建筑中的传播规律。在此基础上,基于阻抗理论,考虑弯曲波在剪力墙中的传播特性,以实测数据作为荷载输入,建立了地铁车辆段上盖建筑水平向振动频域预测模型。研究结果表明：上盖剪力墙结构水平向表现出明显的整体振动特点,水平振动随楼层变化不大;咽喉区与试车线由于轨道结构的差异导致建筑物水平振动频率差异较大,相比咽喉区,试车线列车引起的建筑水平振动以高频段为主;提出的预测模型能够较好地反映地铁列车运行引起的上盖建筑水平向振动规律,可为地铁车辆段上盖建筑在规划和设计阶段提供高效、精确、便捷的预测方法。     

地铁列车振动环境影响的深孔激振实测传递函数预测方法

针对地铁列车振动环境影响的预测问题,提出了一种新型的深孔激振实测传递函数预测方法。本方法采用高精度车轨耦合解析模型求解振源输入力序列,通过现场原位深孔内激振实测获取地层振动传递函数序列,通过精细化有限元模型求解隧道结构修正函数序列,然后将3部分在频域内进行对应叠加运算求得地铁运行引起的地表振动响应。为了验证该预测方法,研制了可以用于深孔激振的新型设备,并在现场施工了15m埋深的激振孔,在其内部进行脉冲激励实测了地表传递函数序列,然后带入本方法预测流程进行地表振动响应预测。选取北京地铁某线类似条件地点的地表加速度实测数据进行对比验证,结果表明：预测结果和现场实测时域峰值均为0.08m/s2,振动主频均为40~70Hz,1/3倍频程谱的量级和变化规律基本一致,Z振级接近。表明本预测方法预测精度高,频谱特性好,可以对地铁列车运行时的地表振动响应进行精确预测。     

滨海软土地区地铁运营对沿线建筑物振动影响分析

滨海新区新建地铁Z2线运行最高时速可达120 km,大于城市中运行的普通地铁列车时速(60～80 km),高速地铁荷载相较于普通列车荷载有着频率高、幅值大的特点,所造成的环境振动也有所不同。本研究以天津市Z2地铁线一期工程作为实例,依托实际工程数据,利用大型通用有限元软件ABAQUS,建立轨道–隧道–地基–建筑物三维有限元模型,并结合ABAQUS自带子程序DLOAD模拟移动荷载,利用动力隐式分析针对天津滨海新区饱和软土地带快速地铁运营对沿线构建筑物的振动影响进行分析。并且对比3种基础形式–桩基础、筏板基础与条形基础的建筑结构在不同列车速度和隧道埋深工况下的振动反应规律。研究结论可为今后地铁工程沿线振动预测和评估提供指导。     

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。     

由道路交通预测地铁振动衰减规律的实测研究

对地铁引发的环境振动进行有效预测是沿线环境评价及线路规划的重要依据,但不同场地的地铁振动衰减规律差异很大。基于此,笔者提出了采用同一场地内地面道路交通振动实测对地铁振动衰减规律进行预测的方法。首先,选取地面道路和地铁线路伴行的测试场地,开展了地面道路车辆和地铁引发的地表振动响应实测;基于实测数据的统计分析,研究了车辆分别行经路面缺陷及平坦路面时引发的场地振动衰减规律,探讨了采用道路交通振动预测相应地铁振动衰减规律的有效性和适用性。研究结果表明,在距地铁线路约一倍埋深后,采用车辆行经路面缺陷引发振动的实测结果可较准确地预测地铁振动衰减规律,有效值和振级的预测误差均在15%以内。     

城市地铁下穿高铁路基沉降预测及安全控制

城市地铁下穿高铁路基是一个复杂且系统的工程,其下穿施工对高铁路基沉降的影响往往是该类工程的关键点,需要确保下穿地铁的安全施工与上行列车的正常运营。本文利用GM(1,1)算法的优点,用于发现高铁路基已有沉降数据之间的规律,进而预测高铁路基后续沉降。同时,提出了地铁下穿高铁路基施工的安全控制等级,用于指导地铁下穿高铁路基的施工过程。以广州地铁9号线下穿武广高铁为例,利用已有的路基沉降数据预测后续施工导致的路基沉降值,评价地铁下穿高铁路基的风险等级,判断施工风险等级是否满足要求,进而优化后续地铁施工参数。研究结果表明:高铁路基沉降预测数据的风险等级超过了现场要求的控制等级,提前优化了地铁下穿施工的掘进参数,进而实现了后续地铁下穿施工的风险控制。     

浅埋地铁振动特性测试及环境影响分析

浅埋地铁下穿越引起建筑物的振动噪声已成为大城市严重的环境污染。针对上海地区某受浅埋地铁下穿越影响的建筑场地,通过现场实测,分析浅埋地铁的振动传播特性。现场测试表明,振动超限的测点大多靠近地铁站点,在早晚高峰时段超限尤为明显。地下连续墙对振动具有明显的阻隔作用,地下连续墙以外测点位置的分频最大振级通常分布在30～50 dB。研究所得结论对于其他类似工程具有一定的参考价值。     

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。