高鐵運行對鄰近建筑物的振動影響實測分析

王 巍 松

(中鐵一局集團新運工程公司，陜西 咸陽 712000)

高鐵運行對鄰近建筑物的振動影響實測分析

王 巍 松

(中鐵一局集團新運工程公司，陜西 咸陽 712000)

為了研究分析客運專線列車對鄰近建筑帶來的振動影響，同時分析客運專線鄰近建筑振動傳遞規律，對上海鐵路沿線某高層建筑進行了振動加速度現場實測，探討了客運專線鄰近建筑實測振動響應及振動傳遞規律，得出了一些有意義的結論。

客運專線，振動，列車，結構

隨著城市的不斷發展，城市土地資源越來越匱乏。鐵路鄰近區域房地產開發成為地產開發項目的新方向。然而，鐵路車輛運行引起的振動影響，成為該類地產開發所面臨的嚴重問題[1-3]。為了研究分析客運專線列車對鄰近建筑帶來的振動影響，同時分析客運專線鄰近建筑振動傳遞規律。對上海鐵路沿線某高層建筑進行了振動加速度現場實測，分析客運專線鄰近建筑實測振動響應及振動傳遞規律[4,5]。

1 現場實測地點及測點布置

測試地點位于上海鐵路沿線某高層建筑內，測試地點5條線路均為碎石道床結構。圖1為測試建筑鄰近處客運專線軌道現場，圖2為傳感器在建筑樓層中安放位置。圖2標示出了鐵路線路與建筑物的位置關系，線路①為貨車通行；線路②為出站普客；線路③為出站動車；線路④為進站動車；線路⑤為進站普客。測試地點位置處，以上海站為標準，進出站動車車速較快，車速180 km/h，普客列車車速80 km/h。

本次振動加速度現場實測，對該被測建筑物每層結構以及鄰近線路地面處的垂向振動加速度進行現場實測，測量不同列車經過時所引起的結構的振動響應，分析振動在建筑中的傳遞規律。

2 不同樓層結構振動實測結果分析

2.1 出站普客經過時測試結果分析

線路②上面出站普客列車所引起的不同樓層振動加速度的時程及頻譜如圖3～圖8所示。從圖中可以看出不同樓層振動加速度峰值有所增減，同時從頻域曲線中可以看出，出站普客所引起的結構振動在0 Hz～200 Hz范圍內均有分布，但20 Hz以內的振動占主要部分，同時隨著樓層的增高20 Hz以內的振動有所放大。

2.2 進站動車經過時測試結果分析

線路④上面出站動車所引起的不同樓層振動加速度的時程及頻譜如圖9～圖16所示，從圖中可以看出不同樓層振動加速度峰值有所增減，同時從頻域曲線中可以看出，出站普客經過時所引起的結構振動在0 Hz～200 Hz范圍內均有分布，但20 Hz以內的振動占主要部分。

3 不同線路列車經過時不同樓層振級分析

將不同線路列車經過被測建筑時所引起不同樓層的振動響應進行1/3倍頻程分析，其結果如圖17～圖20所示。從圖中可以看出不同線路列車所引起的振動主要在10 Hz左右分頻振級最大。對于出站普客列車經過時，被測建筑其分頻振級最大值為57.4 dB，出現在10 Hz處，同時在5 Hz以內，建筑6層位置測點分頻振級大于其他樓層，在10 Hz處，隨著樓層的增高，分頻振級不斷增大。對于出站動車經過時，在5 Hz以內，建筑6層位置測點分頻振級大于其他樓層，分頻振級最大值出現在12 Hz處，在12 Hz處15層測點分頻振級最大。對于進站動車經過時，在5 Hz以內不同樓層分頻振級相差不大，在8 Hz以及12 Hz處被測建筑15層處測點分頻振級大于其他樓層。對于進站普客經過時，在10 Hz范圍內的分頻振級有明顯區別，分頻振級隨著樓層的增高而不斷增大，而對于其他頻率范圍內分頻振級相接近。

4 客運專線鄰近建筑振動傳遞規律實測分析

對現場實測結果進行VLzmax及VLz10振級分析，分析鐵路列車經過時，引起的振動響應在建筑中不同樓層的傳遞規律。將測試時間內所有相同列車經過時，不同樓層最大振級取均值，所得分析結果如圖21所示。

從圖中可以看出，動車及普客列車運行時所引被測建筑的振動，隨著樓層的增高呈現出增大趨勢，建筑15層與建筑1層最大相差4.32 dB，為出站普客經過時。同時動車經過時被測建筑不同樓層的振動結果隨著樓層增高而增大，對于出站動車經過時，不同樓層振動最大值與最小值相差4.61 dB。

5 結語

本文對上海鐵路沿線某建筑進行結構振動加速度現場實測，得到了鐵路車輛經過時所引起的不同樓層上的振動響應。結果表明：

被測建筑不同樓層振動加速度在80 Hz以內占主要成分，同時隨著樓層的增高，20 Hz以內振動逐漸增大。被測建筑不同樓層1/3倍頻程分頻振級在10 Hz處達到最大值。對測試結果進行VLzmax總振級分析，最后結果說明，普客及客運專線列車經過時，隨著樓層的增高，結構振動最大振級均呈增大趨勢。其中，建筑15層與建筑1層最大相差4.32 dB，為出站普客經過時。同時動車經過時被測建筑不同樓層的振動結果隨著樓層增高而增大，對于出站動車經過時，不同樓層振動最大值與最小值相差4.61 dB。現場振動加速度實測結果顯示，列車經過時所引起的鄰近建筑物的振動，隨著樓層的增高，呈增大趨勢。

[1] 楊宜謙.地鐵和鐵路環境振動源[J].環境工程,2013(S1):654-658.

[2] 焦大化.京滬高速鐵路環境振動建議限值[J].鐵道勞動安全衛生與環保,2001(4):218-224.

[3] 錢聰玲，錢德生，馬 筠，等.鐵路環境振動對居民影響的調查[J].環境工程,1987(5):45-48.

[4] 尹 皓，李耀增，辜小安，等.高速鐵路環境振動特性研究[J].鐵道勞動安全衛生與環保,2010(1):32-36.

[5] 馮青松，雷曉燕，練松良.解析法分析鐵路環境振動的列車隨機激振荷載[J].華東交通大學學報,2013(5):1-7.

Analysis of vibration effection caused by high-speed rail vehicle on adjacent buildings

Wang Weisong

(XinyunEngineeringCompany,ChinaRailway1stBureauGroup,Xianyang712000,China)

In order to study the vibration impact of HSR operation upon adjacent buildings, the paper analyzes vibration transfer law of passenger-special railway operation upon adjacent buildings, carries out acclerated vibration field measuremnt of Shanghai railway upon the high-rise buildings, explores actual measurement vibration response and vibration transfer law of passenger-special railway line upon adjacent buildings, and finally draws some meaningful conclusions.

passenger-special railway line, vibration, train, structure

2015-02-12

王巍松(1975- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)12-0144-03

TU311.3

A