地铁列车振动响应分析及控制方法

图 2 　典型测温曲线 5 　结语 本系统已经在济南银苑花园转换层和青银高速黄 河大桥段大体积混凝土浇筑中得到了应用。在实际应 用中 ,发现由多个搅拌站运来的混凝土配比不完全一致 或缓凝剂添加后搅拌不均匀 ,造成的几个测温点的温度 上升不一致的问题 ,及时采取措施 ,保证了施工质量。 参 考 文 献 [1 ]刘秉京编. 混凝土技术[M] .北京 :人民交通出版社 . 2004. [2 ]朱伯芳编. 大体积混凝土温度应力与温度控制[M] . 北京 :中 国电力出版社. 1999. 修回日期 :2006 - 02 - 20 (责任审编 　王 　红) 2006 年第 5 期 铁 　道 　建 　筑 Railway Engineering 　　　　　　 　 文章编号 :100321995 (2006) 0520097203 地铁列车振动响应分析及控制方法 张玉娥 ,牛润明 ,朱英磊 (石家庄铁道学院 土木分院 ,石家庄 　050043) 摘要 :地铁列车振动对环境的影响正在引起人们的广泛关注 ,文章讨论地铁周围环境振动分析方法及存 在问题 ,提出振动控制措施 ,并指出需进一步研究的问题。 关键词 :地铁 　振动影响 　振动控制 中图分类号 :U231 　文献标识码 :A 0 　引言 地下铁道是城市现代化交通工具 ,具有运量大、速 度快、安全准点等优点。但随着人们对生活环境质量 要求的提高及某些地上地下结构的特殊要求 ,由地铁 列车振动引起的对周围环境的影响也越来越引起人们 的重视。如何评估这种影响并采取措施加以控制 ,本 文将对该问题进行探讨。 1 　振动分析方法 目前评估地铁列车振动对周围环境影响问题的方 法有三种 : 1)试验法 :在测试现场布置测点 ,测出列车通过时 各测点的振动响应。该方法只能进行局部评估 ,若对 一条线路进行全面评价 ,工作量将是惊人的 ,而且无法 在规划阶段对新建地铁线路进行预测评估。 2)用类比试验建立预测公式法 :通过模拟现场进 行测量 ,用统计方法得出振动响应规律。该方法很难 全面考虑影响环境振动的诸多因素 ,因而也具有很大 的局限性。 3)数值分析方法 :该方法不仅可以评估铁路运营 后 ,近期和远期可能产生的振动污染程度和分布情况 , 并且可以在规划阶段对新建地铁线路进行预测 ,是目 前评估振动影响的最有效方法。 图 1 　地铁体系平面分析模型 　 目前对地铁列车的振动响应分析大多用该方法 , 该方法的理论计算模型有 : ①平面弹塑性模型 ; ②空间 有限元模型。本文将针对以上两种分析模型的计算方 法及存在问题进行讨论。 111 　平面分析弹塑性模型 该方法是在现场试验的基础上 ,导出列车振动荷 79 载的数定表达式 ,将其加在轨道节点的位置上 ,采用弹 塑性本构关系和摩尔 —库伦屈服准则 ,用有限元法 (见 图 1 (a) )或有限元与无限元耦合法 (见图 1 (b) ) 在时域 内对地铁区间隧道及其周围土体这一结构复合系统进 行动力分析 ,得出地面某控制点的振动分量值。该方 法荷载比较客观准确 ,计算单元少 ,但该模型实际上假 定地铁列车以同样的相位沿纵向无限长在振动 ,因此 过高的模拟了列车的振动响应。另外 ,列车荷载与速 度的对应关系需经过不同的测试而后模拟得到 ,比较 复杂 ,该法曾用于北京地铁西颐线及中轴线的环境评 估中[1 ,2 ] 。另外用有限元法处理无限域或半无限域振 动问题通常是截取一个足够大的区域 ,并在截取的边 界上人为地规定相应的边界条件。由于截取的离散化 区域及确定的边界条件都带有一定的随意性 ,从而将 导致进一步的计算误差 ,这种误差随着计算区域的减 小而增大 ,并在靠近外边界处比远离外边界处的误差 大 ,我们称此现象为“边界效应”。用有限元法进行数 值分析 ,分析范围要取得足够大 ,一般应不小于结构平 面尺寸的 3～5 倍[3 ] 。无限元可以很好的模拟无穷远 处的边界条件 ,用其进行动力分析时 ,注意无限单元的 有效计算范围对计算精度有较大的影响。