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。     

低速磁浮列车在简支梁上运行和静悬浮时的耦合振动试验研究

为研究低速磁浮列车在简支梁上运行和静悬浮时的磁浮列车-简支梁系统耦合振动特性,以长沙磁浮商业运营线为背景,选取其中一孔25m预应力混凝土简支梁进行现场动载试验,实测同一列磁浮列车以两种质量（重车：30t+30t+30t;轻车：24t+24t+24t）在简支梁上通过和静悬浮时的车体、悬浮架、简支梁的振动加速度。试验数据表明：磁浮列车在低速运行时,悬浮系统不稳定,使得简支梁加速度在60Hz处有较大峰值,且幅值随着车速的增大而减小,最后趋于平稳,简支梁的加速度在低速运行范围内较高速运行时大,并且在低速运行范围内随着车速的增大而减小,这一频率（60Hz）不受悬浮质量的影响;悬浮质量越大,悬浮系统越不易稳定,重车的稳定车速为50km/h,轻车的稳定车速为30km/h;悬浮质量越大,悬浮系统的不稳定性对车体和悬浮架加速度的影响越大;磁浮列车静悬浮时,简支梁表现为持续的强迫振动,该激励频率为90Hz,使车体、悬浮架、简支梁均在90Hz处出现峰值,这一频率（90Hz）与悬浮质量的大小无关。     

高速公路车辆产生的微振动测试与分析

以某拟建精密工艺厂房为背景,采用振动测试仪器对成雅高速路上正常交通运行下引起的拟建的某厂房一侧地面微振动进行现场测试采集,并对现场实测数据进行数据特征分析,得出高速公路上的汽车交通荷载的传播特征,车辆的运行速度、荷载和离振源的距离是影响地面振动的主要因素。     

基于烦恼率模型的环境振动舒适度评价

本文对遂渝高速铁路无碴轨道试验段客车运行引起的环境振动进行了现场实测,在此基础上基于烦恼率模型对环境振动舒适度进行了评价。由环境振动引起的烦恼率随距离增大而减小,衰减速度由快逐步趋于缓慢,在距离轨道一定距离后引起的烦恼率值低于限值。烦恼率值随车速增大而增大,宜在实测区域控制车速或增加减振措施,以降低其对周围环境的影响。本文给出了基于烦恼率模型的环境振动舒适度评价分析方法。     

基于振源-传播模型的地铁引起地面振动数值预测

针对上海地铁运行引起地面振动的预测问题,应用振源模型计算不同车速对轨道基础的激振力,应用传播模型计算不同激振力输入下的地面振动加速度,建立了“地铁-隧道-土层”系统动力有限元模型。通过对比数值模拟结果与实测结果,分析了不同因素对地铁引起地面振动的影响规律。结果表明:随着地铁车速增加,振源激振力和地面振动加速度的幅值均明显增大;地面上距地铁中心线30 m范围内各点振动加速度峰值随距地铁中心线距离由近及远呈幂函数形式衰减;地面振动加速度频率主要为低频振动,随着距地铁中心线距离的增大,高频衰减相对于低频更为明显;建议上海地区建筑尽量在地铁中心线20 m范围外进行规划,或采取降低设计车速、减轻车辆荷载、优化隔振措施等方法,减少地铁运行引起地面振动对地面建筑及居民生活的影响。     

地铁运行引起典型砖混结构振动的现场测试与影响评价方法研究

基于对地铁沿线小区砖混结构建筑内居民的问卷调查,发现地铁振动对砖混结构建筑有一定影响,以北京地铁某线路周边的砖混结构建筑物为例进行了以下几个方面的研究:首先测量了建筑场地内的振动,对实测结果进行了时域和频域分析,通过分析发现竖向振动响应要显著大于水平向振动响应,且地铁振动响应的主要频率集中在40~80Hz,随着离地铁中心线距离的增加低频振动逐渐显现。然后结合现场实际情况,建立了隧道-土层-建筑物的三维有限元模型,施加列车的运行荷载后研究其对周边临近砖混结构的影响,并将模型计算结果与实测结果进行了对比分析,通过分析发现两者吻合度较好。对不同近接距离下砖混结构建筑受地铁振动的影响进行模拟,利用《城市区域环境振动标准》(GB 10070—88)中有关居民、文教区内的房屋振动限制进行分区,得到符合建筑使用舒适度的安全距离。     

