專利名稱：一種地鐵環(huán)境振動(dòng)的工程預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及工程預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種地鐵環(huán)境振動(dòng)的工程預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和城市人口的增多，交通問(wèn)題日益突出，地鐵作為緩解城市交通壓力的最有效方式，近些年得到迅猛發(fā)展。我國(guó)規(guī)劃、準(zhǔn)備建設(shè)和已建設(shè)軌道交通的城市已有20多個(gè)，規(guī)劃城市軌道交通網(wǎng)總里程達(dá)到3500多公里，運(yùn)營(yíng)里程已達(dá)到775. 6公里，建設(shè)中里程達(dá)1800多公里。與此同時(shí)，隨著地鐵交通的大力發(fā)展，其引起的環(huán)境振動(dòng)問(wèn)題也越來(lái)越弓I起人們的重視。圖I是地鐵振動(dòng)對(duì)建筑物造成影響的示意圖。地鐵引起的環(huán)境振動(dòng)振幅和能量相對(duì)較小，基本上不會(huì)像地震那樣對(duì)新建建筑物的安全形成嚴(yán)重的影響。但是城市軌道交通引起的環(huán)境振動(dòng)作用時(shí)間長(zhǎng)且反復(fù)發(fā)生，這樣的小幅振動(dòng)的反復(fù)作用同樣會(huì)對(duì)處在振動(dòng)環(huán)境中的建筑物結(jié)構(gòu)造成損害.使建筑物結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低，影響建筑物的安全和正常使用。要解決地鐵振動(dòng)污染，就必須準(zhǔn)確地了解地鐵振動(dòng)的污染現(xiàn)狀，如果僅靠人工進(jìn)行，則效率低下，不切實(shí)際。因此，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)技術(shù)必不可少。地鐵振動(dòng)的產(chǎn)生及傳播不僅由機(jī)車和軌道系統(tǒng)決定，而且還受到一些地質(zhì)情況的影響，而構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的振動(dòng)污染系統(tǒng)。正因?yàn)樵撓到y(tǒng)的復(fù)雜性，所以它需要用多學(xué)科、多技術(shù)的交叉與滲透的方法來(lái)進(jìn)行研究，為地鐵振動(dòng)及其傳播的預(yù)測(cè)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，該領(lǐng)域也成為城市環(huán)境管理工作中的熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一。因此，給出一個(gè)地鐵環(huán)境振動(dòng)預(yù)測(cè)方法，在各類地鐵工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行振動(dòng)影響實(shí)時(shí)模擬、預(yù)測(cè)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果和有關(guān)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，使得該方案從環(huán)境振動(dòng)角度在可能的范圍內(nèi)最優(yōu)，以及對(duì)已經(jīng)建成的區(qū)域確定改善方案都是非常有意義和應(yīng)用價(jià)值的，它對(duì)城市綜合環(huán)境質(zhì)量的管理及提高都具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種地鐵環(huán)境振動(dòng)的工程預(yù)測(cè)方法，以快速、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)地鐵對(duì)建筑物的振動(dòng)影響，從而為城市軌道開(kāi)發(fā)的環(huán)境振動(dòng)影響評(píng)價(jià)及減振降噪措施的選擇提供數(shù)據(jù)支持。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種地鐵環(huán)境振動(dòng)的工程預(yù)測(cè)方法，其包括步驟A :根據(jù)預(yù)設(shè)條件測(cè)量得到地鐵的振動(dòng)源強(qiáng)基準(zhǔn)值；B :根據(jù)地鐵導(dǎo)軌距離目標(biāo)建筑物的最近點(diǎn)的振動(dòng)相關(guān)參數(shù)，對(duì)所述基準(zhǔn)值進(jìn)行參數(shù)修正，計(jì)算得到地鐵對(duì)所述目標(biāo)建筑物造成的最大振動(dòng)強(qiáng)度VLZmax。優(yōu)選地，所述步驟A中，所述預(yù)設(shè)條件為地鐵導(dǎo)軌采用DT-VI2型扣件，地鐵導(dǎo)軌無(wú)波紋磨損，列車采用B型車，列車以70km/h的速度沿直道勻速運(yùn)行，以隧道洞壁處做為等效振源位置。優(yōu)選地，所述基準(zhǔn)值的數(shù)值范圍為從82dB到86dB。
