专利名称：一种地铁环境振动的工程预测方法
技术领域：
本发明 涉及工程预测技术领域，特别涉及一种地铁环境振动的工程预测方法。
背景技术：
随着城市规模的扩大和城市人口的增多，交通问题日益突出，地铁作为缓解城市交通压力的最有效方式，近些年得到迅猛发展。我国规划、准备建设和已建设轨道交通的城市已有20多个，规划城市轨道交通网总里程达到3500多公里，运营里程已达到775. 6公里，建设中里程达1800多公里。与此同时，随着地铁交通的大力发展，其引起的环境振动问题也越来越弓I起人们的重视。图I是地铁振动对建筑物造成影响的示意图。地铁引起的环境振动振幅和能量相对较小，基本上不会像地震那样对新建建筑物的安全形成严重的影响。但是城市轨道交通引起的环境振动作用时间长且反复发生，这样的小幅振动的反复作用同样会对处在振动环境中的建筑物结构造成损害.使建筑物结构的强度降低，影响建筑物的安全和正常使用。要解决地铁振动污染，就必须准确地了解地铁振动的污染现状，如果仅靠人工进行，则效率低下，不切实际。因此，先进的计算机预测技术必不可少。地铁振动的产生及传播不仅由机车和轨道系统决定，而且还受到一些地质情况的影响，而构成了一个复杂的振动污染系统。正因为该系统的复杂性，所以它需要用多学科、多技术的交叉与渗透的方法来进行研究，为地铁振动及其传播的预测带来了极大的挑战，该领域也成为城市环境管理工作中的热点和重点之一。因此，给出一个地铁环境振动预测方法，在各类地铁工程项目设计和建筑设计过程中进行振动影响实时模拟、预测，并根据预测结果和有关环境质量标准适当调整设计方案，使得该方案从环境振动角度在可能的范围内最优，以及对已经建成的区域确定改善方案都是非常有意义和应用价值的，它对城市综合环境质量的管理及提高都具有重要意义。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何提供一种地铁环境振动的工程预测方法，以快速、准确地预测地铁对建筑物的振动影响，从而为城市轨道开发的环境振动影响评价及减振降噪措施的选择提供数据支持。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供一种地铁环境振动的工程预测方法，其包括步骤A :根据预设条件测量得到地铁的振动源强基准值；B :根据地铁导轨距离目标建筑物的最近点的振动相关参数，对所述基准值进行参数修正，计算得到地铁对所述目标建筑物造成的最大振动强度VLZmax。优选地，所述步骤A中，所述预设条件为地铁导轨采用DT-VI2型扣件，地铁导轨无波纹磨损，列车采用B型车，列车以70km/h的速度沿直道匀速运行，以隧道洞壁处做为等效振源位置。优选地，所述基准值的数值范围为从82dB到86dB。
优选地，所述基准值的数值为84dB。优选地，所述步骤B中，所述最大振动强度VLzmax的计算公式如下VLzmax = VLZmax—0+C减振措施+C过渡段+C车速+C线路形式+C载重+C埋深+C水平衰减+C建筑物；(I)其中，VLZmax—^为所述基准值，Cssyfi6为减振措施影响的修正量，Ca_为不同减振措施的过渡段影响的修正量，C 为车速影响的修正量，为线路形式影响的修正量，Cs1为线路形式和列车载重共同影响的修正量，Cas为地铁埋深影响的修正量，为所述最近点的地面投影点与所述目标建筑物的水平距离影响的修正量，C5tsftS所述目标建筑
物的总楼层数影响的修正星；所述VLZmax— 、C减振措施、C过渡段、C车速、C线路形式、C车况载重、C埋深、C水平衰减和C建筑物的单位均为dB。优选地，所述Caisgig的数值根据以下情况确定如果所述最近点的导轨的减振效果大于等于5dB并且小于10dB，则Caisgig= -5 ;如果所述最近点的导轨的减振效果大于等于IOdB并且小于15dB，则Cwsgig= -10 ;如果所述最近点的导轨的减振效果大于等于15dB并且小于20dB，则C减Jigig= -15 ;如果所述最近点的导轨的减振效果大于等于20dB，则C减
振措施=_20 ;设点O为采用减振措施X的导轨和采用减振措施Y的导轨的临界点，并且由减振措施X影响的修正星C减JggJgx大于等于由减振措施Y影响的修正星C减JJgJgY ;设点P为米用减振措施X的导轨上一点，设点Q为采用减振措施Y的导轨上一点，并且P和Q距离O的距离均为100m，所述Ca_的数值根据以下情况确定如果所述最近点不位于P或Q，并且不位于P和Q之间，则Casg= O ;否则
C过渡段=C减 措施X+ ( C减振措施Y-C减振措
权利要求
1.一种地铁环境振动的工程预测方法，其特征在于，包括步骤 A :根据预设条件测量得到地铁的振动源强基准值； B :根据地铁导轨距离目标建筑物的最近点的振动相关参数，对所述基准值进行参数修正，计算得到地铁对所述目标建筑物造成的最大振动强度VLZmax。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，所述预设条件为地铁导轨采用DT-VI2型扣件，地铁导轨无波纹磨损，列车采用B型车，列车以70km/h的速度沿直道匀速运行，以隧道洞壁处做为等效振源位置。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述基准值的数值范围为从82dB到86dB。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基准值的数值为84dB。