導(dǎo)語：如何才能寫好一篇無縫線路的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：移動(dòng)式鋼軌閃光接觸焊應(yīng)用原理鋼軌焊接施工

中圖分類號(hào)：TU991.05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

前言

高速客運(yùn)和城市軌道交通是近年國(guó)內(nèi)鐵路發(fā)展的兩大趨勢(shì)。為了滿足乘客乘坐的舒適性，要求軌道具有高平順性和高穩(wěn)定行。鐵路鋪設(shè)過程中通常將廠制標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼軌焊接成滿足無縫線路設(shè)計(jì)的長(zhǎng)軌條，以提高線路平順性和穩(wěn)定性。由此催生了鋼軌焊接設(shè)備及技術(shù)的發(fā)展，目前在高鐵和城市軌道交通的建設(shè)中已基本實(shí)現(xiàn)無縫線路施工現(xiàn)場(chǎng)焊接。鋁熱焊和氣壓焊已被自動(dòng)化程度更高、焊接質(zhì)量更穩(wěn)定的移動(dòng)閃光焊代替。

1移動(dòng)式閃光接觸焊設(shè)備及應(yīng)用

鋼軌移動(dòng)閃光焊設(shè)備主要特點(diǎn)是自帶發(fā)電機(jī)組，并且設(shè)備的外形尺寸必須滿足公路后鐵路運(yùn)輸?shù)囊蟆Ｆ浯笾驴煞譃閮深悾?、帶走行機(jī)構(gòu)；2、不帶走行機(jī)構(gòu)。

1.1帶走行機(jī)構(gòu)

1.1.1鐵路自行式

鐵路自行式鋼軌移動(dòng)閃光焊設(shè)備因其行駛速度較高，在國(guó)鐵、高鐵的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)中使用比較方便、工作效率高，不會(huì)阻礙線上正常行車。1973年奧地利普拉賽-陶依爾公司制造了第一輛移動(dòng)閃光焊軌車（如圖1），經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國(guó)于2006年研制生產(chǎn)了第一輛型號(hào)為YHG-05的閃光焊軌車。

圖1

該車具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：

本車能完成鋼軌焊接的全過程，系統(tǒng)集成度高；

設(shè)置有液壓支腿和鋼軌對(duì)正裝置、作業(yè)效率高，焊接質(zhì)量有保證；

能自力雙向高速運(yùn)行，不需要另外配置牽引車；

設(shè)有低速走行功能，也用于焊接作業(yè)時(shí)的車輛對(duì)位；

作業(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在整車中部，并利用拉軌對(duì)正裝置協(xié)同作業(yè)，大大提高作業(yè)效率；

設(shè)有雙臂起重機(jī)底座調(diào)平裝置，可方便地進(jìn)行曲線焊軌作業(yè)；

不焊軌時(shí)，可以作為移動(dòng)電站，為工程施工，事故搶險(xiǎn)等提供三相交流電源。

但是由于其尺寸限制，該設(shè)備只能用于限界要求不高的國(guó)鐵、高鐵，在城市軌道交通中鮮有使用。其最大的缺點(diǎn)就是只能通過鐵路運(yùn)輸，公路運(yùn)輸或轉(zhuǎn)移比較困難。

1.1.2公鐵兩用自行式

早在上世紀(jì)70十年帶美國(guó)霍蘭公司就制造了能在公路和鐵路上行駛的移動(dòng)式閃光焊軌車（如圖2）。在鐵路行駛時(shí)重27669kg，公路上行駛時(shí)不包括焊機(jī)和鐵路車輪重22680kg。每天8小時(shí)可焊接155磅（約70kg）重鋼軌接頭60～80個(gè)，單個(gè)接頭的焊接時(shí)間約為2～3分鐘。美國(guó)鐵路1972年開始使用這種焊機(jī)到1975年已經(jīng)焊接了10萬個(gè)鋼軌接頭。這種焊軌車在國(guó)內(nèi)少有使用[1]。

圖2

1.2不帶走行機(jī)構(gòu)

集裝箱式鋼軌閃光焊設(shè)備是典型的不帶走行機(jī)構(gòu)的移動(dòng)式鋼軌閃光焊設(shè)備，較早應(yīng)用于歐洲和美國(guó)。

集裝箱式鋼軌閃光焊是將發(fā)電機(jī)、焊機(jī)、吊裝系統(tǒng)、冷卻站等設(shè)備集中安裝在一個(gè)或兩個(gè)集裝箱內(nèi)。焊機(jī)主要采用烏克蘭巴頓焊接研究所K900/K922或國(guó)內(nèi)較常用LR1200閃光焊機(jī)。集裝箱式鋼軌閃光焊較自行式閃光焊成本更低，重量更輕，運(yùn)輸也更為方便。設(shè)備應(yīng)用也更為靈活，可以應(yīng)用于固定式工廠化焊接生產(chǎn)，也可以應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)線上焊接。

