振动激励下地铁沿线建筑物振动测试与数值分析

对广州地铁三号线沿线临近建筑物的振动响应进行了实测,并结合数值计算研究了地铁振动在建筑结构内的传播规律.研究结果表明:在框架结构中,随着建筑物高度的增加,振动峰值逐渐减小;地铁振动在建筑物内引起的振动时程的频率集中在30~80 Hz频段内,以30~50Hz频段为主;结构内部构件柱的振动衰减要比周边构件更加显著,柱上的梁越多,能量的损耗就越大;地铁振动引起的加速度值有可能对建筑物中使用人群的舒适度造成影响.     

软土隧道地铁振动效应现场实测与数值分析

为揭示列车运行软土隧道瞬时响应和长期沉降的影响,以上海地铁9号线某区间隧道为例,采用现场实测和动力有限元方法分析了软土隧道的自由场响应特征,基于经验公式法评估了隧道长期振动沉降.实测结果表明,隧道近处的地层响应以竖向振动为主,振动加速度总体上服从竖向加速度最大、横向加速度次之、纵向加速度最小的规律.隧道周围30 m范围内竖向加速度为0.02 ～0.32 m/s2,横向加速度为0.02 ～0.26 m/s2.竖向加速度在横向上以弧线状向外衰减,隧道斜上方和斜下方地层存在横向加速度放大现象,地层振动主频为0 ～400 Hz.地铁振动引起的土体动偏应力比小于2％,最大超孔压约为1.1 kPa.地铁运行初期隧道振动沉降主要来自土体不排水累积塑性变形,长期振动沉降则主要来自超孔压消散引起的固结沉降.研究软土地层响应特征有利于揭示地铁振动的传播过程.     

地铁隧道列车振动特性试验研究

为获取隧道内列车荷载的振动特性,对某地铁区间隧道进行了试车试验.分析了扣件类型、列车运行速度等因素对荷载特性的影响;基于隧道断面的实测结果分析了其振动传播规律.结果表明:当地铁列车以60km/h通过时,实测振动源强均值为70.41dB;沿隧道断面的振动幅值逐渐减小,且荷载的高频分量逐渐衰减,钢轨竖向加速度最大,且以100Hz以上的高频分量为主;道床顶面和隧道基底的振动量值接近,且远大于隧道侧壁;随着车速增加,各测点的竖向分频振级逐渐增大,且低频段的振级增加更为显著,但车速的增加并未改变荷载的主频段,且随着车速增加,道床与隧道侧壁之间的振动传递损失增大;扣件类型对荷载的分频振级有较大影响.     

地铁运行振动对邻近民国建筑的影响

以南京地铁1号线某区段邻近民国建筑为研究对象,现场实测地铁运行通过时引起的地面振动加速度,分析振动响应在时域和频域内的传播规律,并以Z振级为评价指标,评估地铁运行振动对邻近民国建筑的影响。测试结果表明:地铁运行引起的地面振动以竖向为主,振动量随与地铁线路距离增大呈波浪式衰减,在近场区域某一距离处达到最大值,在远场区域逐渐衰减并趋于稳定;地铁运行引发的振动响应主要集中在50～80 Hz,且对应的分频振级衰减较快;地铁附近部分区域Z振级已超过环境控制标准。研究成果对地铁线路邻近民国建筑的保护提供了一定的参考,同时有助于研究地铁运行振动对沿线周边环境的影响。     

地铁列车运行诱发临近低层建筑振动响应分析

地铁曲线段轨道扭转效应加剧列车运行所诱发的环境振动响应.基于曲线段轮轨法向力与蠕滑力模型,计算得到B型车通过350 m小曲率半径线路时的动态轮轨力.以苏州轨道交通2号线某曲线区间段为例,建立隧道-土层-建筑物二维有限元模型,对地铁列车运行时紧邻地铁线路一座低层建筑的振动响应进行分析.共采取定员与超员条件下近侧列车通行、远侧列车通行以及两车会车等6种计算工况.结果表明:曲线段地铁列车运行诱发该建筑物产生垂直与水平向振动;超员会车最不利工况下,比较各楼层垂向分频振级与标准限值发现,在频率7.8 Hz各楼层分频振级均超过标准限值;该建筑物垂向振级随楼层升高基本保持不变,水平振级随楼层升高近似线性增大.     