重车调车机液压系统问题的分析与研究

介绍了重车调车机液压系统的形式,分析了系统存在的问题,针对这些问题,对原液压系统进行了改进,通过对重车调车机液压系统进行重新设计,解决了牵车臂在运行中运动不稳定、行程终了时产生突然冲击的现象。     

地铁引起的地面振动及其对精密仪器的影响

采用高灵敏度传感器,测试正常运营的地铁和地面车辆引起的地面垂向振动加速度.将地面振动时程转换为频域内1/3倍频程频谱,研究正常运营的地铁和地面车辆引起的地面振动特性;同时,参考电子显微镜Tecnai30的环境振动标准,探讨地面振动对精密仪器的影响规律.研究结果表明,地面振动存在一个"等振频率",在小于"等振频率"范围,地面振动主要受背景振动制约,而距离的影响很微弱;在大于"等振频率"范围,地面振动主要受距离的影响,背景振动的作用仅次于距离.小于"等振频率"的低频地面振动对精密仪器影响较大,其影响程度主要受背景振动的影响;而在大于"等振频率"范围,地面振动对精密仪器的影响随着距线路中心线距离的增加而减弱.地铁与地面车辆的地面振动的叠加,在6～30 Hz频段容易对精密仪器产生影响.     

交通系统环境振动评价问题的探讨

通过对武汉市轻轨一号线一期工程环境振动的现场测试,研究轻轨对周边地面和邻近建筑物的振动影响。实测结果表明:高架轨道交通所引起的环境振动随着距轨道中心线距离增加而减小,但在建筑物地基附近存在振动放大现象;本底振动对总体振动的影响随着距轨道中心线距离增加也逐渐增大;对于多层建筑物,楼层越高,振动越强烈。     

地铁振动对邻近砖混结构住宅影响研究#br#

以北京地铁沿线附近某砖混结构住宅作为监测对象,在建筑物各层布置传感器,监测地铁通过时建筑物的振动加速度,对监测数据在时域和频域范围内进行分析。建立隧道-土层-建筑物的三维有限元模型,研究砖混结构住宅的振动响应。研究表明：地铁运行引起邻近砖混结构的振动以竖向为主,振动主要集中在40~80Hz,随着房屋高度的增加低频振动影响逐渐显现。砖混住宅各层加速度监测结果与数值模拟结果相吻合,验证了有限元模型的正确性。通过对多种工况下地铁运行引起的邻近砖混结构住宅的振动响应的研究,明确了近接距离、土层性质和隧道埋深对砖混结构住宅振级水平的影响规律,为地铁沿线建筑物的改造及规划提供了参考。     

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。     

Vibration characteristics identification of ultra-long cables of a cable-stayed bridge in normal operation based on half-year monitoring data

Abstract

The Sutong Bridge with a span of 1088?m is supported by 272 cables, whose lengths range from 152.85?m to 576.77?m (the longest in the world). The half-year vibration acceleration data of two cables from structural health monitoring system (SHMS) is analysed, in conjunction with the wind field data, weather data and vehicle data to explore and three types of cable vibrations. The large-scale cable vibration is mainly rain-wind-induced vibrations (RWIV) when the wind direction lies in an angular range of 40°–80° relative to the cable axis, and the bridge-deck wind velocity is 4–20?m/s. The ultra-long cable also experiences in-plane vibrations, which satisfy many characteristics of vortex-induced vibrations (VIVs). Cable VIV occurs only when the bridge-deck wind velocity 4–8?m/s, with the frequency ranging from 9.5?Hz to 10?Hz. The daily small-amplitude vibration of the cables and steel girder is mainly induced by the passage of heavy trucks. There exists a positive correlation between the number of heavy trucks and the vibration level. Based on the characteristics and occurrence probabilities of these three types of cable vibrations, corresponding measures are suggested for the maintenance of ultra-long cables.     

