地铁与公共建筑合建振动噪声影响分析及控制技术研究成果小结.doc

地铁与公共建筑合建振动噪声影响分析及控制技术研究 主要完成单位：上海申通地集团有限公司 同济大学 上海市科技馆 主要完成人员：周顺华?、徐晓红?、刘加华?、蔡 蔚?、顾建生?、韦 凯?、刘 扬? 研究背景 随着国内城市轨道交通的快速建设和发展，为充分利用地下空间和轨道交通带来的便利，公用建筑与地铁一体化共建的情况日益增多，如上海自然博物馆与地铁13号线综合工程、2号线与虹桥综合枢纽工程等。然而，地铁运行必将产生公用建筑物的振动、同时引发结构二次噪声，为满足公用建筑的使用功能要求，必须对地铁的振动噪声加以控制。但由于目前国内关于公共建筑物振动和噪声的控制标准尚不完善，也未形成较为成熟的计算方法和仿真技术，轨道交通的减振降噪技术和相关施工工艺也处于探索阶段，因此有必要对地铁与公用建筑一体化建设时的振动与噪声控制技术进行深入研究。由上海市科委立项，上海申通地铁集团有限公司牵头，联合同济大学和上海市科技馆进行该课题的研究。 提出地铁与公用建筑一体化建设时振动噪声控制标准建议值车轨隧建筑物振动噪声仿真计算方法，并综合控制技术和相关产品、相关施工工艺，达到经济合理、满足使用要求的目的。以13号线自然博物馆共建工程作为示范工程，以满足其使用功能的基本要求。 (1) 轨道交通振动噪声测试和评估方法研究 在对国内外振动噪声测试技术和标准研究的基础上，对轨道交通振动噪声的测试和评价方法做出统一规定，提出轨道交通振动噪声规范化测试和评估方法，以便在相对同一的平台上客观评价减振降噪产品的性能，实现振动噪声测试和产品性能评估的规范化与标准化。 (2) 自然博物馆振动噪声控制标准建议值及类似场地测试分析研究 参考现有与本工程类似的振动噪声控制标准，并结合本工程特点与现实条件，有针对性地提出了地铁与公共建筑物合建工程的振动噪声控制建议限值，并利用以上提出的振动噪声测试方法对类似场地进行现场实测，进一步验证了该控制限值的适用性与实用价值。 (3) 车轨隧建筑物振动噪声仿真计算研究 以上海地铁13号线与自然博物馆合建工程为背景，结合车辆—轨道耦合动力学理论和动力有限元理论，研究开发一套适用于求解地铁与建筑物合建工程振动噪声的新式车轨隧建筑物振动噪声仿真计算方法，用以评价各种减振降噪措施的实施效果，同时也可给后续类似合建工程中减振降噪设计提供相应的理论计算工具。 (4) 地下结构振动噪声控制措施研究 以上海地铁13号线与自然博物馆合建工程为研究背景，其重点是与钢弹簧浮置板轨道参数优化研究相呼应，通过数值仿真一方面进一步确定出适用于本合建结构型式自振特点的钢弹簧浮置板轨道结构固有频率，另一方面是为了弥补轨道结构对其固有频率附近低频振动的微弱减振能力，还将探讨地基水泥土桩加固体（包括隧道空腔内填筑砼）对钢弹簧浮置板轨道固有频率附近低频振动的减振规律、减振效果及其影响，并根据结构振动计算结构二次噪声。 (5) 轨道结构振动噪声控制措施研究 由于上海自然博物馆与地铁13号线合建的综合工程中自博馆内部建筑结构十分复杂、构造也很特殊、使用功能对环境振动要求较高，因此课题组重点针对列车运行引起的合建结构环境振动问题以及钢弹簧浮置板减振轨道参数优化等问题，顺序开展了不同轨道结构参数组合条件下钢弹簧浮置板轨道结构自振特性的模态分析，不同轨道参数组合和不同行车条件下浮置板钢弹簧支点反力特性分析以及合建结构的三维谐响应和瞬态响应分析，为合建结构钢弹簧浮置板减振轨道参数优化设计提供理论计算依据，同时研发两项轨道减振产品和一项吸音产品，并测试其效果。 图1 道床吸音板 图2 vanguard扣件 图3 钢弹簧浮置板 图4 迷宫式约束阻尼钢轨 (6) 建筑结构振动噪声控制措施研究 主要对国内外关于建筑结构的振动噪声控制技术进行研究，根据仿真计算结果提出相应的治理措施。 (7) 浮置板设计和施工工艺优化研究 1) 从设计角度研究实现预制龙骨整体吊装方案的技术条件，并进行结构仿真计算和受力分析；从施工角度对龙骨整体吊装和运输、基底施工、龙骨就位和轨道精调等关键环节进行研究，同时研究相应的工机具。 2) 综合设计、施工和减振效果等角度提出合理板长，针对预制短板节段拼装方案板端变形协调、曲线几何形位的实现等关键技术进行研究，通过室内静载和疲劳试验验证其结构安全性、现场试验验证其安全性、平稳性；从施工角度对模板设计、精度控制、基底施工、短板就位和轨道精调等关键环节进行研究，同时研究相应的工机具。 3) 通过对普通道床、传统长浮置板、预制短板节段拼装浮置板进行现场类比测试，对新设计的浮置板减振效果进行评价。 4) 通过与传统浮置板的对比，分析预制龙骨整体吊装和预制短板节段拼装浮置板的经济和社会效益。 (8) 地铁运营后合