地铁沿线建筑物室内振动与噪声特性测试与分析

随着城市轨道交通的快速发展,地铁运行时产生的振动所引起沿线建筑物室内振动与二次结构噪声问题引起人们的广泛关注。基于某城市轨道交通沿线6层居民楼1楼现场测试,对不同扣件工况下地铁沿线敏感建筑物的室内振动与二次结构噪声问题进行测试与分析。研究表明:地铁沿线建筑物室内各振动、噪声测点峰值频率基本一致,在扣件A工况下峰值频率约为63 Hz,替换为刚度较低的扣件B后,峰值频率在40 Hz~50 Hz左右;采用刚度较小的扣件有利于室内振动与二次结构噪声的降低;虽然所测得的不同测点峰值频率一致,但振级和声压级大小有所不同,基本呈现出振级与声压级随着与地铁线路距离的增加而减小的规律。     

列车在不同弹性扣件区段车内振动噪声的对比研究

针对地铁A型列车车内振动噪声进行研究,分析不同弹性扣件对车内振动和噪声的影响,通过研究车体结构和国内外规范,对A型地铁车辆车内关键位置处的振动噪声进行多次测量,获得在普通扣件区段和弹性扣件区段列车内部的振动加速度和噪声,运用振动加速度级和声压级以及1/3倍频程分析不同弹性扣件对车内振动噪声影响。结果表明:车内不同位置处振动噪声差别较大,车厢两端部振动噪声大于车厢中部振动噪声;车内振动噪声峰值频率大多出现在125 Hz、160 Hz、200 Hz左右;扣件系统弹性变化不会影响车内振动噪声峰值频率和3 150 Hz以上高频段振动噪声;普通扣件刚度是弹性扣件刚度2倍左右时,在100 Hz至2 000 Hz范围内,列车在弹性扣件地段时车内噪声声压级比在普通扣件地段时大,差值约为2 dB至5 dB,在315 Hz至2 000 Hz范围内,列车在弹性扣件地段时车内振动加速度级比在普通扣件地段时大,差值约为6 dB至10 d B;在弹性扣件区段时的Z振级比在普通扣件区段时大,但在弹性扣件区段时X振级反而低于在普通扣件区段时的值。     

地铁所致某音乐排练厅室内二次结构噪声测试与仿真

近年来,随着地铁建设的迅速发展,地铁运行时所产生的振动对邻近建筑室内的二次结构噪声影响逐渐引起人们的关注。为研究室内二次结构噪声数值预测方法,以北京地铁某正线邻近二层音乐排练厅为例,首先对建筑墙、楼板的振动及室内噪声状况进行多点同步详细测试,通过实测数据分析得到地铁运行所致建筑室内振动及二次结构噪声特性;然后采用大型有限元软件Ansys建立隧道-岩土-建筑-声场三维精细化数值仿真模型,对地铁列车通过时的室内二次结构噪声进行仿真计算,并与实测数据进行对比分析。结果表明:地铁列车运行引起的建筑室内二次结构噪声在63 Hz处出现峰值;在100 Hz以下频率范围内仿真结果与实测结果吻合较好;受模型网格划分尺寸影响,100 Hz以上振动和二次结构噪声数值计算结果小于实测值,考虑到地铁运行引起的振动频率主要分布在1 Hz至100 Hz范围内,其对100 Hz以上的振动及二次结构噪声影响相对较小,因此可认为所采用的数值计算方法是科学可靠的,可为类似地铁沿线建筑室内二次结构噪声预测评价提供参考。     

地铁振动对既有砌体结构影响规律及因素数值分析

以上海某地铁线路邻近砌体结构为研究对象,建立详细数值模型。以楼外实测振动加速度为输入激励,实测室内振动响应校核模型参数。通过数值分析,研究振动随楼层变化规律及同楼层内不同楼板结构、不同房间大小等因素对振动响应分布规律影响。结果表明,列车经过时较大跨度的室内楼板中央竖向振级较楼板墙边振级大1~3 dB;预制板房间竖向振动强度大于现浇板房间,预制板间灰缝处对振动强度有一定放大作用;房间进深参量对振动强度影响较小可忽略不计,进深与振动强度大小关系与进深尺寸及开间尺寸大小有关;开间参数对竖向振动影响较大,开间越大,振动强度越大;振动强度与楼板角部及周边约束情况关系密切。     

