高鐵運(yùn)行對(duì)鄰近建筑物的振動(dòng)影響實(shí)測(cè)分析

王 巍 松

(中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程公司，陜西 咸陽(yáng) 712000)

高鐵運(yùn)行對(duì)鄰近建筑物的振動(dòng)影響實(shí)測(cè)分析

王 巍 松

(中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程公司，陜西 咸陽(yáng) 712000)

為了研究分析客運(yùn)專線列車對(duì)鄰近建筑帶來(lái)的振動(dòng)影響，同時(shí)分析客運(yùn)專線鄰近建筑振動(dòng)傳遞規(guī)律，對(duì)上海鐵路沿線某高層建筑進(jìn)行了振動(dòng)加速度現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，探討了客運(yùn)專線鄰近建筑實(shí)測(cè)振動(dòng)響應(yīng)及振動(dòng)傳遞規(guī)律，得出了一些有意義的結(jié)論。

客運(yùn)專線，振動(dòng)，列車，結(jié)構(gòu)

隨著城市的不斷發(fā)展，城市土地資源越來(lái)越匱乏。鐵路鄰近區(qū)域房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)成為地產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的新方向。然而，鐵路車輛運(yùn)行引起的振動(dòng)影響，成為該類地產(chǎn)開(kāi)發(fā)所面臨的嚴(yán)重問(wèn)題[1-3]。為了研究分析客運(yùn)專線列車對(duì)鄰近建筑帶來(lái)的振動(dòng)影響，同時(shí)分析客運(yùn)專線鄰近建筑振動(dòng)傳遞規(guī)律。對(duì)上海鐵路沿線某高層建筑進(jìn)行了振動(dòng)加速度現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，分析客運(yùn)專線鄰近建筑實(shí)測(cè)振動(dòng)響應(yīng)及振動(dòng)傳遞規(guī)律[4,5]。

1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地點(diǎn)及測(cè)點(diǎn)布置

測(cè)試地點(diǎn)位于上海鐵路沿線某高層建筑內(nèi)，測(cè)試地點(diǎn)5條線路均為碎石道床結(jié)構(gòu)。圖1為測(cè)試建筑鄰近處客運(yùn)專線軌道現(xiàn)場(chǎng)，圖2為傳感器在建筑樓層中安放位置。圖2標(biāo)示出了鐵路線路與建筑物的位置關(guān)系，線路①為貨車通行；線路②為出站普客；線路③為出站動(dòng)車；線路④為進(jìn)站動(dòng)車；線路⑤為進(jìn)站普客。測(cè)試地點(diǎn)位置處，以上海站為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)出站動(dòng)車車速較快，車速180 km/h，普客列車車速80 km/h。

本次振動(dòng)加速度現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，對(duì)該被測(cè)建筑物每層結(jié)構(gòu)以及鄰近線路地面處的垂向振動(dòng)加速度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，測(cè)量不同列車經(jīng)過(guò)時(shí)所引起的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)，分析振動(dòng)在建筑中的傳遞規(guī)律。

2 不同樓層結(jié)構(gòu)振動(dòng)實(shí)測(cè)結(jié)果分析

2.1 出站普客經(jīng)過(guò)時(shí)測(cè)試結(jié)果分析

線路②上面出站普客列車所引起的不同樓層振動(dòng)加速度的時(shí)程及頻譜如圖3～圖8所示。從圖中可以看出不同樓層振動(dòng)加速度峰值有所增減，同時(shí)從頻域曲線中可以看出，出站普客所引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)在0 Hz～200 Hz范圍內(nèi)均有分布，但20 Hz以內(nèi)的振動(dòng)占主要部分，同時(shí)隨著樓層的增高20 Hz以內(nèi)的振動(dòng)有所放大。

2.2 進(jìn)站動(dòng)車經(jīng)過(guò)時(shí)測(cè)試結(jié)果分析

線路④上面出站動(dòng)車所引起的不同樓層振動(dòng)加速度的時(shí)程及頻譜如圖9～圖16所示，從圖中可以看出不同樓層振動(dòng)加速度峰值有所增減，同時(shí)從頻域曲線中可以看出，出站普客經(jīng)過(guò)時(shí)所引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)在0 Hz～200 Hz范圍內(nèi)均有分布，但20 Hz以內(nèi)的振動(dòng)占主要部分。

