更换减振扣件前后地铁运营引起地面振动的研究.pdfVIP

第 31卷 ，第 1期 中 国 铁 道 科 学 Vo1．31 No．1 2010年 1月 CHINA RAILW AY SCIENCE January，2010 文章编号：i001—4632(2010)01—0087—06 更换减振扣件前后地铁运营引起地面振动的研究 王文斌，刘维宁，贾颖绚，孙晓静，李克飞 (北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044) 摘 要：选择北京地铁 5号线宋家庄一刘家窑区段，在更换减振扣件前后 2次测试地铁正常运营引起的地 面水平及垂向振动加速度 ，对其进行频谱分析 ；建立轨道一隧道一土层的三维有限元模型，利用实测数据，研 究垂直于地铁线路方向不同距离的振动加速度响应规律。结果表明：地铁线路位于曲线段时，地面水平与垂向 振动加速度峰值和有效值基本相等；在安装 DTⅥ2扣件的轨道地段，地铁列车运营引起的地面主要振动频率为 40~80Hz，在安装 Vanguard扣件的轨道地段为20--40Hz，说明Vanguard扣件有较突出的减振效果；随着距 地铁隧道中心线距离的增加 ，地面振动加速度响应表现出衰减的趋势，在离开隧道轴线一定距离处，存在地面 振动加速度放大区，水平和垂向振动加速度放大区的位置有所不同。 关键词：地铁 ；减振扣件；测试；时程分析；频谱分析 中图分类号：U231：U213．53：TB533．2 文献标识码：A 地铁运行时产生的振动是普遍存在的问题，很 现场实测数据 ，研究北京地铁 5号线运营引起的地 多国家都已经出现由于列车振动和噪声而引起沿线 面振动，分别从时域和频域分析地面振动的特性； 建筑物的破坏和居 民对其影响生活的投诉[1]。因 建立三维有限元模型，利用实测数据验证了模型的 此，如何有效地控制和降低轨道交通引起的环境振 合理性，并用此模型预测了垂直于地铁线路不同距 动，具有非常重要的科研价值和现实意义。 离的加速度峰值和有效值的大小。 国内外学者对于地铁振动问题，在现场测试及 数值计算研究方面做了大量的工作，取得了一定成 1 地铁运营引起地面振动现场实测 果。Melke和 Kraemer 提出了分析现场测试数据 的方法；夏禾等[3]通过铁路桥梁和铁路线路附近的 北京地铁 5号线运营后，振动影响反映严重。 2次现场试验，研究列车对周围地面和邻近建筑物 为缓解振动噪声超标，在宋家庄一刘家窑区段及东 的振动影响；闫维明等L4]对某地铁交通 1号线沿线 单一北新桥区段用 Vanguard扣件替换了原铺设的 典型区段引起的环境振动实况、振动特性及传播规 DTgI2型扣件 ，如图 1所示 。为真实地反应地铁 律等进行了分析研究；潘昌实等 利用导出的列车 运营引起的地面振动，评价振动等级，在更换减振 振动荷载，建立二维有限元、有限元与无限元耦合 扣件前后，对 5号线宋家庄一刘家窑区段隧道正上 模型等，对其振动响应进行验证研究；刘维宁等L6 方K1+190位置民宅内地面进行了2次现场测试， 建立 “车辆～轨道基础”和 “衬砌结构～地层系 测试地点如图2所示，测试时间分别为 2007年 11 统”空间有限元模型，得出离开隧道轴线一定距离 月 28日与 2008年 5月 6日。 以外存在 1个振动放大区，并存在 1个地层响应的 1．1 测试简介 主要频带等结论；Thiede和Natker7]利用有限元和 本次测试采用 LanceLC0130T型高灵敏度加 黏滞边界条件研究了地铁隧道壁厚度的变化对地面 速度传感器，测试正常运营地铁引起的地面振动加 振动的影响。但以上测试都没有针对扣件的形式进 速度。传感器 的主要