車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)綜合減振降噪措施

楊 寧

(同濟(jì)大學(xué)鐵道與城市軌道交通研究院，上海 201804)

車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)綜合減振降噪措施

楊 寧

(同濟(jì)大學(xué)鐵道與城市軌道交通研究院，上海 201804)

考慮到不同類型的車輛段形式、車輛段區(qū)間以及上蓋建筑對于減振降噪設(shè)計(jì)的影響，從振源、傳播途徑和受振體三方面提出了通用減振降噪措施和特殊減振降噪措施，以供車輛段的減振降噪設(shè)計(jì)參考。

地鐵車輛段，上蓋物業(yè)，減振降噪

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，地鐵以其能耗低、準(zhǔn)時高效的優(yōu)勢成為城市公共交通的主要方式。一般地鐵穿越城市核心區(qū)域，其周邊區(qū)域的發(fā)展受到地鐵車站、高架線路以及換乘區(qū)間等的制約；尤其是負(fù)責(zé)車輛檢修，停放的車輛段占地面積巨大，土地利用率較低，有很大的物業(yè)開發(fā)空間。對地鐵車站和車輛段進(jìn)行上蓋物業(yè)開發(fā)難免會帶來振動噪聲污染的問題，給人們的生產(chǎn)生活帶來負(fù)面影響，目前如何在進(jìn)行上蓋開發(fā)的同時更好地解決振動噪聲的問題成為制約車輛段發(fā)展的關(guān)鍵因素[1]。

1 減振降噪技術(shù)在不同應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)

減振降噪技術(shù)在地鐵建設(shè)中應(yīng)用廣泛，由于其應(yīng)用領(lǐng)域的不同各技術(shù)存在區(qū)別，減振降噪的目的和措施也不盡相同。

1.1 隧道段減振降噪

振源為輪軌作用力，傳遞路徑:輪軌→道床→隧道壁→土體→上層建筑物。國內(nèi)外對于這種類型的減振降噪研究頗多；主要影響因素有道床類型、隧道埋深、土體性質(zhì)、與隧道的距離、樓房結(jié)構(gòu)形式等都會影響振動傳遞和振動舒適度。考慮到多數(shù)情況下隧道段地鐵線路穿越已建成的中心城區(qū)，能對建筑物采取隔振措施的可能性很小，隧道埋深也由于建設(shè)規(guī)劃較難改變，所以隧道段減振降噪主要考慮對道床類型進(jìn)行改進(jìn)。

1.2 高架段減振降噪特點(diǎn)

振源為輪軌作用力，傳遞路徑為輪軌→道床→高架→橋墩→土體→周圍建筑物。有研究顯示[2]，高架結(jié)構(gòu)對振動有很好的衰減作用，橋墩墩底的豎向振動加速度是跨中的1/100左右；在距離高架結(jié)構(gòu)10 m的區(qū)域，振動即可衰減到滿足國家規(guī)范要求的范圍內(nèi)。高架段存在的環(huán)境問題主要是橋梁結(jié)構(gòu)二次噪聲問題，目前普遍采用的途徑有通過減振達(dá)到降噪目的(采用減振道床結(jié)構(gòu))，采用聲輻射較小的梁截面形式(例如U形梁結(jié)構(gòu))。

1.3 車站上蓋物業(yè)開發(fā)減振降噪特點(diǎn)

目前車站上蓋物業(yè)開發(fā)實(shí)例較少，中國香港九龍站上蓋物業(yè)是較早的一例，地塊以車站為核心，地下二層為東涌地鐵線，地下一層為機(jī)場快線站，地上一層和二層為商場、商業(yè)拱廊，地上三層才是物業(yè)平臺層[3]。地鐵正線與上蓋物業(yè)平臺間有多層建筑設(shè)施隔離，傳遞高度較大，振動有較大的衰減。另外在地鐵下穿建筑物時，港鐵一般采用軌道結(jié)構(gòu)和上蓋結(jié)構(gòu)分離減小振動傳遞，通過在地下一二層上蓋吊板安裝吸音材料、增大上蓋面積來阻擋噪聲的傳遞[4]。

1.4 車輛段上蓋物業(yè)減振降噪特點(diǎn)