高架地铁列车环境振动传播规律的数值模拟

为研究地铁诱发的环境振动在周围土体和邻近建筑物内的传播规律,建立了31自由度地铁车辆模型以及桥梁-土体-建筑三维有限元模型,并进行了数值研究.首先,通过三角级数法获得可靠的轨道不平顺谱,建立车辆-轨道动力学模型,得到车辆随机振动荷载时程谱;然后,将荷载时程谱加载到桥梁-土体-建筑三维有限元模型上,计算得到周围土体和临近建筑内关键点位的振动幅值,并对计算结果进行频谱分析,获得各点的振动功率谱函数.研究结果表明:地铁环境振动在地面上的传播存在明显的方向性,竖向振动占主导地位;高层建筑12层以上部分需重点考虑水平面上的振动;传播过程中10 Hz以上的高频振动衰减较快,距轨道中心30 m以外的环境振动以低频振动为主.     

地铁振动下基础隔振效应的实测与分析

对地铁附近的装有隔振支座的建筑物进行振动实测,获得了在地铁振动下基础和地下室地面的振动加速度时程记录.先在时域内,分析隔振后加速时程的变化,得到隔振的大致效果,然后计算出相应的傅立叶谱和1/3倍频程谱,可以得到隔振后振动在各个频段上的变化.在此基础上讨论隔振装置对地铁的振动传播的影响.结果表明:地铁运行引起的主要振动分量在45～75Hz,隔振装置对地铁振动水平分量的隔振效果显著,而对垂直分量有放大作用.     

基于薄层法-有限元法的地铁引起地面振动分析

运用薄层单元法与有限单元法结合的方法,对地铁列车运行时的地面振动进行了分析研究,计算了离地铁隧道不同距离的地面加速度,并与实测结果进行比较,结果吻合较好,可为地铁运营时对周围环境的振动影响提供预测与参考.     

高架交通沿线地面环境振动测试频域分析

为综合研究城市交通所引起的环境振动问题,对基于广州火车站附近高架路诱发进行了沿线地面振动的现场实测;通过对实测数据在频域内进行深入分析,总结出高架路诱发环境振动在频域内的分布特点和传播规律,在最小二乘准则条件下,给出了更加符合环境振动实际传播特征的竖向加速度振级经验衰减公式.结果表明:高架路诱发环境振动和动车组诱发环境振动均呈现脉冲响应特征;高架路诱发环境振动随距桥墩距离增加,脉冲响应特征快速消失;功率谱密度曲线表明随着距离的增加,竖向加速度的频率范围越来越窄,高频成分所占比例越来越小,在15 m处高架路诱发环境振动的高频区域有放大现象,存在局部振动放大区域.与传统振级经验衰减公式相比,文章提出的环境振动振级经验衰减公式更能反映实际环境振动的传播特点.     

浅谈带上盖物业开发车辆段建筑消防设计

日前,随着国民经济的不断发展,城市建设的强力推进,越来越多的城市在轨道交通建设当中,对配属的车辆基地进行上盖物业开发,以解决地铁建设用地和资金存在的矛盾,由于车辆段上盖物业开发并非典型的建筑形式,国内并无相对应的规范标准,故在此类工程项目的设计中存在诸多技术性难题。该文以广州轨道交通8号线北延段白云湖车辆段为例,详细阐述上盖物业开发车辆段的建筑消防问题。     

火车振动对建筑物及人体舒适性影响的研究

结合郑州铁路沿线某一高层建筑,通过现场实测和问卷的方法,对列车诱发的邻近建筑物振动进行了分析研究.得出了以下结论:随着楼层的增加建筑物的竖向振动先减小后增大,振动最弱楼层为第六层,竖向高频振动在建筑物的中部有被过滤现象;随着楼层的增加建筑物的水平向振动呈现增大减小再增大的趋势,各层的水平向振动典型频率均在60 Hz左右;不论是水平向振动还是竖向振动,在建筑物的顶部均呈放大趋势.实测和问卷结果表明,列车运行对实测建筑物造成的影响满足规范舒适性限值要求,列车没有对该栋建筑物的居民生活造成影响.     

