4.5【 城市轨道—交,通
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4.!5.1 》城市:轨道交通分》为地下线、》高架线、地》面线三种《线路敷设方》式一般来说地下线和!地面线产生的环境振!动大于高《架线当列车》运行产生《的环境振动和室内二!次结构?噪声:超过相?关标准的《规定时?需要采用相应—的减振措《施
【 :。 :城市轨?道交通轨道》减振是为减小振动】和(或)《室内二次结构—噪声影?响而采?取的:轨道减振措》施的统称主要包含】轨,道隔振、重型钢【轨和无缝线路—、阻尼钢轨、钢【轨调谐质量阻—尼器:、减振?。接头夹板《、平面小半径曲线处!采用轮轨润滑装置】等措施?;隔振?轨道主要特指在既定!的钢轨类型和轨【道不平顺的基础上】基于:隔振:原理设计的》通过提高轨道系统】的,动态:弹,性和:(或:)增加所有弹性单元!的质量达到缓—。解环境?振动和(或》。)室内?二次结构噪声影响的!。轨,道减振措《施轨道结构主要【由钢轨、扣件及【轨下基础组成—轮轨之?。间的振动与轨道【结构各部件的质【量,、刚度及《阻尼密切相关不同型!式,轨道结构其振动也】不同理论与实—际应用效果表明【。每,一种轨道隔振措【施在不同频率范【围、不同测试—位置会有不同的减振!效果目前关》于轨道?结构减振效》果的评价尚无—对应的标准规—范各:种轨道隔振措—施标称的减振效果】需注明适用的测量】方法、评价》量、频率《范围、?测点位置等与减振】效果:。直接相关的》边界条件
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【城市轨道《交通系统《。振动通常是钢轮在】钢轨:上运行所产生的振】动是由于列车在【轨道上移《动造成的影》响振动大《小和频率的因素很多!根源是轮轨》相互:作用与?工业:振动不同城市轨道交!通系统振《动,属于间歇性长期振动!其振动影响范围【广运行时间长城【市,轨道交通产生振动的!主要:机理可归纳为五类准!静态机理、》参数激励机理、钢】。轨不连续《机理、轮轨粗糙【度机理和波》速机理城《市轨道交通轮—轨振动在10000!Hz:范围内呈《宽频带特征》在振动传播》过程中?高频比低频振动衰】减得快振动的频谱随!距离而改变水平向】。振动比?竖向振动衰减得快】振动在一定频率范围!内人:。将以不同方式—感知振?动作用于人体—的振动?频率范围为1H【z~8?0Hz建筑物振动引!起的室?内二次结构》噪声频率范围为【16Hz~200H!z影响建筑结构【。的振动频率一—。般为1Hz~15】0Hz;室内二次结!构噪声以低》频为主一般频率范围!为1:。6Hz~250【Hz现?行国家标准机械振】动 轨道系统产】。生的地面诱导结【构噪声和地传振动 !。 第1部分》总则GB《/T 33521.!1规定?室内二次结构噪【声频率范《。。围,一般为16Hz【~2:。50Hz现行行业标!准城市轨道交通引】起建筑物振动与【二次辐射噪》声限值及其测—量方法标准JGJ】/T: 170规定室内】二,次结构噪《声频率?。。范围为16Hz~2!00Hz
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城市轨!道交通引起的振【动通过轨道》系统、支承基—础(隧道、》高架桥和路基)、周!围土:。体及相?邻建筑物进行振动传!递在建?筑物:内可:产生能感知的振动甚!至引起人的不舒【适或不能觉察到【的振动城市轨道交】通引起的建筑—物,的,振动达到一定水平时!会使得建筑表—面(:墙、:楼板:或天花板)》。辐射噪声通常称为室!。。内二次噪声或结构】噪声:或地传噪声还有家】具、窗户、》。装饰:物和建筑附属—。设施发出的声—。音有时振动微弱【到人无法觉察低于】感知阈?值但可能导致—可听:的低频噪声》。