地鐵車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)在國內(nèi)外得到了一定程度的發(fā)展，上海、北京、無錫、蘇州、廣州、深圳等大中城市都有開發(fā)案例。車輛段的減振降噪相比于以上三種情況有很多不同之處。首先車輛段是一個綜合檢修調(diào)度?？恐行模狭酥T多功能于一體，振源、傳播路徑、受振體情況更加復(fù)雜；其次占地面積較大，線路復(fù)雜，道床形式多樣，無法采取統(tǒng)一的減振降噪措施，只能對癥下藥地采取措施；另外物業(yè)開發(fā)必須在滿足車輛段功能的前提下進(jìn)行，物業(yè)開發(fā)將受到車輛段功能的制約，可采取的減振降噪措施也有限制。國內(nèi)外對車輛段的減振降噪研究很少。

綜合以上四種減振降噪技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域可以看出，前三種類型雖振源、傳播路徑、受體不盡相同，但與車輛段上蓋物業(yè)的減振降噪相比都較為單一，能采取的措施比較單一，目前國內(nèi)外已形成較為成熟的體系。而車輛段上蓋開發(fā)由于其面積巨大、牽涉領(lǐng)域眾多、線路布置復(fù)雜、車輛進(jìn)出頻繁且起步時間晚等特點(diǎn)，給減振降噪設(shè)計(jì)工作帶來很大挑戰(zhàn)。

2 車輛段上蓋開發(fā)振動噪聲影響因素

2.1 車輛段類型的不同[5]

表1 不同地鐵車輛段上蓋開發(fā)類型

通過表1看出，不同的車輛段開發(fā)形式對應(yīng)不同的振源位置、傳遞路徑和受振體。所以應(yīng)該有針對性地采取減振降噪措施，不能一概而論。

2.2 車輛段區(qū)域的不同

從振動噪聲角度考慮將車輛段分為四部分，具體見表2。

表2 車輛段區(qū)域類型

由表2看出作為上蓋物業(yè)開發(fā)重點(diǎn)區(qū)域的庫內(nèi)線和咽喉區(qū)，盡管列車運(yùn)行速度較低，激振力較小，但是振源到柱底的距離很近且混凝土結(jié)構(gòu)阻尼較小易于振動的傳遞[6]，所以振動仍然有可能超標(biāo)。對我國某城市車輛段的現(xiàn)場測試結(jié)果表明，當(dāng)?shù)罔F列車以15 km/h～20 km/h的速度通過時，地鐵正上方居民住宅的振動高達(dá)85 dB[7]，這一結(jié)果證實(shí)了在車輛段列車運(yùn)行速度較低的情況下仍然需要采取減振降噪措施。

試車線部分車速很高，輪軌激振力較大，試車線周邊的落地建筑振動很可能超標(biāo)，也需要采取必要的減振降噪措施。

庫外線咽喉區(qū)線路錯綜復(fù)雜，道岔接頭較多，會產(chǎn)生較大的輪軌瞬時激勵；另外此區(qū)段轉(zhuǎn)彎半徑較小會產(chǎn)生較大的側(cè)向輪軌沖擊，通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)[8]地鐵列車在過岔道時引起的水平向振動和豎直向振動大小相當(dāng)，水平向振動在輸入加速度時不可忽略。咽喉區(qū)列車過彎產(chǎn)生的尖嘯噪聲也需要著重考慮。

表3 車輛段上蓋物業(yè)通用減振降噪措施

表4 車輛段上蓋物業(yè)特殊減振降噪措施

2.3 上層擬建建筑物類別的不同

如果上層規(guī)劃建設(shè)有居民住宅樓，尤其是醫(yī)院、幼兒園等對振動特殊敏感的建筑物，則需要對減振降噪措施進(jìn)行專門研究，采取專門的措施；商業(yè)混合區(qū)和商業(yè)中心區(qū)可以適當(dāng)放寬要求，采取普通的減振降噪措施即可；對于上層為工業(yè)廠房等對環(huán)境敏感度低的建筑可以少采取甚至不采取減振降噪措施。

3 綜合減振降噪措施

根據(jù)以上分析可以考慮將車輛段的減振降噪措施進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)歸納，大體可分為通用措施和特殊措施，其中特殊措施又可根據(jù)不同應(yīng)用區(qū)段進(jìn)行劃分。1)通用減振降噪措施見表3。2)特殊減振降噪措施見表4。