其缺點(diǎn)就是應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)線上作業(yè)時(shí)，需要配備牽引作業(yè)車，并且作業(yè)車輛需加裝液壓支腿才能使用（如圖3）。目前集裝箱式鋼軌閃光焊配套牽引車的焊軌作業(yè)方式在軌道施工單位中使用較為普遍。通常情況是用軌道車和平板車作為集裝箱式鋼軌閃光焊作業(yè)時(shí)的牽引運(yùn)輸工具。中鐵某施工單位近年來大膽創(chuàng)新，利用二手通用載重貨車的地盤改裝成橡膠輪驅(qū)動(dòng)的公鐵兩用車來取代傳統(tǒng)的牽引運(yùn)輸工具。其優(yōu)點(diǎn)：1）降低焊軌作業(yè)時(shí)在牽引運(yùn)輸工具上投入的成本；2)牽引車輛操作上較軌道車簡(jiǎn)便；3）轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸方式更靈活，可以利用平交道口實(shí)現(xiàn)短距離轉(zhuǎn)場(chǎng)，也可以借助其他的公路運(yùn)輸工具長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)場(chǎng)；4）設(shè)備閑置時(shí)可以轉(zhuǎn)為場(chǎng)地路面存放，而無需占用線路存放。

圖3

2閃光焊的原理及鋼軌焊接施工工藝

2.1閃光焊的原理

閃光焊是將焊件裝備成對(duì)接頭，通電使其端面逐漸移近達(dá)到局部接觸，利用電阻熱加熱這些接觸點(diǎn)（產(chǎn)生閃光），使端面全部熔化，直到端部一定深度范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定溫度是，迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。

閃光焊的工藝分為連續(xù)閃光焊從焊接開始，鋼軌端面一直進(jìn)行連續(xù)不斷的閃光，依靠連續(xù)閃光對(duì)剛軌進(jìn)行加熱，直到頂鍛。其特點(diǎn)是焊接電流小，接觸電阻較大，焊接變壓器的負(fù)載較小，但是焊接接頭的加熱效率較低，加熱范圍較窄，需要焊接時(shí)間較長(zhǎng)，不適合焊接高強(qiáng)度鋼軌。而脈動(dòng)閃光焊有效熱輸入大，有利于降低落錘斷口灰斑，強(qiáng)度較高的U75v鋼軌。但是脈動(dòng)閃光焊參數(shù)量大，焊接時(shí)短路總時(shí)間較長(zhǎng)，焊接電流大，焊接變壓器負(fù)載很大。通常為確保不發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間短路或快速燒化，要對(duì)焊接參數(shù)分多段進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)，因此脈動(dòng)閃光焊接技術(shù)相對(duì)較復(fù)雜。但是U75v鋼軌使用較普遍，所以無縫線路施工的時(shí)候也已普遍使用脈動(dòng)閃光焊。有對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明用連續(xù)閃光焊和脈動(dòng)閃光焊各焊一批U75v鋼軌接頭，在隨后的落錘試驗(yàn)中用脈動(dòng)閃光焊的鋼軌接頭的合格率明顯高于連續(xù)閃光焊。

2.2鋼軌焊接施工工藝

早期鋼軌閃光焊同其他工件材料的閃光焊都是固定在工廠內(nèi)使用。這種使用方法有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1）焊接工作不受天氣影響；2）便于對(duì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)控制，質(zhì)量穩(wěn)定。缺點(diǎn)：1）增加焊軌場(chǎng)建設(shè)費(fèi)用；2）增加長(zhǎng)鋼軌的轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)更換短軌的費(fèi)用；3）增加聯(lián)合接頭現(xiàn)場(chǎng)焊接的施工投入。

因此隨著移動(dòng)閃光焊設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，和焊軌操作人員素質(zhì)的提高，軌道線路施工單位越來越愿意接受鋼軌接頭現(xiàn)場(chǎng)閃光焊的方法。現(xiàn)場(chǎng)鋼軌閃光焊工藝流程如下圖所示：