優(yōu)選地，所述基準(zhǔn)值的數(shù)值為84dB。優(yōu)選地，所述步驟B中，所述最大振動(dòng)強(qiáng)度VLzmax的計(jì)算公式如下VLzmax = VLZmax—0+C減振措施+C過(guò)渡段+C車速+C線路形式+C載重+C埋深+C水平衰減+C建筑物；(I)其中，VLZmax—^為所述基準(zhǔn)值，Cssyfi6為減振措施影響的修正量，Ca_為不同減振措施的過(guò)渡段影響的修正量，C 為車速影響的修正量，為線路形式影響的修正量，Cs1為線路形式和列車載重共同影響的修正量，Cas為地鐵埋深影響的修正量，為所述最近點(diǎn)的地面投影點(diǎn)與所述目標(biāo)建筑物的水平距離影響的修正量，C5tsftS所述目標(biāo)建筑
物的總樓層數(shù)影響的修正星；所述VLZmax— 、C減振措施、C過(guò)渡段、C車速、C線路形式、C車況載重、C埋深、C水平衰減和C建筑物的單位均為dB。優(yōu)選地，所述Caisgig的數(shù)值根據(jù)以下情況確定如果所述最近點(diǎn)的導(dǎo)軌的減振效果大于等于5dB并且小于10dB，則Caisgig= -5 ;如果所述最近點(diǎn)的導(dǎo)軌的減振效果大于等于IOdB并且小于15dB，則Cwsgig= -10 ;如果所述最近點(diǎn)的導(dǎo)軌的減振效果大于等于15dB并且小于20dB，則C減Jigig= -15 ;如果所述最近點(diǎn)的導(dǎo)軌的減振效果大于等于20dB，則C減
振措施=_20 ;設(shè)點(diǎn)O為采用減振措施X的導(dǎo)軌和采用減振措施Y的導(dǎo)軌的臨界點(diǎn)，并且由減振措施X影響的修正星C減JggJgx大于等于由減振措施Y影響的修正星C減JJgJgY ;設(shè)點(diǎn)P為米用減振措施X的導(dǎo)軌上一點(diǎn)，設(shè)點(diǎn)Q為采用減振措施Y的導(dǎo)軌上一點(diǎn)，并且P和Q距離O的距離均為100m，所述Ca_的數(shù)值根據(jù)以下情況確定如果所述最近點(diǎn)不位于P或Q，并且不位于P和Q之間，則Casg= O ;否則
C過(guò)渡段=C減 措施X+ ( C減振措施Y-C減振措
權(quán)利要求
1.一種地鐵環(huán)境振動(dòng)的工程預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括步驟 A :根據(jù)預(yù)設(shè)條件測(cè)量得到地鐵的振動(dòng)源強(qiáng)基準(zhǔn)值； B :根據(jù)地鐵導(dǎo)軌距離目標(biāo)建筑物的最近點(diǎn)的振動(dòng)相關(guān)參數(shù)，對(duì)所述基準(zhǔn)值進(jìn)行參數(shù)修正，計(jì)算得到地鐵對(duì)所述目標(biāo)建筑物造成的最大振動(dòng)強(qiáng)度VLZmax。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，所述預(yù)設(shè)條件為地鐵導(dǎo)軌采用DT-VI2型扣件，地鐵導(dǎo)軌無(wú)波紋磨損，列車采用B型車，列車以70km/h的速度沿直道勻速運(yùn)行，以隧道洞壁處做為等效振源位置。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)值的數(shù)值范圍為從82dB到86dB。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)值的數(shù)值為84dB。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟B中，所述最大振動(dòng)強(qiáng)度VLzmax的計(jì)算公式如下 VLzmax = VLZmax 0+C減振措施+C過(guò)渡段+C車速+C線路形式+C載重+C埋深+C水平衰減+C建筑物；(I) 其中，VLzmax tl為所述基準(zhǔn)值，C_gig為減振措施影響的修正量，Ca-為不同減振措施的過(guò)渡段影響的修正量，C￥S為車速影響的修正量，C為線路形式影響的修正量，Cgffi為線路形式和列車載重共同影響的修正量，Cas為地鐵埋深影響的修正量，為所述最近點(diǎn)的地面投影點(diǎn)與所述目標(biāo)建筑物的水平距離影響的修正量，C5tsft為所述目標(biāo)建筑物的總樓層數(shù)影響的修正星；所述VLZmax—。、C減振措施、C過(guò)渡段、C車速、C線路形式、C車況載重、C埋深、C水平衰減和c 的單位均為dB。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于， 所述Caisgig的數(shù)值根據(jù)以下情況確定如果所述最近點(diǎn)的導(dǎo)軌的減振效果大于等于5dB并且小于IOdB,則C減Jigig= -5 ;如果所述最近點(diǎn)的導(dǎo)軌的減振效果大于等于IOdB并且小于15dB，則C減JSgig= -10 ;如果所述最近點(diǎn)的導(dǎo)軌的減振效果大于等于15dB并且小于20dB，則C減振措施=-15 ;如果所述最近點(diǎn)的導(dǎo)軌的減振效果大于等于20dB，則C減振措施=-20 ； 設(shè)點(diǎn)O為采用減振措施X的導(dǎo)軌和采用減振措施Y的導(dǎo)軌的臨界點(diǎn)，并且由減振措施X影響的修正星C減JggJgx大于等于由減振措施Y影響的修正星C減JJgJgY;設(shè)點(diǎn)P為米用減振措施X的導(dǎo)軌上一點(diǎn)，設(shè)點(diǎn)Q為采用減振措施Y的導(dǎo)軌上一點(diǎn)，并且P和Q距離O的距離均為100m，所述Casgl的數(shù)值根據(jù)以下情況確定如果所述最近點(diǎn)不位于P或Q，并且不位于P和Q之間，則Casg= O ;否則C過(guò)渡段=G減振措施X+ ( C減振措施γ-G減振措施X ) x ——~ ； ( 2 )200m 其中，L表示所述最近點(diǎn)與P的距離，單位為m。