4 結(jié)語

通過分析，可以得出對于地鐵車輛段上蓋物業(yè)減振降噪設(shè)計(jì)所需要堅(jiān)持的基本原則如下：

1)統(tǒng)籌規(guī)劃：地鐵車輛段物業(yè)開發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，長遠(yuǎn)的規(guī)劃和統(tǒng)籌安排至關(guān)重要。首先要明確主次順序，在滿足車輛段運(yùn)營、檢修、停車功能的前提下，滿足照明、消防、通風(fēng)等設(shè)計(jì)要求情況下進(jìn)而考慮進(jìn)行上蓋開發(fā)。其次要系統(tǒng)考慮到照明、減振、消防等內(nèi)容。通過借鑒港鐵車輛段諸多成功開發(fā)案例，盡量在車輛段設(shè)計(jì)的同時考慮將上蓋物業(yè)開發(fā)的設(shè)計(jì)內(nèi)容一并包含在內(nèi)，避免出現(xiàn)上蓋開發(fā)設(shè)計(jì)與車輛段設(shè)計(jì)存在不可調(diào)和的沖突，導(dǎo)致更大的損失;

2)高效經(jīng)濟(jì)：其一需要考慮上蓋物業(yè)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性，如果上蓋開發(fā)投入很高無法確保盈利，則應(yīng)該重新考慮開發(fā)方案甚至取消開發(fā)計(jì)劃。另外減振降噪措施應(yīng)該兼顧實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，即在能滿足用戶需求、國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下盡量采取投入小、性價比高的措施，而非一味盲目追求減振降噪；

3)因地制宜：在一個車輛段減振降噪措施的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該充分考察已有車輛段減振降噪成果吸取其中的有益措施；另外不同車輛段結(jié)構(gòu)形式不同，功能有別，場地環(huán)境，地質(zhì)條件也不相同，所以也不可盲目照搬已有經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該因地制宜地采取適合自身的措施；

4)綜合措施：車輛段的減振降噪涉及到很多不同區(qū)段，不同車輛段類型。要采取綜合性的減振降噪措施，從振源、傳播途徑、受振體多方面采取綜合性措施才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)與效益并重。

[1] 何永春，王冠慶.深圳地鐵塘郎車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)軌道減振降噪措施研究[J].地下工程與隧道，2010(4):24-28.

[2] 宋福春，張 軍，李 寧.高架軌道交通引起地面振動有限元分析[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2012,28(4):613-618.

[3] 林楚娟，莊毅璇，戚月昆.香港地鐵及上蓋物業(yè)開發(fā)情況調(diào)研及其對深圳市地鐵上蓋物業(yè)開發(fā)建設(shè)的啟示[J].科技和產(chǎn)業(yè)，2011,11(12):143-146.

[4] 鄭鳳霞.香港地鐵車站及車輛段開發(fā)技術(shù)應(yīng)用借鑒[A].2013中國城市軌道交通關(guān)鍵技術(shù)論壇文集[C].2013:47-55.

[5] 肖中嶺.地鐵車輛段及綜合基地物業(yè)開發(fā)模式探析[J].都市快軌交通，2010,23(6):48-53.

[6] 王 毅，徐 輝.地鐵車輛段平臺居住小區(qū)振動與噪聲污染控制[J].中國環(huán)境監(jiān)測，1999,15(6)：43-45.

[7] 夏 禾，吳 萱，于大明.城市軌道交通系統(tǒng)引起的環(huán)境振動問題[J].北方交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1999,8(4)：1-7.

[8] 謝偉平，趙 娜.地鐵上蓋物業(yè)振動舒適度分析[J].土木工程學(xué)報(bào)，2013,46(6)：90-96.

Integrated vibration and noise reduction measures of depot over-track building development

Yang Ning

(InstituteofRailTransit,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)

Taking into account the different types of depot forms, depot locations and superstructure has an impact on design of vibration and noise reduction measures. Consider from three areas of vibration source, transmission and vibration body, universal measures and special measures have been proposed respectively, thus the design of vibration and noise reduction measures can has an reference.

metro depot， over-track building， vibration and noise reduction

2014-11-29

楊 寧(1990- )，男，在讀碩士

1009-6825(2015)04-0127-03

U231

A