3結(jié)束語

近年來移動(dòng)鋼軌閃光焊在國(guó)內(nèi)的發(fā)展迅速，施工單位在施工應(yīng)用中也做了很多有意義的探索和嘗試。不論是應(yīng)用于高鐵客專還是城市軌道交通，都形成了適合自身特點(diǎn)的鋼軌閃光焊接方法。雖然移動(dòng)式鋼軌閃光焊接設(shè)備大大提高了鋼軌接頭的焊接效率，但是正火、打磨的自動(dòng)化程度不高，需要投入大量的時(shí)間和勞動(dòng)力，影響無縫線路施工效率的進(jìn)一步提高。

對(duì)于整個(gè)無縫線路的施工，焊軌只是其中一個(gè)環(huán)節(jié)，要提高無縫線路的施工質(zhì)量和效率，就要將提高正火和打磨自動(dòng)化程度、提高焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性、提高焊機(jī)使用的簡(jiǎn)便性等問題定位為無縫線路施工裝備未來發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]美國(guó)的移動(dòng)式焊軌機(jī).

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關(guān)鍵詞　軌道交通系統(tǒng)　環(huán)境　振動(dòng)影響分類號(hào)

1 　國(guó)內(nèi)外研究工作概況

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展和城市規(guī)模的日益擴(kuò)大，振動(dòng)對(duì)大都市生活環(huán)境和工作環(huán)境的影響引起了人們的普遍注意. 國(guó)際上已把振動(dòng)列為七大環(huán)境公害之一，并開始著手研究振動(dòng)的污染規(guī)律、產(chǎn)生的原因、傳播途徑、控制方法以及對(duì)人體的危害等. 據(jù)有關(guān)國(guó)家統(tǒng)計(jì)，除工廠、企業(yè)和建筑工程外，交通系統(tǒng)引起的環(huán)境振動(dòng)(主要是引起建筑物的振動(dòng)) 是公眾反映中最為強(qiáng)烈的[ 1 ]. 隨著城市的發(fā)展，在交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃中，對(duì)環(huán)境影響的考慮越來越多. 這主要因?yàn)檫^去城市建筑群相對(duì)稀疏，而現(xiàn)在，隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展， 多層高架道路、地下鐵道、輕軌交通正日益形成一個(gè)立體空間交通體系，從地下、地面和空中逐步深入到城市中密集的居民點(diǎn)、商業(yè)中心和工業(yè)區(qū). 如日本東京市內(nèi)的交通道路很多已達(dá)到5 ～7 層，離建筑物的最短距離小到只有幾米，加上交通密度的不斷增加，使得振動(dòng)的影響日益增大. 交通車輛引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)通過周圍地層向外傳播，進(jìn)一步誘發(fā)建筑物的二次振動(dòng)，對(duì)建筑物特別是古舊建筑物的結(jié)構(gòu)安全以及其中居民的工作和日常生活產(chǎn)生了很大的影響. 例如在捷克，繁忙的公路和軌道交通線附近，一些磚石結(jié)構(gòu)的古建筑因車輛通過時(shí)引起的振動(dòng)而產(chǎn)生了裂縫，其中布拉格、哈斯特帕斯和霍索夫等地區(qū)發(fā)生了由于裂縫不斷擴(kuò)大導(dǎo)致古教堂倒塌的惡性事件. 在北京西直門附近，距鐵路線約150 m 處一座五層樓內(nèi)的居民反映，當(dāng)列車通過時(shí)可感到室內(nèi)有較強(qiáng)的振動(dòng)，且受振動(dòng)影響一段時(shí)間后，室內(nèi)家具也發(fā)生了錯(cuò)位. 另外，由于人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來越高，對(duì)于同樣水平的振動(dòng)，過去可能不被認(rèn)為是什么問題，而現(xiàn)在卻越來越多地引起公眾的強(qiáng)烈反應(yīng). 這些都對(duì)交通系統(tǒng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)及其對(duì)周圍環(huán)境影響的研究提出了新的要求，也引起了各國(guó)研究人員的高度重視[ 2～21 ].

日本是振動(dòng)環(huán)境污染最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，在其“公害對(duì)策基本法”中，明確振動(dòng)為七個(gè)典型公害之一的同時(shí)，還規(guī)定了必須采取有效措施來限制振動(dòng). 在“ 限制振動(dòng)法”中，特別對(duì)交通振動(dòng)規(guī)定了措施要求，以保護(hù)生活環(huán)境和人民的健康. T. Fujikake 、青木一郎和K. Hayakawa 等[ 9 ，17 ，21 ] 分別就交通車輛引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)發(fā)生機(jī)理、振動(dòng)波在地下和地面的傳播規(guī)律及其對(duì)周圍居民的影響進(jìn)行了研究，提出了周圍環(huán)境振動(dòng)水平的預(yù)測(cè)方法.

