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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
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, 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》00Hz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1《Hz~8《0Hz建筑物—振动引?起的室内《。二次结构《噪声频?率范:围为16H》z,~,2,0,0,Hz影响《建筑结构的》。振动频率一般—为1Hz~1—。。50:Hz;?室内二次结构噪声以!低,频为主一《般频率范围为1【6Hz?~2:50Hz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~!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? 17?0规定室内二—次结构噪声频率【。。范围为16H—z~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
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— ?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 5!0452-20【08: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 50—868做了规—定
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振动敏】感设:备主要存在于医【。院(核?磁共:振MR?I、计算机断层【扫描C?T、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
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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》。 17?0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 5【035?6、:剧场:建筑设计规范J【GJ 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
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《 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Rayle!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TM】D等措施来提高振动!。衰减
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— 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《GB 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TB 10】082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2】300~430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》 50157—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? 79?28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?5dB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
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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】
! 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
】 : 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1mm
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】 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30?0万次疲劳试验后】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2!mm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1?5%点支《承隔振元件的竖【向永:久变形要求小于1m!m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~4】。0Hz?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 918—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12d】B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》1,5%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GB 《。1,0070、城市区】域环境振动》测量方法GB 1】0071和环境【影响评价技术—导,则城市轨道交通HJ! 45?3的规定其减振效果!。评,价量宜采用1—。Hz~?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16《Hz~2《00: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1.25】m±0.25m【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
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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~200【Hz: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.》25m±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±0.25m;!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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