地铁振动对既有砌体结构影响的试验研究

以某两栋砌体结构为工程实例,对上海某线地铁振动进行了现场实测,分别从振级和1/3倍频程振动加速度级两方面研究了地铁对建筑物振动的影响规律。测试结果表明：对两栋5层砌体结构,楼板振动沿层高呈增大趋势,顶层的竖向振级比底层大2~4dB,水平向振级比底层大6~7 dB,昼间时段中高峰期的三向振级均大于非高峰期的振级,同时昼间时段振级均大于夜间时段振级;房间中央的楼板振动大于墙边和楼梯楼面的振动;地铁对建筑物的振动主要为10~25Hz低频振动。     

地铁小半径曲线段上列车车内振动测试与特性

摘 要：在地铁线路中,小半径曲线段的列车振动加速度一般大于同种轨道结构的直线段。为了研究小半径曲线段车内振动的频谱特性,选择了半径为350m的地下隧道区间进行测试,该区间分布着钢弹簧浮置板整体道床、科隆蛋扣件和DT-III型扣件三种轨道结构。分析了双面胶带、螺钉等多种传感器安装方式对测量结果的影响,采用DASP V11软件测量一天中三个不同时段车厢地板垂向和横向振动加速度,并进行Z振级和X振级分析。结果表明：半径为350m的曲线隧道内,钢弹簧浮置板整体道床、科隆蛋扣件和DT-III型扣件三个区段车厢地板振动对应的垂向振级峰值频率分别为8Hz和63Hz,3.15Hz、8Hz和63Hz,50Hz和100Hz;横向振级峰值频率为63Hz,63Hz,50Hz和100Hz;钢弹簧浮置板整体道床段和科隆蛋扣件段车厢地板振动加速度大于普通型扣件段。通过本次测试,为小半径曲线段振动噪声问题提供一些减振降噪措施选择方面的参考,同时为研究小半径曲线段车厢地板振动特性问题提供支持。     

地下室地铁运行激励下的振动特性研究

为研究地下室结构在地铁运行下的振动特征,对位于地铁上方的某工程地下室结构进行了现场实测。对实测加速度响应信号开展了时域和频域分析,获得了地下室结构的振动加速度幅值在各层的分布特征,表明地铁运行激励下地下室结构竖向振动显著占优。分析了地下室结构不同位置的振动能量分布特征和相位关系,表明地下室结构以单一频率整体振动。根据加速度信号的时域和频域特征,依据相关规范对地铁运行下地下室结构的人居舒适度进行了评价。基于实测加速度响应信号开展了振级分析,研究了地下室振动的振级分布特征,表明结构加速度振级在峰值频率取得最大。相关研究结果可为该工程上部结构的设计和同类结构评价提供参考。     

车型及编组对地铁运营诱发环境振动的影响研究

为了探明车型及编组对地铁环境振动的影响及水平,应用薄片有限元-无限元耦合模型及周期性车轨动力耦合模型对常用地铁车型及编组组合方式下列车运营诱发的环境振动进行综合分析及比较。分析结果表明:①不同车型及编组地铁列车诱发环境振动的时程、频谱、1/3倍频程谱及地表Z振级衰减曲线具有类似的趋势,但相应量值有所差别;②地铁车型及编组对5 Hz以下的低频环境振动有较大影响;③当保持其他因素不变,将6节编组列车扩展为8节编组列车,或将动拖车组合编组改变为全动车编组,抑或选用A型车(相较于选用B型车)为运营车辆,都会造成地表Z振级产生多达约1.5 dB的增加;④车型及编组的不同组合对地表Z振级的影响最大可达3.2 dB。     

有轨电车引起的环境振动试验研究

对大连市202路有轨电车沿线某段进行现场实测,得到地面振动加速度时程曲线,然后对其进行时域和频域分析,绘制振动加速度的1/3倍频程谱,进而得出环境振动的振级,用于评估有轨电车产生的振动水平并研究振动响应的传播规律。对实测数据的分析表明:有轨电车引起环境振动的主要频段为30 Hz~70 Hz;不同测点的最大振级为75 d B~93 d B;振级随距振源距离的增加而减小,车速为40 km/h时离下行轨道中心线10 m处的最大振级约为93 d B,30 m处的最大振级约为77 d B,能满足城市环境区域振动标准。     

钢弹簧浮置板中低频振动特性分析

为了探究高架线路上钢弹簧浮置板减振轨道在外激励作用下的振动特性,建立钢弹簧浮置板减振轨道-箱梁桥三维有限元模型,以美国六级谱激励下的轮轨力作为输入,对钢弹簧浮置板减振轨道的振动特性进行系统的研究;在此基础上,分析不同刚度的钢弹簧对整体轨道结构振动的影响。研究结果表明:浮置板结构的振动特性以纵向上的弯曲振动为主,同时存在不均匀分布的局部振动特性,因此只有利用三维有限元模型才能很好地研究浮置板结构的整体和局部振动特性。整体轨道结构在中低频段的振动明显,其中钢轨的主振频率集中在200 Hz～250 Hz以及425 Hz～475 Hz;浮置板在150 Hz以下的低频段振动密集,主振频段与钢轨一致,但在425 Hz～475 Hz的振动幅值与低频段相近;浮置板在主振频段的弯曲振动不是规则的同幅值正弦形式,其幅值呈逐渐递增或递减分布。钢弹簧刚度对钢轨50 Hz以下的振动频率分布有一定的影响;主要影响浮置板结构的整体振动形式,在频率较低时对振动幅值及局部振动形式也有较大的影响。     

成渝高速铁路某路堤段地面三向振动测试分析

为研究高速铁路路堤段地面振动的传播和衰减规律,选择成渝高速铁路某路堤段进行现场地面三向振动测试。在时域和频域内分析地面三向振动的时程特征和频谱特征,以及垂向振动、水平向振动随距离的传播特性。结果表明,在距离线路纵向中心线同一距离处,横向(Y)、纵向(X)振动加速度最大值及有效值均大于垂向(Z),随距离的增加,加速度最大值及有效值均呈衰减趋势;随着距离的增大,三向振动的频率带宽均越来越窄,远场垂向和纵向振动主频均基本集中在33.6 Hz左右,横向优势频率集中在9.6 Hz。计权后的垂向振级高于水平向振级,未计权的水平向振级均大于垂向振级,未计权三向加速度级和计权三向振级随距离的传播近似符合负指数规律。     

Effect of sand-fouled ballast on train-induced vibration

One of the most important issues in desert areas is ballast layer solidification due to windy sand accumulation. This phenomenon increases track modulus which leads to serious damage in railway track components. On the other hand, one of the side effects of this problem is the increase in ground-borne vibration during train passing. Therefore, this research is devoted to the investigating effect of sand-fouled ballast on train-induced vibration by means of experimental and numerical methods. For this purpose, five sections of ballasted railway track in central desert of Iran were monitored for 6 months, and many field measurements were conducted for obtaining track stiffness and ballast fouling percentage. Then, the field measured track stiffness values were implemented in finite element model, and the environmental vibrations due to train passing were assessed in the form of acceleration and displacement time histories for adjacent points of the railway track. The results indicated that, due to the increase in ballast fouling percentage from 0 to 62.7%, maximum acceleration increased by approximately 43% and maximum displacement decreased by approximately 68%.     

列车引起的环境振动问题研究

隨着铁路运输的高速、重载化以及城际快速列车的快速推广，列车运行产生的环境振动对沿线居民、建筑物、精密仪器的影响也日益明显。从振动影响及评价指标，振动传播机理和传播规律以及目前国内外对列车振动实测研究等方面进行了系统的研究和总结，并对该领域的研究和发展的趋势，环境振动的传播规律与预测评价提出建议。     

运行列车所引发的振动噪声分析及其可用性探索

通过研究运行列车引发的振动噪声所具有的属性，提出利用该噪声的基本设想。在已经进行的两次探索性观测试验中，得到运行列车引发的地振动噪声可以通过天然地震观测台站和地震勘探常规地震仪接收到的证据，通过对数据的初步分析，进一步提出运行列车引发的地振动噪声可能成为铁路沿线浅层地震勘探震源的基本理由，并给出需要进一步深入研究的问题。     