面對(duì)公眾的強(qiáng)烈反映，英國(guó)鐵路管理局研究發(fā)展部技術(shù)中心對(duì)車輛引起的地面振動(dòng)進(jìn)行了測(cè)試，主要就行車速度、激振頻率和軌道參數(shù)的相關(guān)關(guān)系以及共振現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究. 瑞士聯(lián)邦鐵路和國(guó)際鐵路聯(lián)盟(U IC) 實(shí)驗(yàn)研究所(ORE) 共同執(zhí)行了一項(xiàng)計(jì)劃，以A. Zach 和G. Rutishauser 為首的研究小組研究了地鐵列車和隧道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率和加速度特征，從改善線路結(jié)構(gòu)的角度提出了降低地鐵列車振動(dòng)對(duì)附近地下及地面結(jié)構(gòu)振動(dòng)影響的途徑. 美國(guó)G. P. Wilson 等針對(duì)鐵路車輛引起的噪聲和振動(dòng)，提出了通過改善道床結(jié)構(gòu)形式(采用浮板式道床) 和改革車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)造以減少輪軌接觸力的方法，降低地鐵車輛引起的噪聲和振動(dòng)的議.

交通車輛引起的結(jié)構(gòu)和地面振動(dòng)是城市交通規(guī)劃中的一個(gè)重要問題，由其進(jìn)一步引發(fā)的周邊建筑物振動(dòng)以及相應(yīng)的振動(dòng)控制和減振措施，在規(guī)劃和設(shè)計(jì)的最初階段就應(yīng)加以考慮. 為此，德國(guó)的J . Melke 等提出了一種基于脈沖激勵(lì)和測(cè)試分析的診斷測(cè)試方法，來預(yù)測(cè)市區(qū)鐵路線附近建筑物地面振動(dòng)水平，并通過不同測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳遞函數(shù)分析研究了振動(dòng)波的傳播規(guī)律. F. E. Richart 和R. D. Woods 等則針對(duì)隔振溝和板樁墻等隔振措施進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究.

此外，西班牙、捷克等國(guó)在這些方面也做了大量的測(cè)試、調(diào)查和研究工作，通過對(duì)幾種不同場(chǎng)地土的測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)，分析了列車引起的地面振動(dòng)波的傳播和衰減特性，并從降低行車速度、減輕荷載重量、提高路面平整度等方面提出了減少振害的措施.

在國(guó)內(nèi)，雖然城市建設(shè)起步得較晚，但隨著現(xiàn)代化的進(jìn)程，交通系統(tǒng)大規(guī)模發(fā)展的趨勢(shì)是極為迅速的. 由于軌道交通系統(tǒng)具有運(yùn)量大、速度快、安全可靠、對(duì)環(huán)境污染小、不占用地面道路等優(yōu)點(diǎn)，成為緩解城市交通擁擠和減少污染的一種有效手段. 目前，我國(guó)已經(jīng)擁有或正在建設(shè)地下鐵道的城市越來越多，不少城市還在籌建高架輕軌交通系統(tǒng). 近年來在城市交通系統(tǒng)建設(shè)中，對(duì)于振動(dòng)可能影響環(huán)境和周邊建筑物內(nèi)居民生活和工作的問題也進(jìn)行了預(yù)測(cè)，如擬議中的西直門至頤和園輕軌快速交通系統(tǒng)可能對(duì)附近的文化和科研機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)影響、地鐵南北中軸線可能對(duì)故宮等古建筑產(chǎn)生振動(dòng)影響、擬建的京滬高速鐵路滬寧段高速列車對(duì)蘇州虎丘塔可能產(chǎn)生振動(dòng)影響等. 為此，國(guó)內(nèi)不少單位已開始結(jié)合北京、上海、沈陽等一些大城市修建地鐵、輕軌交通系統(tǒng)時(shí)車輛引起的環(huán)境振動(dòng)問題進(jìn)行研究，發(fā)表了初步的研究成果[ 22～43 ].

2 　振動(dòng)的產(chǎn)生、傳播規(guī)律及其對(duì)環(huán)境的影響

對(duì)我國(guó)幾個(gè)典型城市的調(diào)查結(jié)果表明，交通車輛引起的環(huán)境振動(dòng)水平較高. 根據(jù)鐵路部門的實(shí)測(cè)，距線路中心線30 m 附近的振動(dòng)可達(dá)80 dB. 地鐵列車通過時(shí)，在地面建筑物上引起振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間大約為10 s. 在一條線路上，高峰時(shí)，兩個(gè)方向1 h 內(nèi)可通過30 對(duì)列車或更多， 振動(dòng)作用的持續(xù)時(shí)間可達(dá)到總工作時(shí)間的15 %～20 %. 最近在我國(guó)某城市地鐵車輛段附近進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，結(jié)果表明，當(dāng)?shù)罔F列車以15～20 km/ h 的速度通過時(shí)，地鐵正上方居民住宅的振動(dòng)高達(dá)85 dB ， 如果列車速度達(dá)到正常運(yùn)行的70 km/ h 時(shí)，其振級(jí)可能還要大得多. 可見由列車運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)已不同程度地影響了居民的日常生活.

