實例探討鋼彈簧浮置板道床的減振效果

張瑜，王黎明，徐文

（南京大學環境規劃設計研究院有限公司，江蘇南京210093）

實例探討鋼彈簧浮置板道床的減振效果

張瑜，王黎明，徐文

（南京大學環境規劃設計研究院有限公司，江蘇南京210093）

地鐵運營中產生的振動對沿線居民及建筑物造成了一定的危害。通過分析已建成的某軌道交通驗收監測數據，對項目建設過程中使用的彈簧浮置板道床的減振效果以及減振效果衰減特性進行了驗證探究。

地鐵；建筑物；減振效果；傳播途徑

隨著我國城市的快速發展，城市交通擁堵的情況日益嚴重，而具有高效、環保等特點的軌道交通已逐步成為城市交通網的動脈。我國軌道交通建設進入快速增長時期，2016年底，全國在建和已運營的軌道交通線路達160條，線路總長約為4 200 km。城市軌道交通帶來便利的同時，在運行過程中產生的振動對沿線居民及建筑物會造成一定程度的危害。因此，如何對地鐵運行過程中產生的振動進行預防和治理成為城市軌道交通建設及運行過程中亟需解決的問題。本文主要對鋼彈簧浮置板道床的減振效果進行了討論。

1 軌道交通振動的危害

地鐵振動低于建筑結構的破壞等級，不會對建筑造成明顯的結構損害，但是會引發結構的局部振動，尤其會在周邊建筑中產生二次結構噪聲。軌道交通列車造成的振動幅度較小，但由于長期反復性，會極大地影響建筑的安全性和使用壽命。振動引發破壞現象主要包括石塊滑動、墻皮脫落和龜裂以及地基沉降和變形等，嚴重者甚至會造成周邊建筑物倒塌，尤其易對古建筑結構造成影響。此外，列車振動會影響沿途精密儀器儀表的測量精度和測量范圍。

2 軌道交通振動的防治措施

目前，軌道交通振動的防治措施主要從設計施工階段和控制振動傳播途徑方面來考慮。本文主要討論振動傳播途徑控制措施中的鋼彈簧浮置板道床措施。

鋼彈簧浮置板減振軌道是將混凝土道床板浮置在鋼彈簧隔振器上，與基礎墊層頂面相距30 mm或40 mm。混凝土道床板浮置、鋼彈簧隔振器和基礎墊層三者共同構成質量-彈簧-隔振系統。鋼彈簧隔振器內的粘滯阻尼增強鋼彈簧的三維彈性，增大了系統的各向穩定性，有效吸收和抑制聲音。

道床板可以減弱車輛產生的動荷載，只將少量殘余荷載傳遞到基礎墊層中去。道床板受力后，對受力進行重新分配。通過固定在基礎墊層上的隔振器傳遞到基礎墊層。在此過程中，通過隔振器調諧和吸收能量作用，達到隔振減振的目的。

3 鋼彈簧浮置板道床優缺點討論

在減振效果方面，橡膠支承式浮置板軌道的效果弱于彈簧隔振器浮置板軌道的減振效果。目前，鋼彈簧浮置板道床已具有90多年的歷史，但由于造價較高，難以大規模應用，它主要用于研究院、博物館、音樂廳等對減振降噪措施有特別要求的場所。除了在德國、日本、韓國等國應用外，也應用于國內的北京、上海等城市的軌道交通建設中。它具有多項優點：①隔振效果好，減振效果為25～40 dB；②使用壽命長，達30年以上；③同時具有三維彈性，水平方向位移小的特點；④無需附加限位裝置。

4 實例討論鋼彈簧浮置板道床減振效果

目前，對于城市軌道交通的振動研究主要方法有解析的波數-頻域法、數值法、實驗法和統計能力分析等。在實際應用中，通常采用理論分析與試驗相結合的方法進行研究，通過試驗結果探究理論模型的相符性，用驗證過的、正確的理論模型分析振動問題。采用已建成的某軌道交通驗收監測數據對項目建設中使用的彈簧浮置板道床的減振效果進行驗證。現通過實測數據，分析軌道交通振動源的衰減特性。

4.1 監測方案

選擇某地鐵沿線比較開闊平坦，無曲線的區段，垂直于軌道方向，距離近軌中心線0 m、10 m、20 m、30 m、50 m處設置振動衰減斷面監測點的VLZ10和VLZmax，該斷面采用彈簧浮置板道床作為減振措施。

表1 軌道水平衰減斷面監測結果（單位：dB）

4.2 監測結果

按晝間、夜間分類比較，結果如表1所示。

4.3結果分析

軌道交通振動斷面衰減曲線如圖1所示。

圖1 軌道交通振動斷面衰減曲線（單位：橫軸/縱軸分別為m/dB）

由圖1可以看出，列車在平穩運行時，采用彈簧浮置板道床減振后，軌道列車產生的振動隨距離衰減較小。

5 結論

筆者分析認為，采用彈簧浮置板道床后，軌道交通運行時產生的振動均有較大幅度降低；軌道交通運行時產生的振動隨距離有所衰減，但衰減效果不明顯。

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〔編輯：張思楠〕

U231.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.094

2095－6835（2017）14－0094－02

張瑜（1982—），女，漢族，主要從事環境影響評價與規劃、環境監理等方面的研究。王黎明（1988—），男，漢族，主要從事環境影響評價與規劃等方面的研究。