北京地鐵平西府車輛段減振扣件改造測(cè)試分析

孟磊 張衡 安小詩(shī)

摘 要：為滿足北京地鐵平西府車輛段停車列檢庫(kù)地鐵上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)的減振需求，將該庫(kù)第27股道（西側(cè)）原有的普通扣件更換為減振扣件，對(duì)其試鋪前后分別進(jìn)行同種工況下的測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容包括鋼軌、道床、墻壁的垂向振動(dòng)加速度，鋼軌的內(nèi)外側(cè)垂向和水平向動(dòng)態(tài)變形，并對(duì)改造前后所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后得出該種減振扣件的減振性能可滿足設(shè)計(jì)要求，鋼軌除垂向變形有較大幅度增加外，水平向形變基本與之前保持一致，達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：地鐵;上蓋物業(yè);減振扣件;改造;測(cè)試分析;振動(dòng)加速度;軌道動(dòng)態(tài)變形

中圖分類號(hào)：U213.5

地鐵上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)在北京起步相對(duì)較早，在解決了土地資源浪費(fèi)問(wèn)題的同時(shí)也帶來(lái)了一定的振動(dòng)噪聲擾民問(wèn)題，目前北京規(guī)劃上蓋物業(yè)并投入使用的車輛段有北京地鐵8號(hào)線平西府車輛段、北京地鐵10號(hào)線五路車輛段和北京地鐵9號(hào)線郭公莊車輛段等。北京地鐵8號(hào)線平西府車輛段停車列檢庫(kù)上方進(jìn)行了物業(yè)開(kāi)發(fā)，其上方的9棟住宅樓已經(jīng)入住。國(guó)內(nèi)大部分規(guī)劃的上蓋物業(yè)在車輛段建設(shè)期間已加裝了減振降噪設(shè)施，但由于在車輛段建設(shè)時(shí)期該庫(kù)使用的是普通扣件，不能滿足減振要求。為此，將該庫(kù)第27股道（西側(cè)）原有的普通扣件更換為JT-KJ-1型減振扣件，在扣件更換前后對(duì)鋼軌、道床、墻壁振動(dòng)加速度、鋼軌動(dòng)態(tài)變形進(jìn)行測(cè)試，分析驗(yàn)證其減振性能及安全性能。

1 測(cè)試內(nèi)容

1.1 振動(dòng)加速度

此次測(cè)試斷面選取在平西府車輛段停車列檢庫(kù)第27股道（西側(cè)）的中間位置，分別對(duì)普通扣件（斷面1）與減振扣件（斷面2）進(jìn)行了測(cè)試，振動(dòng)加速度測(cè)試的測(cè)點(diǎn)布置如表1所示，現(xiàn)場(chǎng)照片如圖1所示。

1.2 鋼軌動(dòng)態(tài)變形

鋼軌動(dòng)態(tài)變形是指鋼軌相對(duì)于道床的變形。在斷面的兩根鋼軌上均布設(shè)外側(cè)垂向、內(nèi)側(cè)垂向和外側(cè)水平向等測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)試斷面的測(cè)點(diǎn)布置如表2所示，現(xiàn)場(chǎng)照片如圖2所示。

2 測(cè)試數(shù)據(jù)分析

列車采用拉抽屜進(jìn)出庫(kù)的方式配合測(cè)試。測(cè)試時(shí)，列車出入庫(kù)的速度等工況與正常運(yùn)營(yíng)時(shí)相同，分別采集斷面1與斷面2出入庫(kù)各12組數(shù)據(jù)。

2.1 測(cè)試結(jié)果

列車出庫(kù)時(shí)，斷面1、2各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在不計(jì)權(quán)情況下1～800Hz 1/3倍頻程中心頻率對(duì)應(yīng)的振動(dòng)加速度級(jí)（以下簡(jiǎn)稱“振級(jí)”）分別如圖3和圖4所示。

列車入庫(kù)時(shí)，斷面1、2各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在不計(jì)權(quán)情況下1～800Hz

1/3倍頻程中心頻率對(duì)應(yīng)的振級(jí)分別如圖 5和圖6所示。

道床和墻壁的振動(dòng)加速度數(shù)據(jù)能直接反映軌道減/隔振措施的效果，依據(jù)GB 10071-1988《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)測(cè)量方法》，執(zhí)行ISO 2631/1-1985規(guī)定的全身振動(dòng)Z計(jì)權(quán)因子進(jìn)行修正，頻率范圍為1～80Hz，對(duì)其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。振動(dòng)評(píng)價(jià)量采用1～80Hz頻率范圍的鉛垂向經(jīng)計(jì)權(quán)后振級(jí)的最大Z振級(jí)（VLZmax）進(jìn)行評(píng)價(jià)。以各斷面出庫(kù)或入庫(kù)的算術(shù)平均值作為最終結(jié)果，如表3所示。

2.2 鋼軌動(dòng)態(tài)變形測(cè)試結(jié)果

本次測(cè)試計(jì)算每組數(shù)據(jù)的最大位移量，再取其算術(shù)平均值，兩者均作為最終結(jié)果。垂向位移為正值時(shí)，鋼軌下沉;水平向位移為正值時(shí)，鋼軌向內(nèi)移動(dòng)，軌距減小。

2.2.1 列車出庫(kù)數(shù)據(jù)分析

列車出庫(kù)時(shí)，各斷面鋼軌垂向及水平向的位移如表 4所示。

從表4可以看出：對(duì)于普通扣件，在列車通過(guò)時(shí)，南側(cè)鋼軌未見(jiàn)內(nèi)翻或外翻現(xiàn)象，而北側(cè)鋼軌有輕微外翻現(xiàn)象;對(duì)于減振扣件，在列車通過(guò)時(shí)，兩根鋼軌均有輕微內(nèi)翻現(xiàn)象。

從表4的差值可以看出：對(duì)于普通扣件，在列車通過(guò)時(shí)，兩根鋼軌內(nèi)外側(cè)垂向位移均有較大幅度增加，這是由于其扣件整體垂向剛度減小，起到減振的效果;對(duì)于減振扣件，在列車通過(guò)時(shí)，兩根鋼軌水平向位移未見(jiàn)明顯差異。

2.2.2 列車入庫(kù)數(shù)據(jù)分析

列車入庫(kù)時(shí)，各斷面鋼軌垂向及水平向的位移如表5所示。

從表5可以看出：對(duì)于普通扣件，在列車通過(guò)時(shí)，南側(cè)鋼軌有輕微外翻現(xiàn)象，而北側(cè)鋼軌基本未見(jiàn)內(nèi)翻或外翻現(xiàn)象;對(duì)于減振扣件，在列車通過(guò)時(shí)，兩根鋼軌均有輕微內(nèi)翻現(xiàn)象。

從表5的差值可以看出：對(duì)于普通扣件，兩根鋼軌內(nèi)外側(cè)垂向位移均有較大幅度增加，這是由于其扣件整體垂向剛度減小，起到減振的效果;對(duì)于減振扣件，兩根鋼軌水平向位移未見(jiàn)明顯差異。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)測(cè)試分析，在更換了JT-KJ-1型減振扣件后，墻壁振動(dòng)加速度數(shù)值有明顯降低，鋼軌動(dòng)態(tài)變形中的垂向變形有較大幅度增加，而水平向形變基本與之前保持一致，達(dá)到了預(yù)期的效果。本次扣件改造及測(cè)試是北京首次針對(duì)地鐵上蓋物業(yè)形式進(jìn)行的減振改造示范，以期為后期規(guī)劃上蓋物業(yè)的既有車輛段改造、新建車輛段建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

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收稿日期 2019-10-30

責(zé)任編輯 黨選麗