应用无限元 的部分网格 ,离散化范围应不小于 115 倍结构轮廓尺 寸 ,对弹塑性分析还应注意使塑性区处于有限元网格 范围内。无限元的有效计算区尺寸与其相邻的有限元 尺寸的比值应在 3～9 倍之间调整。 112 　空间分析模型 该模型使用的列车振动荷载是基于车辆 —轨道动 力系统模型得到的理论模拟荷载[4 ] ,这种方法克服了 前者的不足。分析中应注意 ,轨道的橡胶垫层及扣件 的简化及地基和下卧层的参数都会对结果产生影响 , 如何使所得到的模拟荷载与实际荷载更相近 ,需进一 步研究。另外该模型同样存在上述“边界效应”问题 , 分析中应加以注意。 以上分析了目前数值分析法中存在的一些问题 , 这两种方法是分析列车振动响应的主要方法 ,也是振 动控制的主要依据。 2 　振动控制措施 通过上述方法计算出地铁列车振动响应后 ,即可 与安全限值进行比较 ,评估振动影响程度。为降低振 动或控制振动的不利影响 ,可从降低振源的激振强度、 切断振动的传播途径或在传播途径上削弱振动、合理 规划设计使建筑物避开振动影响区等几个方面着手。 211 　结构方面 在经济、安全及施工条件许可的情况下加大埋深 可减少列车振动对周围环境的影响 ,地铁隧洞壁厚增 加也可降低振动幅度 ,并应尽可能的将隧道结构置于 均匀稳定土层中。 212 　地铁列车方面 减小机车走行系统的振动性能 ,如使用阻尼车轮、 减轻车辆的簧下质量 ,避免车辆与轨道产生共振、修整 车轮踏面等。 213 　钢轨及其扣件方面 采用 60 kg/ m 以上的重轨 ,并应尽量采用无缝线 路。重轨具有寿命长 ,稳定性能和抗振性能良好的特 点 ;无缝线路则可消除车轮对轨道接头的撞击。定期 打磨钢轨 ,保持轨面的平顺 ;采用减振钢轨 ,在钢轨腹 板上粘贴减振橡胶再粘贴钢板 ,使振动得到衰减。 钢轨扣件是联结钢轨与轨下基础的重要部件。轨 道的弹性 ,尤其是刚性基础整体道床轨道结构的弹性 , 主要取决于扣件的弹性。国内外对此都做了大量研究 工作 ,研制并开发了满足不同减振降噪要求的扣件。 主要有 : ①WJ22 型扣件为弹性分开式扣件 ,能满足一 般地段减振要求 ,已在明珠线使用 ; ②DT Ⅲ型扣件 ,该 扣件采用二级减振 ,在钢轨和铁垫板下都设绝缘橡胶 板 ,扣件弹性较好 ,减振效果较好。北京地铁采用 DT Ⅰ型扣件的振动减少 5～10 dB ;目前上海地铁采用 DT Ⅲ型扣件 ,该扣件主要用在减振要求一般地段。 214 　减振降噪型轨道结构 为了降低列车运行时车辆 —轨道系统的振动 ,增 加轨道结构的弹性是一种较为有效的手段。如弹性支 承块轨道结构 ,广州地铁一号线、北京地铁东四十条站 均已铺设了这种轨道 ,现场测试较一般整体道床振动 加速度降低30 % ,减振效果良好。另外浮置板式轨道 结构也是减振降噪的有效的方法 ,这种隔振系统在共 振频率下的放大倍数很低 ,所以减振降噪效果非常显 著。其结构可分为连续现浇浮置板、轨枕板式预制浮 置板两种 ,连续现浇浮置板是在橡胶隔振垫上铺一块 金属模板 ,然后将混凝土浇入金属模板而成 ,其施工维 修均不方便 ,造价也很高。 215 　切断振动传播途径或在传播途径上削弱振动 为阻止表面波的传播 ,可采取切断振动传播途径 或在传播途径上削弱振动的措施。在地表层采取挖明 沟和充填式沟渠等措施有一定效果。一般来说 ,减振 沟越深 ,其有效隔振频率的下限就越低 ,减振效果越 好。它们可以完全切断振动波的传播 ,只要沟的深度 足够 ,就可以获得理想的隔振效果。减振墙也常用来 作隔振使用 ,其效能与减振沟类似。有试验表明 ,减振 墙的材质、厚度和深度对减振效果均有影响。向地层 下打入柱桩 ,形成柱列或柱阵可以获得显著的减振效 89　　　　　　 铁 　道 　建 　筑 May ,2006 果 ,国外已成功地采用这种措施防止地铁和其它振动 对建筑物的干扰。 3 　结语 本文综合阐述了地铁列车振动对周围环境振动影 响的分析方法及减振措施。目前地铁建设蓬勃发展 , 我国在地铁列车的振动响应分析及振动控制方面虽然 取得了很大进展 ,但仍有一些问题有待进一步研究。 