專利名稱：一種地鐵環(huán)境振動的工程預測方法
技術領域：
本發(fā)明 涉及工程預測技術領域，特別涉及一種地鐵環(huán)境振動的工程預測方法。
背景技術：
隨著城市規(guī)模的擴大和城市人口的增多，交通問題日益突出，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。我國規(guī)劃、準備建設和已建設軌道交通的城市已有20多個，規(guī)劃城市軌道交通網(wǎng)總里程達到3500多公里，運營里程已達到775. 6公里，建設中里程達1800多公里。與此同時，隨著地鐵交通的大力發(fā)展，其引起的環(huán)境振動問題也越來越弓I起人們的重視。圖I是地鐵振動對建筑物造成影響的示意圖。地鐵引起的環(huán)境振動振幅和能量相對較小，基本上不會像地震那樣對新建建筑物的安全形成嚴重的影響。但是城市軌道交通引起的環(huán)境振動作用時間長且反復發(fā)生，這樣的小幅振動的反復作用同樣會對處在振動環(huán)境中的建筑物結構造成損害.使建筑物結構的強度降低，影響建筑物的安全和正常使用。要解決地鐵振動污染，就必須準確地了解地鐵振動的污染現(xiàn)狀，如果僅靠人工進行，則效率低下，不切實際。因此，先進的計算機預測技術必不可少。地鐵振動的產生及傳播不僅由機車和軌道系統(tǒng)決定，而且還受到一些地質情況的影響，而構成了一個復雜的振動污染系統(tǒng)。正因為該系統(tǒng)的復雜性，所以它需要用多學科、多技術的交叉與滲透的方法來進行研究，為地鐵振動及其傳播的預測帶來了極大的挑戰(zhàn)，該領域也成為城市環(huán)境管理工作中的熱點和重點之一。因此，給出一個地鐵環(huán)境振動預測方法，在各類地鐵工程項目設計和建筑設計過程中進行振動影響實時模擬、預測，并根據(jù)預測結果和有關環(huán)境質量標準適當調整設計方案，使得該方案從環(huán)境振動角度在可能的范圍內最優(yōu)，以及對已經建成的區(qū)域確定改善方案都是非常有意義和應用價值的，它對城市綜合環(huán)境質量的管理及提高都具有重要意義。

發(fā)明內容
(一 )要解決的技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是如何提供一種地鐵環(huán)境振動的工程預測方法，以快速、準確地預測地鐵對建筑物的振動影響，從而為城市軌道開發(fā)的環(huán)境振動影響評價及減振降噪措施的選擇提供數(shù)據(jù)支持。( 二 )技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種地鐵環(huán)境振動的工程預測方法，其包括步驟A :根據(jù)預設條件測量得到地鐵的振動源強基準值；B :根據(jù)地鐵導軌距離目標建筑物的最近點的振動相關參數(shù)，對所述基準值進行參數(shù)修正，計算得到地鐵對所述目標建筑物造成的最大振動強度VLZmax。優(yōu)選地，所述步驟A中，所述預設條件為地鐵導軌采用DT-VI2型扣件，地鐵導軌無波紋磨損，列車采用B型車，列車以70km/h的速度沿直道勻速運行，以隧道洞壁處做為等效振源位置。優(yōu)選地，所述基準值的數(shù)值范圍為從82dB到86dB。
優(yōu)選地，所述基準值的數(shù)值為84dB。優(yōu)選地，所述步驟B中，所述最大振動強度VLzmax的計算公式如下VLzmax = VLZmax—0+C減振措施+C過渡段+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—^為所述基準值，Cssyfi6為減振措施影響的修正量，Ca_為不同減振措施的過渡段影響的修正量，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，為所述最近點的地面投影點與所述目標建筑物的水平距離影響的修正量，C5tsftS所述目標建筑
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的導軌的減振效果大于等于5dB并且小于10dB，則Caisgig= -5 ;如果所述最近點的導軌的減振效果大于等于IOdB并且小于15dB，則Cwsgig= -10 ;如果所述最近點的導軌的減振效果大于等于15dB并且小于20dB，則C減Jigig= -15 ;如果所述最近點的導軌的減振效果大于等于20dB，則C減
振措施=_20 ;設點O為采用減振措施X的導軌和采用減振措施Y的導軌的臨界點，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 ;設點P為米用減振措施X的導軌上一點，設點Q為采用減振措施Y的導軌上一點，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不位于P或Q，并且不位于P和Q之間，則Casg= O ;否則
C過渡段=C減 措施X+ ( C減振措施Y-C減振措
權利要求
1.一種地鐵環(huán)境振動的工程預測方法，其特征在于，包括步驟 A :根據(jù)預設條件測量得到地鐵的振動源強基準值； B :根據(jù)地鐵導軌距離目標建筑物的最近點的振動相關參數(shù)，對所述基準值進行參數(shù)修正，計算得到地鐵對所述目標建筑物造成的最大振動強度VLZmax。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，所述預設條件為地鐵導軌采用DT-VI2型扣件，地鐵導軌無波紋磨損，列車采用B型車，列車以70km/h的速度沿直道勻速運行，以隧道洞壁處做為等效振源位置。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述基準值的數(shù)值范圍為從82dB到86dB。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述基準值的數(shù)值為84dB。