】 城?市轨道交通振动【可能对沿《线不可移《动文物、振动敏感】设备等产生振动影】响或对于噪声控制要!求严格?的音乐厅《、电视?演播室、《。录(播)音室、影剧!院等:产生二次结构噪声影!响本:。标,准只针?对城市轨道交—通列车由于地传振】动而引起建》筑,物室内的二次结构】噪声不涉及空气噪声!。或直达?声,影响:对城市轨道交—。通沿线不可移—动文物、振》动,敏感设备等》产生振?动影响或对于—噪声控制《要求严格《。的建筑需根据—需求进行专项设【计及技术论证
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》振动对文物》保,护单位、《世界文化遗产、世】界,文化与自然》遗,产,、世界?。文化景观、中国世】界文化遗产》预备名单古建—筑、中国《国家自然与文化双】遗产预备《名录古建筑的影响】。现行国家标准古建】筑防工?业振动技术规范【GB/T 》50452-2【008做了规定【;对尚未核》定公布为文物—保护单位的不—可移动文物、—优秀历?。史,建筑、优秀近—代建筑、全国重【点烈:士纪念?建筑物保护单位以及!历史文化街区、历史!风貌:保,护,区、旧城风貌区、】历史文化《名,镇,名村中的非当—代建筑现行国家【标准建筑工程容许振!动标准GB 508!68做了规定—
— 振动敏感】设备主要存在—于医院(核磁共振M!。RI、计算机断层】。扫描CT《、在放大镜下工【作的:手术室等《)、研究型大学(】电子放大《镜等)、科研机构】、电子?或光学产品生产厂】、,计量机构、精密加】工与检测《车,间(三坐标测量机】、精密自动》绕线机等)》等振动对振动敏感设!备的影响需要—符合设备《说明书?的要求?或符合现行》。国家标准机械振动】与冲击 装—有敏感设备建—。筑物内的振动与【冲,击 第《2部分分级GB【/T 2371【7.2、《建筑工?程容许振《动,标准GB 5086!8的要求
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《 室内二次结—构噪声对人正常生】活、工?作和学习的》影响要符合现行行业!标准城市轨》道交通引起建筑物】振动与二次辐射【。噪声:限值及其测量方【法标准?JGJ/T —170的要》求;对音乐厅—、影剧院的影响要符!合现行国家标准【剧场、电《影院和多用途厅堂】建,筑声学?。设,计规范G《B/T 《5,。0356、剧场建】筑设计规《范JG?J 57的要—求;:对录(?播)音室、电视演播!室、演播室的—影响要符合》现行:行业标准《广播电视录(播)】。音室、演播室声学】设计规?范GY/T —5086的要求
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4.【5.2? , 工程概况主要包括!工程范围地理—位置及线路》走向线?路平面/《纵断面线路敷设方】式,。主要技术标》准、线路全长—、轨距、道床类型、!。最高行车速度线路】平面最小曲》。线半:径线路纵断面—最大纵向坡度—列车编组《。隧道、高架或—路基结构型式扣件】。、道岔、轨道结【构高:度等轨道交通—模式及列车车辆【参数主?。要包括?列车、?车辆类型、编—组,。及,长,度、轴重、受电方式!。等,
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4.5.3 城!。市轨道交通减振可分!为振:源控制、《。传播路径控》制、建筑物振动【。控制优先采用振源控!制,设计:时需要?充分考虑《。城市轨道交通—振源特性根据预测】的,环境振动和室内二】次,结构噪声的超标【量、工程实际情况、!可,行性:、技:术经济性采取相应的!减振措施
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《 振源控制城市轨!道交通?振动的根源在—于轮轨相互》作,用从振源着手主【要措施包括采用【重型钢轨和无缝【线,路、轨道《隔振、阻尼钢轨、】钢轨调频质》量,减振器(动》。力吸振?器,)、减振《接头夹板、减轻【车辆的簧下》。质量、优《。化车辆的悬挂系统】、平:面,小半径曲线》处采用轮轨润滑装置!、轨道不平顺管理、!定期进行车轮—。镟修或钢《轨,打,磨等
