地鐵運(yùn)行下環(huán)境隔振措施應(yīng)用分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：地鐵作為時(shí)代背景下城市交通壓力緩解最主要的形式，在我國(guó)大多數(shù)城市發(fā)展過(guò)程中，都占據(jù)有重要的地位，但是由此帶來(lái)的各方面影響因素，還沒(méi)有得到社會(huì)各界人士的重視。在地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，不可避免的要對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生一定的振動(dòng)影響。本文對(duì)這方的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以期為城市環(huán)境建設(shè)水平提升貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。

關(guān)鍵詞：環(huán)境隔振;措施;地鐵

地鐵運(yùn)營(yíng)所帶來(lái)的環(huán)境振動(dòng)現(xiàn)象，雖然在城市建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中，不會(huì)造成現(xiàn)有建筑物結(jié)構(gòu)的破壞，但是由于累積和傳遞作用的影響，將會(huì)對(duì)周邊建筑物環(huán)境和居民生活環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。在地鐵線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)覆蓋率不斷增大的情形下，這種破壞作用將會(huì)更加明顯，采用對(duì)應(yīng)的技術(shù)分析地鐵運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的環(huán)境振動(dòng)，采用對(duì)應(yīng)的隔振措施進(jìn)行處理，具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

1、地鐵運(yùn)營(yíng)環(huán)境振動(dòng)現(xiàn)象分析

1.1振動(dòng)機(jī)理及特征

在地鐵系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，輪軌之間的接觸、扣件支撐方式的不同、鋼軌接頭部位的銜接間隙和軌道建設(shè)、磨損等各方面的原因，都會(huì)造成車(chē)輛在運(yùn)營(yíng)時(shí)產(chǎn)生不同頻率的振動(dòng)現(xiàn)象。只有采用對(duì)應(yīng)的處理措施，才能夠盡量降低振動(dòng)源對(duì)振動(dòng)體所產(chǎn)生的影響。振動(dòng)特征的分析，是采取隔振措施的理論前提，也是提升隔振措施應(yīng)用效果的基本要求。

1.2方法選擇

在傳統(tǒng)的工作模式中，分析地鐵運(yùn)營(yíng)所導(dǎo)致的環(huán)境振動(dòng)現(xiàn)象，主要是采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和理論分析相結(jié)合的方式。這種方式更多的是側(cè)重于靜態(tài)分析和地鐵建設(shè)運(yùn)營(yíng)方單方面的分析，對(duì)于振動(dòng)所帶來(lái)的動(dòng)態(tài)性影響分析力度不足。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐下，基于數(shù)值模擬為基礎(chǔ)，采用系統(tǒng)模型為主的分析方式，目前已經(jīng)得以廣泛的應(yīng)用。

1.3研究流程

在數(shù)值模擬法應(yīng)用過(guò)程中，首先需要做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，也就是對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行明確，通常情形下，是用加速度振級(jí)來(lái)描述振動(dòng)特性，采用振幅衰減系數(shù)來(lái)表述屏障隔振效果。第二步是對(duì)計(jì)算模型和參數(shù)進(jìn)行確定，在相關(guān)的研究中，大多是采用二維模型進(jìn)行分析。但是在未來(lái)的研究過(guò)程中，三維模型由于其所具有的立體性強(qiáng)、數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確性高等特性，必將成為模型應(yīng)用的主要方式。在進(jìn)行參數(shù)選擇時(shí)，所選定的范圍細(xì)分層次越高，分析結(jié)果就越準(zhǔn)確，但是由此也會(huì)帶來(lái)計(jì)算量呈幾何式增加的情形，因此在實(shí)際選擇過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系數(shù)進(jìn)行選定。通常情形，系數(shù)選擇包括對(duì)計(jì)算邊界的界定、阻尼選取等兩個(gè)主要方面。最后是對(duì)振動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通常情形下，分析計(jì)算要包括兩個(gè)方面：一是對(duì)自由地基的振動(dòng)特性進(jìn)行分析，二是對(duì)地基和建筑物共同作用下的振動(dòng)特性進(jìn)行分析，從而分析出不同樓層在不同速度和距離狀態(tài)下的振動(dòng)變化趨勢(shì)。