在軌道交通系統(tǒng)中，由運(yùn)行列車對(duì)軌道的沖擊作用產(chǎn)生振動(dòng)，并通過結(jié)構(gòu)(隧道基礎(chǔ)和襯砌或橋梁的墩臺(tái)及其基礎(chǔ)) 傳遞到周圍的地層，進(jìn)而通過土壤向四周傳播，誘發(fā)了附近地下結(jié)構(gòu)以及建筑物(包括其結(jié)構(gòu)和室內(nèi)家具) 的二次振動(dòng)和噪聲. 對(duì)于地下鐵道，其影響因素主要有列車速度、車輛重量、隧道基礎(chǔ)和襯砌結(jié)構(gòu)類型、軌道類型、是否采用了隔振措施等，此外列車與軌道的動(dòng)力相互作用也會(huì)加大振動(dòng)作用.

有調(diào)查表明，地鐵列車在隧道內(nèi)高速運(yùn)行時(shí)，距軌道水平距離1. 5 m 處，振級(jí)平均值為81 dB ;24 m 處，振級(jí)平均值為71. 6 dB. 這說明隨著距軌道水平距離的增加，振級(jí)將不斷衰減. 此外，地鐵振動(dòng)影響的范圍在很大程度上還取決于列車通過的速度及隧道的埋深. 速度越高，振動(dòng)干擾越強(qiáng)，影響范圍越大(列車速度每提高一倍，隧道和地面的振動(dòng)增加4～6 dB) ;埋深越大，影響范圍越小. 文獻(xiàn)[25 ] 采用計(jì)算機(jī)模擬的方法得到地鐵列車引起的地面振動(dòng)隨距離的分布:在距隧道中心線40 m 左右的地面為加速度的局部放大區(qū);對(duì)于1～3 Hz 的低頻振動(dòng)加速度，盡管幅值大小不同，都在0 、36 、60 m 附近出現(xiàn)了放大區(qū);對(duì)于5～6 Hz 的中頻加速度，只有0 m 和30 m 二個(gè)放大區(qū)，距離再大時(shí)就迅速衰減;對(duì)> 8 Hz 的高頻加速度則隨距離的增加而逐漸衰減. 北京曾就地鐵列車對(duì)環(huán)境的振動(dòng)影響進(jìn)行過實(shí)測(cè)，得到了與上述分布規(guī)律相同的結(jié)果.

對(duì)于高架輕軌系統(tǒng)，其影響因素主要有列車速度、車輛重量、橋梁結(jié)構(gòu)類型和基礎(chǔ)類型、橋梁跨度、剛度、撓度等，列車與橋梁的動(dòng)力相互作用也會(huì)加大振動(dòng)作用. 目前國(guó)內(nèi)尚無建成的高架輕軌系統(tǒng)，無法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試. 但文獻(xiàn)[22 ，23 ] 通過力學(xué)計(jì)算、文獻(xiàn)[29 ] 通過對(duì)鐵路高架橋和路基線路的實(shí)測(cè)分析，求得高架輕軌系統(tǒng)在列車運(yùn)行時(shí)所引起的周圍地層的振動(dòng)特性，得出了以下結(jié)論:

(1) 輕軌列車振動(dòng)所引起的地面振動(dòng)，在某一距離范圍內(nèi)，隨距線路距離的增加而衰減，在達(dá)一定距離后會(huì)出現(xiàn)反彈增大(約在40～60 m 間)，但總趨勢(shì)是隨距離的增大而逐漸衰減.

(2) 輕軌系統(tǒng)橋梁的基礎(chǔ)類型對(duì)地面振動(dòng)的影響非常大. 采用樁基時(shí)，地面振動(dòng)的位移、速度、加速度值均比采用平基時(shí)的小許多，且樁基時(shí)，地面振動(dòng)隨距線路距離的增加而衰減的速度也較平基時(shí)大. 甚至由于采用了不同的橋梁基礎(chǔ)，沿線建筑不同樓層的振動(dòng)響應(yīng)也有所不同. 采用淺平基礎(chǔ)時(shí)，上面樓層的響應(yīng)比下面樓層的強(qiáng)烈，采用樁基時(shí)各樓層的差別就小得多. (3) 高架橋線路與路基線路相比，環(huán)境振動(dòng)將大幅度降低. 距線路中心線30 m 處的振動(dòng)強(qiáng)度可降低5～10 dB.