除文中已提出的外 ,还有比如 :地铁列车振动荷载的模 拟技术 ;不同参数 (如车速、埋深、线路型式、轨道结构、 路段位置等)下振动对周围环境影响规律研究 ;轨道减 振系统参数优化试验及理论研究等。搞清这些问题不 仅可以更好地评估地铁运营后 ,近期和远期可能产生 的振动影响 ,还可以在规划阶段对新建地铁线路进行 振动影响预测 ,并在设计中采取相应的措施进行控制。 这对地铁的设计及运营有很大的意义 ,希望能引起广 大技术人员的重视。 参 考 文 献 [1 ]潘昌实 ,谢振光 . 地铁区间隧道列车振动与测试 [J ] . 土木工 程学报 ,1990 ,23(2) :21228. [2 ]潘昌实 ,李德武 ,张玉娥. 北京地铁西颐线列车振动响应分 析研究 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 集[ C] . 兰州铁道学院工程结构研究所 ,1990. [3 ]周余明 ,李希元 . 地下隧道问题的数值计算方法 [J ] . 广东公 路交通 ,1998 年增刊 ,总第 54 期 :63267. [4 ]翟辉 ,刘维宁 . 地铁列车引起的低频地表响应及减振措施研 究[J ] .城市轨道交通 ,2005 ,18(4) :1012105. [5 ]张玉娥 ,等. 高速铁路隧道列车振动响应数值分析方法 [J ] . 振动与冲击 ,2001 , (3) :91293. [6 ]范佳. 城市有轨交通减振降噪型无碴轨道结构分析 [J ] . 铁 道建筑 ,2000 , (7) :225. 收稿日期 :2005 - 12 - 22 (责任审编 　赵其文) 2006 年第 5 期 铁 　道 　建 　筑 Railway Engineering 　　　　　　 　 文章编号 :100321995 (2006) 0520099203 施工组织设计发展探讨 朱建明 (中铁十一局二公司 ,湖北 十堰 　442013) 摘要 :施工组织设计是指导工程施工的重要文件 ,在工程施工中有较大作用。文章介绍在进一步深化改 革 ,建筑技术飞速发展 ,管理不断现代化等要求下 ,对施工组织设计如何能适应和满足新形势发展 ,提出 了自己的看法。 关键词 :施工组织 　设计 　管理 中图分类号 :TU721 　文献标识码 :B 　　施工组织设计作为指导工程施工的纲领性文件 , 在工程施工过程中发挥着巨大的作用。但随着我国进 一步实行改革开放政策 ,市场经济的建立、建筑施工企 业实行项目法管理体系、工程招标投标 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 和建设监 理制度的推行以及建筑技术的飞速发展、管理手段的 不断现代化等 ,无疑给施工组织设计及其编制过程提 出了新的要求。笔者作为施工组织设计的编制人员 , 为使施工组织设计能适应和满足新的形势发展的需 要 ,在几年来的工作中 ,经过初步探索 ,就有关问题浅 述如下。 1 　施工组织设计的分类 区分施工组织设计的种类是现实工作的要求 ,对 编制施工组织设计具有重要的指导意义。 以往的施工组织设计分类 ,是根据设计阶段和编 制对象的不同 ,分为施工组织总设计 ,单位工程施工组 织设计和分项工程施工组织设计三大类。实行招投标 制度后 ,基本上可分为两类 :投标施工组织设计 (简称 投标 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 )和施工用施工组织设计 (简称实施方案) 。 111 　投标方案与实施方案的区别 1)方案作用 :投标方案的作用是投标。实施方案 则是指导整个工程的全过程施工 ; 2)侧重点 :投标方案的侧重点是总施工布署、施工 进度、主要工程项目的 施工方案 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 、方法和质量安全文明 措施。实施方案则要求详细、全面 ; 3)编制时间 :投标方案在投标前编制 ,是投标文件 的重要组成部分 ,因此编制时间往往很仓促。实施方 99