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述最大振动强度VLzmax的计算公式如下 VLzmax = VLZmax 0+C减振措施+C过渡段+C车速+C线路形式+C载重+C埋深+C水平衰减+C建筑物；(I) 其中，VLzmax tl为所述基准值，C_gig为减振措施影响的修正量，Ca-为不同减振措施的过渡段影响的修正量，C￥S为车速影响的修正量，C为线路形式影响的修正量，Cgffi为线路形式和列车载重共同影响的修正量，Cas为地铁埋深影响的修正量，为所述最近点的地面投影点与所述目标建筑物的水平距离影响的修正量，C5tsft为所述目标建筑物的总楼层数影响的修正星；所述VLZmax—。、C减振措施、C过渡段、C车速、C线路形式、C车况载重、C埋深、C水平衰减和c 的单位均为dB。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述Caisgig的数值根据以下情况确定如果所述最近点的导轨的减振效果大于等于5dB并且小于IOdB,则C减Jigig= -5 ;如果所述最近点的导轨的减振效果大于等于IOdB并且小于15dB，则C减JSgig= -10 ;如果所述最近点的导轨的减振效果大于等于15dB并且小于20dB，则C减振措施=-15 ;如果所述最近点的导轨的减振效果大于等于20dB，则C减振措施=-20 ； 设点O为采用减振措施X的导轨和采用减振措施Y的导轨的临界点，并且由减振措施X影响的修正星C减JggJgx大于等于由减振措施Y影响的修正星C减JJgJgY;设点P为米用减振措施X的导轨上一点，设点Q为采用减振措施Y的导轨上一点，并且P和Q距离O的距离均为100m，所述Casgl的数值根据以下情况确定如果所述最近点不位于P或Q，并且不位于P和Q之间，则Casg= O ;否则C过渡段=G减振措施X+ ( C减振措施γ-G减振措施X ) x ——~ ； ( 2 )200m 其中，L表示所述最近点与P的距离，单位为m。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述C￥S的数值根据以下情况确定如果在所述最近点列车车速V满足20km/h彡V彡70km/h,则Ctl = 201g (V/70km/h);在所述最近点，如果列车处于匀速状态，则Cg= Ctl，如果列车处于加速状态，则Cg= Q+1，如果列车处于减速状态，则C车速=Ctl-I。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述的数值根据以下情况确定如果在所述最近点线路形式为直道或者为半径大于2000m的弯道，则O ;如果在所述最近点线路形式为半径大于500m并且小于等于2000m的弯道，则I ;如果在所述最近点线路形式为半径小于等于500m的弯道，则C线路形式=2 ； 所述Cgffi的数值根据以下情况确定 如果在所述最近点线路形式为直道，则Cgffi的计算公式如下 C 载重=2E-1;(3) 如果在所述最近点线路形式为弯道，则Cgffi的计算公式如下C 载重=4E-2 ； (4)其中，(3)式和(4)式中E均为在所述最近点时列车的实际载重占其额定载重的百分比。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述Cas的数值根据以下情况确定如果在所述最近点地铁埋深大于等于8m小于13m，则Cas= -I ;如果在所述最近点地铁埋深大于等于13m小于17m,则Caas= -2 ;如果在所述最近点地铁埋深大于等于17m小于20m,则C埋深一_3°
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述C7wsa的数值根据以下情况确定如果所述目标建筑物与所述最近点在地面的投影点的水平距离大于等于Om并且小于10m，则C7wss= O ;如果所述目标建筑物与所述投影点的水平距离大于等于IOm并且小于20m，则C7iwss= -I ;如果所述目标建筑物与所述投影点的水平距离大于等于20m并且小于30m，则C7wsa= -2 ;如果所述目标建筑物与所述投影点的水平距离大于等于30m并且小于40m，则C7iw衰减=-3 ;如果所述目标建筑物与所述投影点的水平距离大于等于40m并且小于50m，则C7iwss= -5 ； 所述的数值根据以下情况确定如果所述目标建筑物的总楼层数为6层以下，则Cm= -I ;如果所述目标建筑物的总楼层数为7层以上并且10层以下，则C5tsfe= -5 ;如果所述目标建筑物的总楼层数为11层以上，则C5tsft= -10。
全文摘要
本发明公开了一种地铁环境振动的工程预测方法，涉及工程预测技术领域。所述方法包括步骤据预设条件测量得到地铁的振动源强基准值；根据地铁导轨距离目标建筑物的最近点的振动相关参数，对所述基准值进行参数修正，计算得到地铁对目标建筑物造成的最大振动强度VLZmax。本发明的地铁环境振动的工程预测方法，通过大量的实测数据获得所述基准值及各个修正参数，综合考虑到了振动传播各环节对所述基准值的影响，进而对所述基准值进行修正，最终获得的目标建筑物的最大振动强度值VLZmax的误差范围在2dB以内。综上，所述方法能够快速、准确地预测地铁对建筑物的振动影响，从而为城市轨道开发的环境振动影响评价及减振降噪措施的选择提供数据支持。
文档编号E01B19/00GK102912696SQ20111022157
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者张斌, 户文成, 王小兵, 吴瑞, 宋瑞祥, 姚坤, 王世强, 刘磊, 肖伟民, 张丽娟, 侯建鑫 申请人:北京市劳动保护科学研究所