3 不同線路列車經(jīng)過(guò)時(shí)不同樓層振級(jí)分析

將不同線路列車經(jīng)過(guò)被測(cè)建筑時(shí)所引起不同樓層的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行1/3倍頻程分析，其結(jié)果如圖17～圖20所示。從圖中可以看出不同線路列車所引起的振動(dòng)主要在10 Hz左右分頻振級(jí)最大。對(duì)于出站普客列車經(jīng)過(guò)時(shí)，被測(cè)建筑其分頻振級(jí)最大值為57.4 dB，出現(xiàn)在10 Hz處，同時(shí)在5 Hz以內(nèi)，建筑6層位置測(cè)點(diǎn)分頻振級(jí)大于其他樓層，在10 Hz處，隨著樓層的增高，分頻振級(jí)不斷增大。對(duì)于出站動(dòng)車經(jīng)過(guò)時(shí)，在5 Hz以內(nèi)，建筑6層位置測(cè)點(diǎn)分頻振級(jí)大于其他樓層，分頻振級(jí)最大值出現(xiàn)在12 Hz處，在12 Hz處15層測(cè)點(diǎn)分頻振級(jí)最大。對(duì)于進(jìn)站動(dòng)車經(jīng)過(guò)時(shí)，在5 Hz以內(nèi)不同樓層分頻振級(jí)相差不大，在8 Hz以及12 Hz處被測(cè)建筑15層處測(cè)點(diǎn)分頻振級(jí)大于其他樓層。對(duì)于進(jìn)站普客經(jīng)過(guò)時(shí)，在10 Hz范圍內(nèi)的分頻振級(jí)有明顯區(qū)別，分頻振級(jí)隨著樓層的增高而不斷增大，而對(duì)于其他頻率范圍內(nèi)分頻振級(jí)相接近。

4 客運(yùn)專線鄰近建筑振動(dòng)傳遞規(guī)律實(shí)測(cè)分析

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行VLzmax及VLz10振級(jí)分析，分析鐵路列車經(jīng)過(guò)時(shí)，引起的振動(dòng)響應(yīng)在建筑中不同樓層的傳遞規(guī)律。將測(cè)試時(shí)間內(nèi)所有相同列車經(jīng)過(guò)時(shí)，不同樓層最大振級(jí)取均值，所得分析結(jié)果如圖21所示。

從圖中可以看出，動(dòng)車及普客列車運(yùn)行時(shí)所引被測(cè)建筑的振動(dòng)，隨著樓層的增高呈現(xiàn)出增大趨勢(shì)，建筑15層與建筑1層最大相差4.32 dB，為出站普客經(jīng)過(guò)時(shí)。同時(shí)動(dòng)車經(jīng)過(guò)時(shí)被測(cè)建筑不同樓層的振動(dòng)結(jié)果隨著樓層增高而增大，對(duì)于出站動(dòng)車經(jīng)過(guò)時(shí)，不同樓層振動(dòng)最大值與最小值相差4.61 dB。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)上海鐵路沿線某建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，得到了鐵路車輛經(jīng)過(guò)時(shí)所引起的不同樓層上的振動(dòng)響應(yīng)。結(jié)果表明：

被測(cè)建筑不同樓層振動(dòng)加速度在80 Hz以內(nèi)占主要成分，同時(shí)隨著樓層的增高，20 Hz以內(nèi)振動(dòng)逐漸增大。被測(cè)建筑不同樓層1/3倍頻程分頻振級(jí)在10 Hz處達(dá)到最大值。對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行VLzmax總振級(jí)分析，最后結(jié)果說(shuō)明，普客及客運(yùn)專線列車經(jīng)過(guò)時(shí)，隨著樓層的增高，結(jié)構(gòu)振動(dòng)最大振級(jí)均呈增大趨勢(shì)。其中，建筑15層與建筑1層最大相差4.32 dB，為出站普客經(jīng)過(guò)時(shí)。同時(shí)動(dòng)車經(jīng)過(guò)時(shí)被測(cè)建筑不同樓層的振動(dòng)結(jié)果隨著樓層增高而增大，對(duì)于出站動(dòng)車經(jīng)過(guò)時(shí)，不同樓層振動(dòng)最大值與最小值相差4.61 dB。現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)加速度實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，列車經(jīng)過(guò)時(shí)所引起的鄰近建筑物的振動(dòng)，隨著樓層的增高，呈增大趨勢(shì)。

[1] 楊宜謙.地鐵和鐵路環(huán)境振動(dòng)源[J].環(huán)境工程,2013(S1):654-658.

[2] 焦大化.京滬高速鐵路環(huán)境振動(dòng)建議限值[J].鐵道勞動(dòng)安全衛(wèi)生與環(huán)保,2001(4):218-224.

[3] 錢聰玲，錢德生，馬 筠，等.鐵路環(huán)境振動(dòng)對(duì)居民影響的調(diào)查[J].環(huán)境工程,1987(5):45-48.

[4] 尹 皓，李耀增，辜小安，等.高速鐵路環(huán)境振動(dòng)特性研究[J].鐵道勞動(dòng)安全衛(wèi)生與環(huán)保,2010(1):32-36.

[5] 馮青松，雷曉燕，練松良.解析法分析鐵路環(huán)境振動(dòng)的列車隨機(jī)激振荷載[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào),2013(5):1-7.

Analysis of vibration effection caused by high-speed rail vehicle on adjacent buildings

Wang Weisong

(XinyunEngineeringCompany,ChinaRailway1stBureauGroup,Xianyang712000,China)

In order to study the vibration impact of HSR operation upon adjacent buildings, the paper analyzes vibration transfer law of passenger-special railway operation upon adjacent buildings, carries out acclerated vibration field measuremnt of Shanghai railway upon the high-rise buildings, explores actual measurement vibration response and vibration transfer law of passenger-special railway line upon adjacent buildings, and finally draws some meaningful conclusions.

passenger-special railway line, vibration, train, structure

2015-02-12

王巍松(1975- )，男，高級(jí)工程師

1009-6825(2015)12-0144-03

TU311.3

A