(4) 高架輕軌的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意避免車橋產(chǎn)生共振，以減小對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響.

列車運(yùn)行對(duì)大地產(chǎn)生的振動(dòng)主要以三種波的形式傳播，即橫波、縱波和表面波. 日本Erichi Taniguehi 等的研究表明:位于地下2 m 深處振動(dòng)加速度值為地表的20 %～50 % ;4 m 深處為10 %～30 %. 可見在車輛運(yùn)行產(chǎn)生的環(huán)境振動(dòng)中，表面波占主要地位.

由于能量的擴(kuò)散和土壤對(duì)振動(dòng)能量的吸收，振動(dòng)波在傳播過程中將有所衰減. 不同類型的振源，不同的振動(dòng)方向，不同的傳播方向以及不同的土介質(zhì)，對(duì)振動(dòng)的衰減也是有區(qū)別的.

據(jù)文獻(xiàn)[ 2 ，29 ，30 ，34 ] 的實(shí)測(cè)結(jié)果知，振動(dòng)強(qiáng)度的分布具有以下特點(diǎn):從振源的頻率分布上看，以人體反應(yīng)比較敏感的低頻為主，其中50～60 Hz 的振動(dòng)強(qiáng)度較大;從列車速度的影響上看，隨行車速度的提高，振動(dòng)有增大的趨勢(shì);就地面振動(dòng)隨距離的衰減而言，距軌道中心線越近，同一列車引起的地面振動(dòng)就越大，反之則越小. 很多文獻(xiàn)認(rèn)為列車運(yùn)行所產(chǎn)生的地面振動(dòng)隨距線路距離增加而有較大的衰減是一般規(guī)律，見圖1 (a) . 但是也有文獻(xiàn)得出了不同的結(jié)果: 文獻(xiàn)[38 ] 和[ 42 ] 曾分別在橋梁(京沈線灤河橋，跨度32 m 上承式鋼板梁橋，橋墩高8～10 m ， 車速50～80 km/ h) 和線路附近(京廣線，車速25～110 km/ h) 測(cè)試了列車通過時(shí)地面振動(dòng)加速度隨距離的變化規(guī)律，結(jié)果分別見圖1(b) 和(c) . 圖1 中G 為振級(jí);ε為各測(cè)點(diǎn)加速度與路基處加速度的比值. 可以發(fā)現(xiàn)地面振動(dòng)分別在距橋墩60 m 左右處和距線路40 m 左右處出現(xiàn)了加速度反彈增大的現(xiàn)象. 這一測(cè)試結(jié)果是與理論計(jì)算的結(jié)果相吻合的[43 ]. (a) 位置分布(b) 橋梁附近(c) 線路附近

隨距離增大而振動(dòng)強(qiáng)度減弱的規(guī)律也適用于沿線建筑. 由于列車引起的地面水平方向振動(dòng)，在傳導(dǎo)過程中的衰減要快于垂直方向的振動(dòng)，因而沿線建筑物內(nèi)垂直方向的振動(dòng)將大于水平方向的振動(dòng). 實(shí)測(cè)結(jié)果表明:建筑物的水平振動(dòng)一般約小于垂直振動(dòng)10 dB[41 ] ，因此在評(píng)價(jià)建筑物受鐵路環(huán)境振動(dòng)的影響時(shí)，可以垂直方向的振動(dòng)為主. 就不同樓層而言，一般來說，中低層建筑，特別是4 層以下的，隨著樓層的增加，振動(dòng)的強(qiáng)度有增大的趨勢(shì). 文獻(xiàn)[41 ] 對(duì)7 座3～5 層樓房的測(cè)試結(jié)果和文獻(xiàn)[ 43 ] 的理論分析結(jié)果都表明:在距列車不同的距離上，3～5 層的振動(dòng)強(qiáng)度均比1 層高出約3～5dB.

