地铁高架线对紧邻建筑物振动影响及减振措施研究

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在地铁线路网建设中,若线路采用了高架形式且邻近建筑物时,地铁运行产生的环境振动将直接对邻近建筑物产生影响。开展对这类邻近地铁线路建筑物的振动传播规律及其减隔振措施研究对保证人们正常活动来说有着重要意义。通过结合北京某地铁高架线紧邻建筑物的工程案例,基于现场测试与数值模拟研究振动的传播规律并进行了环境振动评价,在此基础上,探讨了适用该工程的多种减隔振措施。主要有以下研究内容:(1)对北京某地铁高架线附近地面及其紧邻建筑物室内振动进行了现场测试,发现地面铅垂向振动的加速度半峰峰值及有效值总体均超过水平向振动加速度半峰峰值的2倍。建筑物室内振动在地上1层测试点出现了最大幅值。建筑物室内的铅垂向振动在初期衰减速率较快,后期趋于平稳;水平向振动的衰减速率整体趋于缓慢,未出现短时间内快速衰减的区段。(2)建立有限元模型,与实测振动的时域及频域数据对比分析并验证了模型的适用性。地面铅垂向振动的主要频率分布在20Hz~120Hz之间,峰值区段在50Hz~60Hz之间;建筑物室内的铅垂向振动主要频率分布在20Hz~90Hz之间,各楼层差异不大,峰值出现在40Hz~60Hz之间。桥墩处地面近场测点的最大Z振级分别为76.37dB和74.92dB且已超出规范限值。紧邻建筑物地下2层、地上1层及3层的分频最大振级分别超出规范限值1.82dB、2.28dB和0.28dB,建筑8层位置出现振动增大点,振动量值大于5层位置。(3)通过有限元模型探讨了空沟、填充沟及单排桩隔振屏障的减隔振效果。空沟屏障深度达到9m深时(约地下2层测点标高位置),能衰减约10%的振动加速度分频最大振级量值;相同深度下的轻骨料混凝土填充沟能衰减约6%的振动加速度分频最大振级量值,二者均能对振动超限楼层起到减隔振作用。单排桩屏障效果不如空沟以及填充沟屏障,在0.6m桩径,桩间净距为1倍桩径的情况下,桩长需要达到12m(超过建筑基底标高位置)才能起到减隔振效果,此时增大桩间净距至2倍桩径则不能有效降低振动的传播。
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