5.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟B中，所述最大振動強度VLzmax的計算公式如下 VLzmax = VLZmax 0+C減振措施+C過渡段+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為所述基準值，C_gig為減振措施影響的修正量，Ca-為不同減振措施的過渡段影響的修正量，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，為所述最近點的地面投影點與所述目標建筑物的水平距離影響的修正量，C5tsft為所述目標建筑物的總樓層數(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的導軌的減振效果大于等于5dB并且小于IOdB,則C減Jigig= -5 ;如果所述最近點的導軌的減振效果大于等于IOdB并且小于15dB，則C減JSgig= -10 ;如果所述最近點的導軌的減振效果大于等于15dB并且小于20dB，則C減振措施=-15 ;如果所述最近點的導軌的減振效果大于等于20dB，則C減振措施=-20 ； 設點O為采用減振措施X的導軌和采用減振措施Y的導軌的臨界點，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;設點P為米用減振措施X的導軌上一點，設點Q為采用減振措施Y的導軌上一點，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不位于P或Q，并且不位于P和Q之間，則Casg= O ;否則C過渡段=G減振措施X+ ( C減振措施γ-G減振措施X ) x ——~ ； ( 2 )200m 其中，L表示所述最近點與P的距離，單位為m。
7.如權利要求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，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 如果在所述最近點線路形式為直道，則Cgffi的計算公式如下 C 載重=2E-1;(3) 如果在所述最近點線路形式為彎道，則Cgffi的計算公式如下C 載重=4E-2 ； (4)其中，(3)式和(4)式中E均為在所述最近點時列車的實際載重占其額定載重的百分比。
9.如權利要求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地鐵埋深大于等于8m小于13m，則Cas= -I ;如果在所述最近點地鐵埋深大于等于13m小于17m,則Caas= -2 ;如果在所述最近點地鐵埋深大于等于17m小于20m,則C埋深一_3°
10.如權利要求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建筑物與所述最近點在地面的投影點的水平距離大于等于Om并且小于10m，則C7wss= O ;如果所述目標建筑物與所述投影點的水平距離大于等于IOm并且小于20m，則C7iwss= -I ;如果所述目標建筑物與所述投影點的水平距離大于等于20m并且小于30m，則C7wsa= -2 ;如果所述目標建筑物與所述投影點的水平距離大于等于30m并且小于40m，則C7iw衰減=-3 ;如果所述目標建筑物與所述投影點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建筑物的總樓層數(shù)為6層以下，則Cm= -I ;如果所述目標建筑物的總樓層數(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)明公開了一種地鐵環(huán)境振動的工程預測方法，涉及工程預測技術領域。所述方法包括步驟據(jù)預設條件測量得到地鐵的振動源強基準值；根據(jù)地鐵導軌距離目標建筑物的最近點的振動相關參數(shù)，對所述基準值進行參數(shù)修正，計算得到地鐵對目標建筑物造成的最大振動強度VLZmax。本發(fā)明的地鐵環(huán)境振動的工程預測方法，通過大量的實測數(shù)據(jù)獲得所述基準值及各個修正參數(shù)，綜合考慮到了振動傳播各環(huán)節(jié)對所述基準值的影響，進而對所述基準值進行修正，最終獲得的目標建筑物的最大振動強度值VLZmax的誤差范圍在2dB以內。綜上，所述方法能夠快速、準確地預測地鐵對建筑物的振動影響，從而為城市軌道開發(fā)的環(huán)境振動影響評價及減振降噪措施的選擇提供數(shù)據(jù)支持。
文檔編號E01B19/00GK102912696SQ20111022157
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權日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, 劉磊, 肖偉民, 張麗娟, 侯建鑫 申請人:北京市勞動保護科學研究所