轨道交通与建筑物共建体振动影响因素分析

采用车辆-轨道-隧道-土层-建筑物系统空间动力分析模型,对建筑结构的振动影响因素进行计算分析.结果表明:共建建筑物近振源区域以竖向振动为主,竖向振动加速度峰值约为水平向的1.6倍;共建建筑物结构约束变化位置振动易发生突变;开间尺寸对结构振动的影响主要体现在振动主频上;隧道基底的加固程度对共建结构1~5 Hz的低频振动影响较大;建筑结构的振级对列车速度的敏感性随外部约束的增强而减小,降低车速可有效地减小建筑物近振源区域振级.     

列车作用下青藏铁路路基动力响应试验

目的分析研究多年冻土区青藏铁路在列车动荷载作用下路基的稳定性及振动衰减规律.方法选取青藏铁路北麓河段三个典型试验断面,在春季进行了列车荷载作用下的路基动力响应现场试验,采集路基、边坡、道床3处振动数据,统计计算了青藏铁路客车与货车行驶时路基振动的最大和平均加速度幅值,对实测数据进行了功率谱分析.结果路基上货运和客运列车的竖向最大加速度分别为2.213 2 m/s2和2.000 4 m/s2,对应的平均加速度分别为0.149 5 m/s2和0.114 3 m/s2,道床上的振动明显减小.在T28次客运列车的作用下,对于断面Ⅲ,C3测点在振动频率为25 Hz、38 Hz、46 Hz,55 Hz出现峰值,能量集中在18~53 Hz.边坡C4测点振动能量集中在20~65 Hz,C5测点的优势频段为20~80 Hz.结论路基上货运列车的振动比客运列车振动大,同一断面竖向衰减速度大于横向,素土路基各方向衰减小于块石路基,下一测点加速度峰值大致减小为相邻上一测点的1/10.     

地铁曲线段Vanguard扣件减振效果分析

为研究Vanguard扣件在地铁曲线段的减振效果,以北京地铁5号线某曲线段为例,分别对DTVI_2扣件和Vanguard扣件下列车运行引起的地表振动响应进行现场测试.并通过建立相应的三维动力学数值模型对比分析了两种扣件在直线段和曲线段的地表动力响应特性和衰减规律.通过分析振动响应峰值、最大垂向计权Z振级及插入损失,研究了Vanguard扣件的减振效果.根据现场实测以及数值分析结果可知:列车运行引起的地铁曲线段地表动力响应高于直线段,圆曲线和缓和曲线的动力响应特性类似且量值接近;列车运行引起的地表横向及垂向动力响应随距线路中心线横向距离的增加而呈起伏式衰减;列车运行于DTVI_2扣件和Vanguard扣件的轨道上时引起的地表垂向振动响应显著的频段分别位于60Hz和30Hz附近;Vanguard扣件减振效果显著,对曲线段水平向振动响应的减振性能良好.     

地铁运行诱发的环境振动数值模拟与模型预测

通过建立列车、轨道、隧道和地基土三维振动仿真模型,分析了列车速度、地基土特性和隧道埋深3个因素对地面环境振动的影响规律,并与部分实测值进行了比较.基于回归分析,提出了多因素影响下的地面环境振动简化预测模型.研究表明:建立的数值模拟方法和预测模型能够较真实地反映地铁运行引起的地面环境振动的实际情况;随着列车速度增加,地面竖向振动加速度增大,且距离地铁线路越远,速度的影响越显著;距离地铁线路越远、地基土的卓越周期越大或隧道埋深越深,地面竖向振动加速度均越小,且地基土的卓越周期越大,振动在地基中的衰减越快.     

金山铁路既有线路基行车振动特性分析

选取上海金山铁路既有线路基关键部位进行现场行车振动响应分析.结果表明：普通路基基床顶面最大竖向加速度为95.1~110.4 cm/s2，最大横向加速度为89.8~116.4 cm/s2，响应频率集中在30~50 Hz，当地面以下的行车振动能量衰减至30%而进入低模量的浅层地基土时，将出现振动响应放大的现象；在路桥过渡段20 m范围内，轨道和路基的水平和纵向加速度呈现出中间剧烈而两边较弱的变化特征，其差异显著，在桥台过渡段沉降最大位置处，加速度达到最大值.     

轨道交通对沿线建筑物不同楼层的振动影响分析

列车经过轨道交通高架桥时会对沿线区域带来振动干扰,为探究轨道交通对沿线区域建筑物不同楼层的振动影响特性,以某一城市轨道交通沿线4层楼建筑为研究对象,在振动评价理论基础上,对该建筑物1楼及3楼进行了振动测试,并通过数据分析,对两个楼层分别进行了振动加速度频域特性分析及振动加速度级1/3倍频程分析。研究结果表明,振动加速度方面:对于1楼,主要集中在0~100 Hz范围内,全局峰值在50 Hz附近取得,局部峰值在70 Hz附近取得;对于3楼,主要集中在0~150 Hz及650~750 Hz范围内,全局峰值在60 Hz附近取得,局部峰值在130 Hz及700 Hz附近取得。振动加速度级1/3倍频程方面:对于1楼,在50 Hz处达到全局峰值,为70~74 dB,在1 000 Hz处达到局部峰值,为55~59 dB;对于3楼,在63 Hz处达到全局峰值,为76~78 dB,在125 Hz及1 000 Hz处达到局部峰值,分别66~68 dB及68~69 dB。     

基坑开挖对临近既有地铁隧道影响分析

为研究基坑开挖对临近既有地铁隧道结构的影响,以济南历下医养结合中心项目近接地铁R3线施工为工程背景,开展风险判定并采用 FLAC3D 进行大型三维数值模拟研究。结果显示：基坑外部作业对地铁隧道的影响等级为二级;隧道开挖引起地表沉降模拟结果与实测数据基本吻合,数值模拟结果较可靠;基坑开挖引起左线隧道竖向位移最大-2.27mm、水平位移最大4.59mm,右线隧道竖向位移最大-3.0mm、水平位移最大5.19mm,左线隧道轨道竖向位移最大-2.27mm、轨向高差最大0.528mm,右线隧道轨道竖向位移最大-3.0mm、轨向高差最大0.763mm,均出现在B基坑西侧;基坑开挖引起径向附加压力很小,在10~20kPa范围内。总体上基坑开挖对隧道结构造成的影响均小于规范限值。     

高架桥段与路堤段CRH动车组运行引起的地面振动对比测试

现场测试沪宁城际中国高速铁路(CRH)动车组运行引起的高架桥段和路堤段的地面振动竖向速度,分析2种线路的地面振动特征及其传播的衰减规律.结果表明:CRH动车组运行引起的地面振动主频在80 Hz以下,属于低频振动;车厢数量对列车运行引起的地面振动强度影响小;对153~201 km/h列车的运行速度,车速的大小时地面振动幅值的影响不明显;随着测点离轨道距离的增加,高架桥段的地面振动主频降低、峰值地面速度衰减曲线较为平稳光滑,路堤段的地面振动主频几乎不变、峰值地面速度衰减曲线存在多个振动反弹区;高架桥段的地面振动强度高于路堤段的地面振动强度;路堤旁修建的排水沟对地面振动具有隔振作用.     

沈阳地铁十号线车辆段工艺设计优化及创新

研究目的:车辆段与综合基地是地铁系统重要组成部分之一,也是地铁工程设计的重点和难点,本文通过对沈阳地铁十号线桑林子车辆段与综合基地的功能定位、设计规模等方面的阐述,结合车辆段与综合基地工艺设计优化及创新,对同类工程的设计提供了一些有益的建议。研究结论:结合沈阳地铁已开通运营线路的经验教训和地区特点,通过沈阳地铁十号线桑林子车辆段与综合基地三角线和卸料线的独特设计、车辆段上盖物业开发设计、洗车线、镟轮线设计以及车辆段新技术、新工艺的采用等方面的研究分析,归纳总结了车辆段工艺设计应立足现场实际需要,切不可盲目生搬硬套既有的设计理念和布置方案。