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述C￥S的數(shù)值根據(jù)以下情況確定如果在所述最近點(diǎn)列車車速V滿足20km/h彡V彡70km/h,則Ctl = 201g (V/70km/h);在所述最近點(diǎn)，如果列車處于勻速狀態(tài)，則Cg= Ctl，如果列車處于加速狀態(tài)，則Cg= Q+1，如果列車處于減速狀態(tài)，則C車速=Ctl-I。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于， 所述的數(shù)值根據(jù)以下情況確定如果在所述最近點(diǎn)線路形式為直道或者為半徑大于2000m的彎道，則O ;如果在所述最近點(diǎn)線路形式為半徑大于500m并且小于等于2000m的彎道，則I ;如果在所述最近點(diǎn)線路形式為半徑小于等于500m的彎道，則C線路形式=2 ； 所述Cgffi的數(shù)值根據(jù)以下情況確定 如果在所述最近點(diǎn)線路形式為直道，則Cgffi的計(jì)算公式如下 C 載重=2E-1;(3) 如果在所述最近點(diǎn)線路形式為彎道，則Cgffi的計(jì)算公式如下C 載重=4E-2 ； (4)其中，(3)式和(4)式中E均為在所述最近點(diǎn)時(shí)列車的實(shí)際載重占其額定載重的百分比。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述Cas的數(shù)值根據(jù)以下情況確定如果在所述最近點(diǎn)地鐵埋深大于等于8m小于13m，則Cas= -I ;如果在所述最近點(diǎn)地鐵埋深大于等于13m小于17m,則Caas= -2 ;如果在所述最近點(diǎn)地鐵埋深大于等于17m小于20m,則C埋深一_3°
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于， 所述C7wsa的數(shù)值根據(jù)以下情況確定如果所述目標(biāo)建筑物與所述最近點(diǎn)在地面的投影點(diǎn)的水平距離大于等于Om并且小于10m，則C7wss= O ;如果所述目標(biāo)建筑物與所述投影點(diǎn)的水平距離大于等于IOm并且小于20m，則C7iwss= -I ;如果所述目標(biāo)建筑物與所述投影點(diǎn)的水平距離大于等于20m并且小于30m，則C7wsa= -2 ;如果所述目標(biāo)建筑物與所述投影點(diǎn)的水平距離大于等于30m并且小于40m，則C7iw衰減=-3 ;如果所述目標(biāo)建筑物與所述投影點(diǎn)的水平距離大于等于40m并且小于50m，則C7iwss= -5 ； 所述的數(shù)值根據(jù)以下情況確定如果所述目標(biāo)建筑物的總樓層數(shù)為6層以下，則Cm= -I ;如果所述目標(biāo)建筑物的總樓層數(shù)為7層以上并且10層以下，則C5tsfe= -5 ;如果所述目標(biāo)建筑物的總樓層數(shù)為11層以上，則C5tsft= -10。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種地鐵環(huán)境振動(dòng)的工程預(yù)測(cè)方法，涉及工程預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括步驟據(jù)預(yù)設(shè)條件測(cè)量得到地鐵的振動(dòng)源強(qiáng)基準(zhǔn)值；根據(jù)地鐵導(dǎo)軌距離目標(biāo)建筑物的最近點(diǎn)的振動(dòng)相關(guān)參數(shù)，對(duì)所述基準(zhǔn)值進(jìn)行參數(shù)修正，計(jì)算得到地鐵對(duì)目標(biāo)建筑物造成的最大振動(dòng)強(qiáng)度VLZmax。本發(fā)明的地鐵環(huán)境振動(dòng)的工程預(yù)測(cè)方法，通過(guò)大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲得所述基準(zhǔn)值及各個(gè)修正參數(shù)，綜合考慮到了振動(dòng)傳播各環(huán)節(jié)對(duì)所述基準(zhǔn)值的影響，進(jìn)而對(duì)所述基準(zhǔn)值進(jìn)行修正，最終獲得的目標(biāo)建筑物的最大振動(dòng)強(qiáng)度值VLZmax的誤差范圍在2dB以內(nèi)。綜上，所述方法能夠快速、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)地鐵對(duì)建筑物的振動(dòng)影響，從而為城市軌道開(kāi)發(fā)的環(huán)境振動(dòng)影響評(píng)價(jià)及減振降噪措施的選擇提供數(shù)據(jù)支持。
文檔編號(hào)E01B19/00GK102912696SQ20111022157
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者張斌, 戶文成, 王小兵, 吳瑞, 宋瑞祥, 姚坤, 王世強(qiáng), 劉磊, 肖偉民, 張麗娟, 侯建鑫 申請(qǐng)人:北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所