2、隔振技術(shù)應(yīng)用

2.1在傳播途徑上的應(yīng)用

在振動(dòng)的傳播途徑上，采取對(duì)應(yīng)的隔振技術(shù)，能夠?qū)φ駝?dòng)波進(jìn)行高效攔截，從而盡量減少振動(dòng)波帶來(lái)的影響[1]。傳播途徑上通常采用屏障隔振和彈性地基板隔振兩種方法進(jìn)行隔振處理。屏障隔振是在做好相關(guān)分析的基礎(chǔ)上，在振源和保護(hù)對(duì)象之間，設(shè)置不同層數(shù)垂直于地面的屏障隔離層，從而將振動(dòng)波的能量反射或者吸收掉。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，屏障隔振的建設(shè)形式有空溝、填充溝、不同建筑材料的墻體和板樁等。這些應(yīng)用方式都具有整體造價(jià)低、堅(jiān)固性強(qiáng)、施工成本低、易修復(fù)等特征，因而具有廣泛的應(yīng)用空間。但是這這種方式能夠達(dá)到的隔振效果有限，在某些層面無(wú)法達(dá)到減振效果。

彈性地基板隔振是近些年來(lái)所出現(xiàn)的新型屏障隔振模式，其方法是將彈性板埋入振源或者被保護(hù)主體的下方，從而達(dá)到對(duì)應(yīng)的隔振效果。這種隔振方法更加適用于振動(dòng)頻率較低的振源處理中，在地鐵運(yùn)行中具有較好的隔振減振效果，但是由于其工藝程序的復(fù)雜性，大多是應(yīng)用于新建地鐵項(xiàng)目中，并且整體上建筑成本較高，因此目前還沒(méi)有能夠得以廣泛推廣應(yīng)用。

2.2在建筑結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用

由于地鐵運(yùn)營(yíng)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)因素和建筑物主體結(jié)構(gòu)的特性，在建筑結(jié)構(gòu)上采用的隔振措施有多種不同類(lèi)型。具體來(lái)說(shuō)，這些隔振措施包括浮置地板隔振、房中房隔振、建筑物整體隔振、室內(nèi)隔振等不同形式。浮置地板隔振是利用彈簧或橡膠墊等隔振元件，將混凝土板浮置在原有地板結(jié)構(gòu)上，這種形式不僅對(duì)振動(dòng)波具有良好的隔振效果，而且具有良好的隔聲效果，但是由于其對(duì)建筑物凈空具有較高要求，因而只適用于一些跨度較大的空間。房中房隔振由于是采用雙層房間結(jié)構(gòu)，能夠更好的保證內(nèi)部空間的隔振和隔聲效果，因此大多是應(yīng)用于錄音室中，在一般的住宅和辦公建筑結(jié)構(gòu)中適用性不強(qiáng)[2]。建筑物整體隔振的應(yīng)用效果最為明顯，但是在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，整體經(jīng)濟(jì)投入較高，因此僅能適用于一些對(duì)隔振效果具有特定要求的建筑結(jié)構(gòu)中。室內(nèi)隔振是在保證建筑物主體和應(yīng)用安全的情形下，在不同的建筑位置，采用不同的隔振器組合方式，從而減少輸入振動(dòng)帶來(lái)的反應(yīng)。這種技術(shù)應(yīng)用具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，但是在技術(shù)發(fā)展上水平還比較低，無(wú)法達(dá)到廣泛的推廣應(yīng)用。在建筑結(jié)構(gòu)主體上的隔振措施，目前在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還處于較低的水平，大多數(shù)場(chǎng)景下還是采取消極應(yīng)對(duì)的措施，尤其是在針對(duì)既有建筑物的隔振技術(shù)研究和應(yīng)用方面，還存在較大欠缺。深化這方面的理論研究，加大環(huán)境隔振措施的推廣應(yīng)用，是地鐵事業(yè)發(fā)展的必然要求。

3、結(jié)論

從以上分析可以看出，在地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，有效的規(guī)避由于系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)的振動(dòng)現(xiàn)象，已經(jīng)成為重要的問(wèn)題，采用不同的隔振措施，都能夠起到應(yīng)有的隔振效果。但是不同措施之間由于其作用