轨道交通系统对周围环境的振动影响

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1、轨道交通系统对周围环境的振动影响摘要：随着我国人民生活水平的提高，轨道交通系统对周围环境及临近建筑物的振动影响越来越引起人们的关注，并且随着我国城市轻轨交通系统的兴建，使环境振动污染的问题更加突出。本文对此问题进行了系统的综述，并提出了减少建筑物振动的措施。关键词：轨道交通系统环境振动一、引言在欧美等西方发达国家，轨道交通系统引起的振动对周围环境的影响早已引起人们的注意，并且把振动列为七大环境公害之一【1】。而在我国，随着经济的发展和人们生活水平的提高，振动问题也引起了一些专家学者的注意。振动试验表明

2、，振动对于居住在铁路线周围的居民的影响非常大，并且危害人们的身心健康，当振动加速度达65dB时，对睡觉有轻微影响；振动加速度达到69dB时，所有轻睡的人将被惊醒；振动加速度达到74dB时，除酣睡的人，一般情况下，其他人将惊醒【2】。铁道部劳动卫生研究所通过对我国几个典型城市的铁路环境振动的现场实测，考察了铁路沿线居民区受列车运行引起的环境振动污染现状，测试结果表明，离轨道中心线30m之内区域的振级大部分接近80dB。这样高的振级将极大地影响铁路沿线居民的日常生活及身心健康。因此，着手研究振动污染规律、

3、振动产生的原因、振动传播途径及控制方法具有非常重要的意义。在我国，随着现代化的进行，交通系统大规模发展的趋势极为迅速。由于城市轨道交通系统（包括地下铁道和城市高架轻轨）具有运量大、速度快、安全可靠、对环境污染少、不占用一般道路等优点，已成为解决城市交通拥挤和减少污染的一种有效手段。国内已经拥有和正在建设的地下铁道系统的城市越来越多，而且不少城市还在筹建轻轨交通系统。近年来在城市交通系统建设中，对于振动可能影响环境和周边建筑物内居民生活和工作的问题也进行了预测。如拟议中的西直门至颐和园轻轨快速交通系统可

4、能对附近文化和科研机构产生的振动和噪声影响、地铁南北中轴线可能对故宫等古建筑的振动影响。为此，北京市地铁总公司、北京市城建设计院、北京市环境保护局、北方交通大学、铁道部科学研究院等单位已经开始结合北京、上海等一些大城市修建地铁、轻轨交通系统时车辆引起的环境振动的工程实际进行研究，发表了有关地铁、轻轨车辆作用下隧道及高架桥梁的振动、振动波的传播及其对周围环境和建筑物影响的初步研究成果。二、振动的产生及传播规律轨道交通系统振动对环境和周边建筑物的影响一般通过以下方式进行：由运行列车对轨道的冲击作用产生振动

5、，并通过结构（隧道基础和衬砌或桥梁的墩台及其基础）传递到周围的地层，进而通过土介质向四周传播，进一步诱发附近地下结构以及建筑物（包括其结构和室内家具）的二次振动和噪声，从而对建筑物的结构安全以及建筑物内的人们的工作和生活产生了很大的影响。轨道交通系统的振动主要由以下几个方面产生：（1）列车以一定的速度运行时，对轨道的重力加载产生的冲击；（2）列车在轨道上运行时，轮轨相互作用产生的车轮与钢轨结构的振动；（3）当车轮滚过钢轨接头时，轮轨相互作用产生的车轮与钢轨结构的振动；（4）轨道的不平顺和车轮的损伤也是

6、系统振动的振源。对于高架轻轨系统，其影响因素主要有列车速度、车辆重量、桥梁结构类型和基础类型、跨度、刚度、挠度等，列车与桥梁前相互作用也会加大振动作用。对于地下铁路，其影响因素主要有列车速度、车辆重量、隧道基础和衬砌结构类型、轨道类型、是否采用隔振措施等。在理论分析方面，由于国内还没有建成高架轻轨系统，三、计算报动的理论方注当振动接收点与波源距离小于列车1／π长度，且接收点远至足以产生远域时，由列车所形成的振动荷载几何上可以模拟成谐和线荷载波源。在竖向谐和线荷载作用于弹性半空间情况下，振动能量呈圆柱状

7、扩散，振幅衰减速率较点波源作用下为没（点波源作用下，能量呈球状扩散），R波由二维波成了类似一维的波，在地表面上并不衰减，而远域的体波（P波和S波），其振幅在地表面下将反比于接收点与线荷载距离的平方（呈衰减）。上述波传问题在波源下的解都是把地基上看作均匀、各向同性的弹性半空间，这种地基上模型是对实际地基上的理想化。但是它给出了在点波源或线波源作用下体波、面波衰减的一些基本特征。四、减振隔振措施交通荷载所引起的地面振动，经常会影响邻近的结构物，或对邻近振动敏感的精密仪表、设备等有不可忽视的影响，也时常干扰

8、邻近居民的生产与生活环境，因而对地面振动防止对策的研究已经成为一个非常重要的环境和工程问题。应用屏障是防止和减轻地面振动的有效措施，对该问题的研究始于本世纪40年代。一般而言，振动的有效隔阻可由河渠、橡胶垫层、板桩墙以及桩等屏障来截断、散射、绕射各种应力波而达成。屏障又可以分为连续屏障和非连续屏障。连续屏障是指屏障是连续的整体，如开口沟渠，用泥浆、锯屑和沙子等填充的沟或混凝土刚性墙等；非连续屏障措屏障由间断的屏障单体构成．如圆柱行排孔和排桩等。一般所研究