城市轨道交通环境影响评价振动预测模型对比分析

近年来,城市轨道交通发展迅速,在已经开通运营的线路中,地下线比重相当大,约占总线路长度的70%。地下线在运营过程中产生的环境影响主要为环境振动。因此,预测列车运营过程中产生的环境振动影响是地下线环境影响评价的关键。通过系统地对比分析国家环境保护标准(《环境影响评价技术导则城市轨道交通》(HJ453-2008))和北京市地方标准(《地铁噪声与振动控制规范》(DB11/T 838-2011))中推荐的环境振动预测模型,结合地铁实际运营过程中产生的环境振动影响,分析这两种振动预测模型各自的优点和不足之处,为下一阶段国标和北京市地标的修订工作提出针对性的意见和建议。     

地铁车站敷设方式对站台噪声特性的影响

为研究不同车站敷设方式对站台噪声特性的影响,选取同一线路相同站台型式的地下站及高架站展开现场噪声测试,根据列车进、出站时站台噪声水平、站台环境噪声水平及站台背景噪声水平分析车站敷设方式对站台噪声的影响,并根据噪声频谱特性分析两个站台噪声特性的差异。结果表明,两个站台在列车进(出)站时站台进(出)站端等效连续A声级LAeq存在大于现行标准限值80 dB(A)情况,站台中部噪声则始终低于标准限值。列车进、出站引起的地下站台噪声水平略高于高架站站台,其中列车进、出站时LAeq大约为0.3 dB(A)至2.1 dB(A),环境噪声水平LAeq,1h大约为0.8 dB(A)至1.1 dB(A),但无车无广播时高架站站台背景噪声略大于地下站台,大约为1.9 dB(A)。从列车进、出站站台时噪声频谱特性来看,200 Hz以下,两站台噪声峰值频率存在显著差异,高架站台出现在25 Hz至50 Hz,地下站台出现在50 Hz至100 Hz,主要由站台结构振动引起;200 Hz以上,两类站台噪声频谱分布规律基本一致,高架站声压级略小于地下站台,平均小2.0 dB(A)至3.8 d B(A)。建议根据不同敷设方式的车站的结构特性及站台空间形式采取噪声控制措施。     

市内复杂环境下大药量爆破降振及振动监测分析的研究

在周边高楼林立,人员密集,车流量大的环境下进行地基与地下车库大爆破开挖,对周边建筑进行爆破振动实时监控,并对所监测的振动数据进行分析。发现：爆区周边各测点峰值较小（小于1cm/s）,不会对周边结构造成危害;同等水平高度下,东西方向（纵向）测点各相关量（爆破振动峰值、持时、主频和信号能量）均高于南北方向（横向）测点各相关量;纵向测点频谱能量分布比横向测点频谱能量分布更为集中,各测点竖直向振动信号能量主要集中在3.90625-62.5Hz范围内。爆破振动在高楼楼层之间传播时,随着楼层高度的增加,竖直向爆破振动峰值和信号响应能量增大,信号频谱能量分布更加集中,顶层振动峰值约为底层振动峰值的2倍,顶层信号响应能量约为底层信号响应能量的3倍     

Wireless Measurement System for Ground-borne Vibration and Vibration Amplifications in Buildings

The environmental impact on residents of buildings, such as adverse effect on sleep and physical discomfort is caused by ground-borne vibration sources such as rail transit systems, road traffic, construction sites, and industrial plants. To estimate the impact of these vibrations on the residents, it is necessary to measure the tri-axial vibrations in the vertical and horizontal directions of the buildings as specified in the international standard regulated by ISO 2631-2:2003. A wireless measurement system for simple and accurate measurement of building vibration was developed. Five wireless vibration measurement devices (installed together with a data recorder in the building) are controlled simultaneously by an outdoor mobile PC or a laboratory PC via wireless local area network and an Internet connection. It sends the vibration acceleration waveforms recorded in buildings over the wider internet communication system to the laboratory PC. The wireless measurement system was used for measuring vibration in two- and three-story detached houses of wooden or steel construction. The impact on the residents may be caused by the vibration amplifications associated with building structural resonances. The vibration amplifications in 120 houses were evaluated as ratios and level differences in 1/3 octave band vibration accelerations measured at the ground near the substructure and floors.