中南剧场隔振措施分析

中南剧场作为第八届中国艺术节演出场地之一,对剧场声环境有较高的要求。环评报告指出:轨道交通引起的剧场内的结构噪声不满足噪声评价曲线NR-25小于30 dB(A)的规定。使用线性回归分析方法,得到了拟建场地环境振动的振级衰减回归曲线,使用Ansys有限元软件对拟建场地的环境振动进行了三维有限元数值模拟,利用桥墩处的振动数据作为输入载荷,模拟结果的振动衰减规律与实测结果相同,证明模型是可靠的。根据工程实际情况,分别建立了三种减振隔振措施的有限元模型。数值计算结果表明,连续墙加减振材料的隔振效果较好。     

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。     

轨道交通引起的环境振动及其影响规律

从轨道交通引起的环境振动对人体、建筑物、精密仪器三个方面的影响进行了总结：对振动加速度随振源埋深的变化、距离轨道中心线的分布规律以及列车车速和载重对其的影响规律做了重点分析。文中相关结论可以为解决城市环境灾害以及城市轨道交通建设工程提供参考依据。     

城市轨道交通中浮置板式轨道结构的设计

介绍了控制城市轨道交通系统辐射振动的最有效的方法——浮置板式轨道结构(橡胶支承)的应用、设计、计算、减振效果、施工和维修。     

隧道爆破及车辆荷载耦合作用下公路振动研究

针对隧道下穿环城公路爆破开挖产生的振动效应,同时考虑公路上车辆瞬时荷载耦合作用,运用LS-DYNA分析环城公路的振动规律及响应特征,并与实际监测结果进行对比分析,研究结果表明:(1)公路中部位置的峰值应力为1.7 MPa,大于两边的峰值应力,随着爆破点与路面间水平距离的增大,峰值应力也逐渐增大;(2)在0.015 s到0.02 s这段时间内,振速幅值最大,随后,幅值降低,振动频率变小,振动趋于缓和,数值模拟的结果要普遍小于实际监测的振速峰值;(3)公路左侧振动的位移响应最大,但是公路中部位置会在之后的振动过程中产生二次峰值,造成更大的位移响应。研究可为相似工程设计提供一个参考。     

Prediction of characteristic blast-induced vibration frequency during underground excavation by using wavelet transform

Blast-induced vibration produces a very complex signal, and it is very important to work out environmental problems induced by blasting. In this study, blasting vibration signals were measured during underground excavation in carbonaceous shale by using vibration pickup CB-30 and FFT analyzer AD-3523. Then, wavelet analysis on the measured results was carried out to identify frequency bands reflecting changes of blasting vibration parameters such as vibration velocity and energy in different frequency bands. Frequency characteristics are then discussed in view of blast source distance and charge weight per delay. From analysis of results, it can be found that peak velocity and energy of blasting vibration in frequency band of 62.5–125 Hz were larger than ones in other bands, indicating the similarity to characteristics in the distribution band (31–130 Hz) of main vibration frequency. Most frequency bands were affected by blasting source distance, and the frequency band of 0–62.5 Hz reflected the change of charge weight per delay. By presenting a simplified method to predict main vibration frequency, this research may provide significant reference for future blasting engineering.     

减振原理在城市高架轨道交通中的应用

从高架轨道振动产生的原因及减振的基本原理入手,分别从轨道结构、桥梁结构、周围的建筑物三个方面,讨论如何利用减振原理减小高架轨道交通中振动对周围环境的影响,并对未来城市高架轨道的发展提出了建议,以使城市高架轨道交通真正走上可持续发展的道路。