隨列車速度的提高，附近建筑物內(nèi)的振動(dòng)有增大的趨勢(shì)(尤其是樓房) [ 41 ，43 ]. 而由列車引起的沿線地面建筑物振動(dòng)，其振級(jí)的大小與建筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)類型以及距地鐵的距離有密切的聯(lián)系. 對(duì)于基礎(chǔ)良好、質(zhì)量較大的高層鋼筋混凝土建筑，由于其固有頻率低，不易被激起較大的振動(dòng)，因而其振級(jí)較之自土壤傳來的振級(jí)可衰減10～20 dB. 在距地鐵隧道水平距離32 m 處，高層建筑地下室內(nèi)實(shí)測(cè)振級(jí)不大于60 dB ，1 層以上則測(cè)不出地鐵行駛時(shí)引起的振級(jí);基礎(chǔ)一般的磚混結(jié)構(gòu)住宅樓可衰減5～10 dB ; 而基礎(chǔ)較差的建筑，如輕質(zhì)結(jié)構(gòu)或淺基礎(chǔ)建筑，則衰減量很小，其振級(jí)與土壤振級(jí)接近，甚至還會(huì)出現(xiàn)室內(nèi)振動(dòng)大于室外地面振動(dòng)的情況.

3 　減振隔振控制措施

如前所述，城市軌道交通系統(tǒng)產(chǎn)生的振動(dòng)可以通過結(jié)構(gòu)和周圍地層傳播到振動(dòng)影響到的區(qū)域或個(gè)人. 為降低振動(dòng)或控制振動(dòng)的不利影響，可從降低振源的激振強(qiáng)度、切斷振動(dòng)的傳播 途徑或在傳播途徑上削弱振動(dòng)、合理規(guī)劃設(shè)計(jì)使建筑物避開振動(dòng)影響區(qū)等幾個(gè)方面著手. 根據(jù)有關(guān)資料，減少振源振動(dòng)可采取以下幾種措施[ 13 ， 34 ]:

(1) 采用60 kg/m 以上的重軌，并應(yīng)盡量采用無縫線路. 重軌具有壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性能和抗振性能良好的特點(diǎn)，無縫線路則可消除車輪對(duì)軌道接頭的撞擊.

(2) 減輕車輛的簧下質(zhì)量，避免車輛與軌道產(chǎn)生共振，這樣可降低振動(dòng)強(qiáng)度10～15 dB.

(3) 對(duì)于地鐵而言，適當(dāng)增加埋深，使振動(dòng)振幅隨距離(深度) 增加而加大衰減;采用較重的隧道結(jié)構(gòu)也可降低振動(dòng)幅度.

(4) 對(duì)于在地面上運(yùn)行的輕軌系統(tǒng)，應(yīng)首先考慮采用高架橋梁. 與普通路基相比較，高架系統(tǒng)不但產(chǎn)生的振動(dòng)要小，而且占地面積也小，特別適合市區(qū).

(5) 高架輕軌系統(tǒng)的橋梁應(yīng)優(yōu)先采用混凝土梁以及整體性好、振動(dòng)較小的結(jié)構(gòu)形式;合理設(shè)計(jì)跨度和自振特性，以避免高速運(yùn)行的列車與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振. 另外，墩臺(tái)采用樁基礎(chǔ)，可獲得較淺平基礎(chǔ)好的減振效果.

(6) 采用合適的道床和軌道結(jié)構(gòu)型式，增加軌道的彈性. 瑞士聯(lián)邦鐵路和比利時(shí)布魯塞爾自由大學(xué)等都在研究新型的彈性軌枕和復(fù)合軌枕以減小動(dòng)力沖擊力，并將有效地降低車輛、軌道和附近環(huán)境的振動(dòng).

轉(zhuǎn)貼于

對(duì)地鐵而言，為減少維修工作量，一般都采用整體道床，其中包套式短枕整體道床、塑料短枕整體道床、浮置板式整體道床等幾種道床型式都可起到減振作用. 對(duì)高架輕軌而言，道床結(jié)構(gòu)形式主要有兩種:一是有碴式道床結(jié)構(gòu)型式，二是無碴道床結(jié)構(gòu)型式. 從國(guó)外情況看，美國(guó)、加拿大多采用無碴式整體道床，德國(guó)、新加坡多采用有碴道床，香港地鐵高架部分均采用無碴道床，日本輕軌采用有碴道床和混凝土板式道床.

從減振效果來說碎石道床優(yōu)于整體道床，但碎石道床具有穩(wěn)定性較差、養(yǎng)護(hù)工作量大、自重較大、軌道建筑高度較大且道床易污染等缺點(diǎn)，所以宜采用整體道床，其彈性不足的問題可以利用減振效果好的彈性扣件或其它減振措施彌補(bǔ). 整體道床包括無枕式整體道床，短枕式整體道床，長(zhǎng)枕式整體道床和縱向浮置板式整體道床. 其中縱向浮置板式整體道床減振效果顯著，尤其是低頻域減振效果更好. 無論是有碴道床還是整體道床，都可在道碴或凝土板下面設(shè)置橡膠減振墊，減振效果可達(dá)10～15 dB[ 2 ，4 ，14 ，34 ] . 采用適當(dāng)?shù)膹椥钥奂梢栽黾诱w道床的彈性. 例如，在北京地鐵使用的D TI 型和D TV 型扣件中，D TV 型扣件經(jīng)過室內(nèi)試驗(yàn)比D TI 型扣件可減少振動(dòng)5～8 dB.