】 传播—路径控?制针对振源》。控制不能达》标或振源不能采【取控制?措施的情《况使用?阻隔振?动传播?。的,技术方法常见的传播!路径控制主要是【在,路径中设置隔振沟】、,隔振:屏障(?排桩)或《波阻:板等根据障碍物设】置的位?置可分为主动传播控!制和:被动传播控制主动】传播控制为近场/】积极控制是》在振源附《近设置?障碍物利《。用接近或围绕振【源的障?。碍物阻隔消减—或反射?振源:波的扩散由于障碍】物接近振源所—。以主要是阻隔体【波被动传播》控制为远场/消极隔!振,是在靠?近受振体处设置障碍!物,减小振动对》其影:响由于?障碍物远离振源所】以主要是阻隔R【ayle《igh?波(表面波》),屏,障隔振?设计时需要注意城市!轨道交通地》下线以体波为主高架!线和地面线以面波为!主对于地下线还可采!用超重型隧道、地】。面线采用《桩板结构、高—架线采用桥梁隔【振支座、《梁体安装《TMD等措施来提高!振动衰减《
— ? 建筑物振》动控:制采取前《两项措施仍不能使】环境质量达标的情】况下采取建筑物防】护的方法和手—。段,。保护建筑物》室内:的环:。境质量和人》体的健康《常见:的建筑物振动控制】措施有整体隔振、浮!置,式,楼板和房中房隔【振由于轨道》。交,通引起的振动频率范!围覆盖?了常见楼《。板的固有频率因【此楼板?共振是不《。。可避免的但提高【楼板:的固有频率使得【楼板:的固有频《。率避开轨道交通引】起环境振动谱的卓】越频率可以减小【对人体的振动影响另!外增大?楼板的阻尼有利【于,楼板振动的衰—减,。
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4》.5.4 》 目:前我国城市轨道交】通轨道隔振的—设计标准《还不完善很多设【计还需要铁路的设计!规范轨道《隔振:的一般设计需要符合!现行国家《标准地铁设计—。规,范G:B :50:157中关于轨【道的设计规范同时现!行行业标《准铁路轨道设计规】范T:B :10082也做了相!关规定钢轨通—常作为列车牵—引回流?电路轨道结构满足】绝缘要求以减少【迷流:。对结构及设》备的:腐蚀
! 轨道》隔振设计中轨道需】要具备快速可维修】性和可更换》性城:市轨道交通》每天停运《时间一般较》短通常在夜间—2300~430】因此维?修和:更换:要快速
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隔!振轨道?的自振频率需要避】开车:辆的:车体、转向》架和轮对的固—有频:。率同时要避开桥梁等!。类似基础结构的固】有频率?隔,振轨道大部分是【基于隔振原理的仅仅!是将振动能量转移到!列车-轨道-支承】结构系?统,中的不同单元—因此需注《意在设?计减振轨道时不【能引发其《他问题如《。乘坐舒?适性、轮轨磨—耗等轨?道隔振一般》会使列?车运行?安全性和乘坐舒【适性下降轨道隔振】设计中?需要进?行列车-轨道-【支承结?构(根据不同工【况可:分为隧?道、桥梁或路基)】耦合动力学验算以保!证轨道稳定》性、钢轨《强,度以及?列车运行安全性和】平稳性关于城—市轨道交通车辆的】运行平稳《性和安全性除了现】行,国家标准地铁设计规!范GB 5》。0,157规定的车【辆运行的平稳性【指标要求小》于2.?5、车辆的》脱轨系数小于—0.8?之外现行国家标【准地铁车《辆通用技术条—件G:B/T? 7928规—定车:辆运行的平》稳性指标要求—小于2.5车辆的】脱轨系?数要求小于》0.8现《行,。国家标?准城市轨道交—通车辆组《。装后的检《。查与试验《规则:GB/T 14【894?规定新?造车:的脱轨系数要求小于!0.8新造车—的,轮重减载率要求小于!或等于0.6车【辆,运行的平稳》性指标按小于2【.5评定
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《。 为保证《。列车运行安全—性和旅客乘坐舒适性!城市:轨道:交通不同类型—隔振轨道之间、隔振!轨道与非隔振—轨道之间的刚度不能!突变需要通过设【置过渡?段实现刚度的平稳】过渡;本条车辆定】距为转向架》中,心距:
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从】减小城市轨道交通】引起的环境振动和二!次结构噪《声看不?能将两种或多种减】振措施叠合》在一起来提高减振性!能例如高弹》性扣件可《以减小环境振动5】dB浮置《。板轨道可以减小1】5dB那么》浮置板轨道上安装高!。弹性扣件并不会减】小,20:。d,B实际上《两者组合的性能【可能:低于:浮置:板自:。身的:性能;但是在为了减!小浮置?板的振动《从而减小浮置板辐】射噪声时可以—考,虑两者叠加》
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4:。.5.5 —本条给?。出了无砟《轨道和有砟轨道【隔振主要特》征和主要隔振—元件的位《置按:照隔振元件的位置】主要分为《三类轨?下,。即,扣件类、枕下—即轨枕类《、,道,床,下即道床类每—一类:轨道可能包含有多】种型式?的轨道结《构型式一般》来说扣件类、轨枕类!、道:床类:轨道隔?振的减振《效果依次《递增在所有》。的轨道隔振》措施中钢弹簧支【承,浮置板和浮置式道砟!。槽的减振效果—最好固有频》率最低隔振元件【支承的质量最重
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【无砟轨道隔振—措,施可分为《高弹性扣件见—图8(a)、弹性轨!枕见图8(b)【橡胶或?聚氨酯等《高,分子材料《支承浮?置板见图《8(c)、图—8(d)钢弹簧支承!浮置:板见图8(e—)
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图!8 无《。砟轨道隔振措施【
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《 有砟轨道》隔振措施可》分,为高弹性扣》件见图9(》a)、弹性轨枕见】图9(?b)、道砟垫—见图9(c)—、浮置式道砟槽见】图9(?d)
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图9 有—。。砟轨道隔《振措施
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: 《隔振扣件疲劳试验后!不得出现部件损【。坏,和失效竖向》。静刚度变化要求【不大于25%轨【距扩大量要求小于】6mm钢轨纵向阻力!变化要求不大于20!%扣:压力损?失要:求不:大于20%
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》 隔振轨》。枕可采用弹性短【。轨,枕(弹性支承块)】、,弹性长枕、梯形【轨枕(纵向轨枕)隔!振元:件的刚?度与扣件刚度需要合!理匹配?可以使隔振》效果:最,大,化
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《 隔振轨》枕疲劳?试验后?隔振:元件的竖向静刚度】变化要求小于15】。%竖向永《久变形要求》小于1m《m
! 浮置《板轨道是道床、弹】簧,与阻尼系统浮置板】。越,厚轨道参《振质量?越高相应的减振效】果较好但参振质量】受地铁限界或桥梁】结构承载《能力限制
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【 钢?弹簧隔振器、橡【胶或聚氨《酯等高分《子材料隔振器是【。浮,置板轨道的核—心部件因此根据维】修更换?要,求,对隔振器的疲劳【寿命提出较高的要】求,。一般而言《浮置板隔振元—件经3?00万次疲劳试验后!的刚度、阻尼性能】进入稳定期》浮置板轨道疲劳试】验后钢弹《簧隔振元《。件不得出现目—视裂纹竖向静刚【度变化要求小于【5%竖向永》久变形要求小—于2mm橡胶或聚氨!酯等高分子材料浮】置板常见《的支承方式》有,点支承、条》状支承(线支承)、!面支承(整体支承】、满铺?)疲劳试验后橡【胶或聚氨酯等高【。分子材料隔振元【件竖向静刚度—变化要求小于15%!点支承隔《振元件的竖》向永:久变形要求小于【1mm条《状支:承,和面支承隔》振元件的厚度变化量!要求小于隔振元件】厚度的3%
