《4,.5 城市—轨道交通
】
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
【
【。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100!0,0,。H,z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~80Hz—建筑:物振动?引起:的室内二次结构【噪声频率范》围为16Hz~20!0Hz影响建筑【结,构的振动频》率一般为1H—z~150Hz【;室内二次结构【噪声以低频为主一】般频率?范围为16Hz~】250Hz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!G,B/T? 33521.1】规定:室内二次结构噪【声频率范围》一般为1《6Hz~250H】z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JG!J/T 《。170规定室内二】次,结构噪声频率范【围为1?6Hz~2》。00Hz
【
》 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
】
【 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 5045!2-:2008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 5【0,868?做了规定
》。
— 振动敏感设备!主要存在《于医:院(核磁共振MRI!、,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 23717.!2、建?筑工程容许振动【标,准,GB 50868的!要求
》
? 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GB/《T 50《356、剧场建筑】。设计规范JGJ 5!7,。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G?Y/T 508【6的要求
】
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
!
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》
! 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Ray《leig《h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T【MD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
》
:
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 50157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?TB 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2300~43!。0因此?维修和更换要快速】
【 ?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 5015【7,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GB/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
》
】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:
,
,
】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15dB那么【浮,置,板轨道上安装高【弹性扣件并不会减小!20dB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
《
:
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
—。
!。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—)
?
?
》
图8 无砟】轨道隔振措施
】
:。
》 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)
!
图【9 有砟轨—道隔振措《施
—。
? 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2】0%
—
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
【
》 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1—5%竖向永久变【形要求小于》1mm
—
— 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
】
《 :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300万次】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2m!m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1!mm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%
【
—。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~40Hz!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D?B-TL 9—。。18071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9dB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【
—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:
】 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GB !10070》、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?HJ: 453的》。规定其减振效—果评价量《宜采用1H》z~80H》z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~!200Hz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±—0.25m处—;高架线测点要【置,于距桥梁中心线【水平距离7》.5m?的地面;地面线测点!要,布置在距行车侧线】路中心线7.5【m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 191的【。规定采用1Hz【。~,200Hz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±0.25m【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±《0.25《。m;地面线测点要求!布置在距行车—侧线路中心线1.】5m地面处》。。
: