浅谈地铁振动对周边环境影响分析及减振降噪措施

浅谈地铁振动对周边环境影响分析及减振降噪措施

发表时间：2019-12-16T15:17:36.543Z 来源：《基层建设》2019年第25期作者：金庆[导读] 摘要：作为城市公共交通的重要组成部分，城市轨道交通满足人民群众的基本出行，与人民群众日常生活息息相关。

沈阳铁道勘察设计院有限公司辽宁沈阳 110013 摘要：作为城市公共交通的重要组成部分，城市轨道交通满足人民群众的基本出行，与人民群众日常生活息息相关。但是，城市轨道交通列车运行产生的振动和噪声问题已经严重的影响到周围居民和环境。本文从结合实际案例，具体解析城市轨道交通振动和噪声产生的原因及所采取的减振降噪措施。

1研究背景

近年来，我国城市轨道交通行业发展迅速。根据中国城市轨道交通协会2016年度最新统计和分析报告，截至2016年末，中国大陆地区共30个城市开通城市轨道交通运营，共计133条线路，运营线路总长度达4152.8公里。纵观我国城市轨道交通发展动态，预计未来10年我国城市轨道交通具有广阔的发展空间。但是，城市轨道交通引起的环境振动问题却给人们的日常生活带来了极大的不便。城市轨道交通轮轨相互作用产生的振动通过轨道系统传递到下部基础及四周隧道、土体，进而传递到周围地面上的建筑物，对周围建筑物及建筑物内的精密设备甚至人体产生极其恶劣的影响。法国巴黎规划修建的地铁7号线和地铁13号线在经过巴士底狱新歌剧院，列车运行过程中轮轨相互作用产生的振动和噪声严重影响了剧院内的演出。北京市规划修建的地铁1号线，在地铁列车运行过程中产生的振动和噪声问题引起了周围居民的强烈不满，最终导致地铁沿线的居民对北京地铁1号线进行了投诉；另外，北京市规划修建的北京地铁4号线经过北大遥感物理楼过程中产生的振动对大楼里面的精密实验设备造成了十分恶劣的影响。由此可见，城市轨道交通列车运行产生的振动和噪声问题已经严重的影响到周围居民和环境。

美国、英国、日本等发达国家早已对城市轨道交通引起的环境振动和噪声问题开展了大量的研究。比如美国人建议通过改良轨道和转向架结构形式来减少轮轨动力相互作用，进而减少振动和噪声问题的发生。近年来，国内学者也逐渐的对城市轨道交通环境振动和噪声问题的研究提起了重视。城市轨道交通运营过程中轮轨相互作用产生的振动和噪声问题日益突出，加大对城市轨道交通振动和噪声的控制研究显得极为迫切。

目前国内外地铁轨道结构上的振动控制措施较多，国内外学者也针对轨道结构不同部位的振动进行了大量的理论和试验研究，并逐步形成了钢轨上、扣件处、轨枕下和道床下等振动控制措施，同时组合减振也在逐步发展中。 2地铁列车-轨道基础结构轮轨动力学理论模型本文主要从数值仿真的角度，基于“车辆-轨道耦合动力学”，分析了轨道-隧道-土体-建筑物结构动力特性。充分考虑地铁列车于基础及周边建筑结构的相互作用及振动传播特性，通过轨轮关系将两个系统耦合为一个整体大系统，监理了地铁列车—轨道—隧道—土体—建筑结构的动力学分析模型。

（c）隧道局部图（d）细部构建图 3列车荷载作用下隧道和建筑物动力学响应 3.1 隧道振动响应及分析

地铁诱发沿线环境振动垂直分量的强度明显高于水平分量，且其沿水平方向传播距离的衰减也要慢于水平分量，故在评价地铁诱发振动对沿线建筑物的影响时应以垂直分量振动为主[1]。因此，此隧道-土体-建筑物结构以垂直振动分析为主。随着土体材料的弹性模量、密度的增大，道床和隧道壁的位移和加速度均逐渐减小。这可能是由于地质图层弹性模量和密度越大，其整体结构的刚度越大，同种车辆对地质较硬地段的隧道整体结构激起的位移和振动加速度都相对较小[2]。

3.2 轨道振动相应分析