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有砟轨!道采用道砟垫可以增!加轨道结构的—弹性减?小道砟?应力和路基压力对于!高于:30Hz~40【Hz:的振动?和噪:声有良?。好的衰减《作用由于《道砟在各方向都具】有良好的弹性和可弯!曲性:所,以道砟垫对》。其下路基的平整【度要求并不》高道砟垫由合—成,橡胶或天然》橡胶制成德国联邦铁!路,的技术标《准DB-TL 9】18:071对其》性能进行了规—定,规定道砟垫在—。列,。车荷载?作用下的变形要【求小于3mm是【。为了保证《列车运行稳定—性,(,安,全性:)、旅客乘坐舒适性!、钢轨?强,度道砟?垫的静动态刚度(】也称为?道床模量)与道床高!度,、轨枕?类型、轨枕间距、钢!轨类:型、列车最高运行】。速,度、:列车轴重《。密切相关在道砟【下面铺设整体橡【胶道砟垫分为两种】第一种铺设在混凝】土底板上《第二种铺设在—压实路基上研究表明!道砟垫基础的刚度】影响减?振效果美国圣弗朗】西斯科市地铁中道砟!垫隔振?系统的实测结果表明!在混凝土底》板上铺设道砟垫与普!通有砟?轨道相比可减—小,。振动12dB—而在压实土基上铺】设道砟垫减小—振动9?dB:疲劳试验《后道砟垫竖向—静,态基础模量变化要】求小于15》%道砟垫不得出【现破损
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4.5【。.6 减》振轨道?隔振效果《宜通过?比较有?/无减振措》施时下部结构—(如:隧道、路基》或桥梁)《、地面或《地面建筑物的振动来!评价选取线路和车】辆状态?满足经常《保养等?级的规定《地质条?。件,、线路平面曲线【半,。径、钢?轨类型、隧》道、路基《或桥梁结构等车【辆类型、《。车辆:轴重、簧下质—量、:列车:速度需?要与隔振《轨,道类似的《。非减振?地段(普通道—床地段?)做对?比通过?与无:减振措施的对比得】出隔振?轨道的减振》效果:列车作用在不同【轨道时传递》到,支承结构《的力会发生》差异可以比》较经:轨道结?构的:。力来评价隔振效【果也可以通过比较】传递到基础的引起】的下:部,结构:(如隧道、桥梁或】路基:)的振动来评—价减振效果》一般优先通过比较有!/无减?振措施时下部基础】(如隧道《、桥梁或路基)的振!动来评价《减振效果
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《 当评价隔振】轨道减振效果对于】环境的影响》时需:要符合国家现行标准!城市区域《环境振动标准G【B 100》7,0,、城市区域环境【振动测量方法—。。GB 10071】和环境?影响:评价技术《导则城市轨道交【通,H,。J 4?53的规定其—减振效果评价—。量宜采?用1H?z~80Hz—频率范围内的—铅垂方向《人,体全身振动计权【后振动加速度级的】插入损失值》降低室内《二次结构噪》声效果评价》量宜采用16Hz~!200?Hz频率《范围内的铅垂—方,向振动速度进—行对比分《。析确定地《下线测点要布置在远!离另一线隧》道一侧隧《道,壁高于轨顶》面1.25m—±0.25》m处:;高架线测点要置】于距桥梁中》心线水平距离7.5!m的地面;》地面线测点要布置】在,距行车侧《线路中心线7.5m!的地面处《
【 当评价—隔振轨道及减振轨道!产品:的减振效果》时需要按《现行行业标准浮置】板轨道技术规—范CJJ《/T 1《91的规定采用【1Hz~2》00Hz频率范围】内的铅垂方向—人,体全身振动计—权后分频振》级均方根《的差值作为产品减】振,效果评价《量地下线测点要求】布置在高于》轨,顶面1.25—m±0.25—m的隧道壁处;高】架线行车侧测—点要在邻近隔振轨道!。一侧:的桥面距离线路中心!线1.5m±—0.25m;—地面线测点要求布置!在距行车侧线路中】。心线:1.5?。m地面处
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