彈性墊層是增加扣件彈性的重要組成部分. 要改善整體道床的缺點(diǎn)，可采用高彈性墊層， 以提供軌道所需用的彈性，緩沖列車的動(dòng)力作用. 北京地鐵一二期工程采用軌下10 mm 橡膠墊板、鐵墊板下一層塑料墊板作為彈性墊層，但發(fā)現(xiàn)彈性不足. 北京新建的地鐵和上海地鐵采用軌下一層、鐵墊板下兩層圓柱型橡膠墊板，均能滿足一般地段需要. 需要指出的是，道床型式、扣件型式及彈性墊層之間都要有合理的匹配關(guān)系. 為阻止表面波的傳播，可采取切斷振動(dòng)傳播途徑或在傳播途徑上削弱振動(dòng)的措施. 在地表層采取挖溝、筑墻等措施有一定效果. 有三種隔離模式:彈性基礎(chǔ)、明溝和充填式溝渠. 彈性基礎(chǔ)對(duì)較高頻率的隔振效果較好，但由于彈性基礎(chǔ)的存在，軌道上的最大低頻加速度會(huì)被放大， 所以無論是對(duì)運(yùn)行列車的平穩(wěn)性還是對(duì)于周圍環(huán)境的隔振來說，彈性基礎(chǔ)并不是很理想的方法;對(duì)于明溝和充填式溝渠，一般來說，減振溝越深，其有效隔振頻率的下限就越低，減振效果越好，它們可以完全切斷振動(dòng)波的傳播，只要溝的深度足夠，就可以獲得理想的隔振效果.

減振墻也常用來作隔振使用，其效能與減振溝類似. 有試驗(yàn)表明，減振墻的板質(zhì)、厚度和深度對(duì)減振效果均有影響. 向地層下打入柱樁，形成柱列或柱陣可以獲得顯著的減振效果，國(guó)外已成功地采用這種措施防止地鐵和其它振動(dòng)對(duì)建筑物的干擾. 對(duì)于點(diǎn)振源，在其周圍設(shè)置由具有一定質(zhì)量的隔振材料形成的阻波區(qū)( Wave Impeding Block) ，可以很好地隔絕振動(dòng)波的擴(kuò)散. 阻波區(qū)隔振的基本原理是利用隔振材料的振動(dòng)來吸收振源傳出的振動(dòng)能量，其減振效果與隔振材料的質(zhì)量和埋置深度、阻波區(qū)的寬度有關(guān). 臺(tái)灣某高架橋系統(tǒng)，在橋墩的周圍設(shè)置環(huán)狀的阻波區(qū)后，環(huán)外地層的振動(dòng)強(qiáng)度下降了5～15 dB[ 45 ].

4 　減輕軌道交通系統(tǒng)對(duì)周邊建筑物振動(dòng)影響的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究成果，為減輕軌道交通系統(tǒng)對(duì)周邊建筑物的振動(dòng)影響，規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則:

(1) 規(guī)定地面建筑物到地鐵隧道或高架輕軌線路的水平距離，必須在古建筑附近修建地鐵時(shí)，還應(yīng)規(guī)定地鐵隧道的埋深，以利用振動(dòng)能量的傳播衰減來降低振動(dòng)水平.

(2) 對(duì)新規(guī)劃的建筑物，應(yīng)使其位置避開振動(dòng)波傳播的放大區(qū);對(duì)既有的古舊建筑物或其它對(duì)振動(dòng)敏感的建筑物，在規(guī)劃軌道交通線時(shí)，應(yīng)使振動(dòng)放大區(qū)離開它們的位置.

(3) 在地鐵及高架輕軌沿線的建筑物應(yīng)以基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)牢固的樓房為主，避免建造輕質(zhì)結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)較淺的房屋. 建筑物的振動(dòng)特性應(yīng)合理設(shè)計(jì)，以防止其振動(dòng)頻率與列車產(chǎn)生的振動(dòng)一致而形成共振.

(4) 在軌道交通規(guī)劃布局中，應(yīng)充分老慮利用振動(dòng)波的天然屏障，如河流、高大建筑物等， 來隔絕振動(dòng)的影響.

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