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摘要：本文首先对地铁振动的传播规律及机理进行了深入探究，其次对地铁车辆段的噪音及振动标准进行了详细介绍。通过对地铁振动的传播规律、机理和地铁车辆段的噪音及振动标准的研究，有助于从根源上解决地铁系统运营中的噪音问题，为地铁的安全运营提供可靠保障。
关键词：地铁车辆段；噪音；振动；地铁
一般来讲，地铁车辆段指的就是在对地铁进行建设的过程中，运用面积较大的地块。运用地面以上的有效空间对酒店、学校以及住宅等工程项目进行合理建设，不仅能够实现对城市土地利用效率的提升，还能够给地铁建设提供较多的利润，从而支持地铁事业的持续、快速发展。然而，现实中，地铁车辆段交通状况较为复杂，列车在运行过程中产生的振动、噪音等会影响地铁内部以及地面以上建筑出现再次辐射噪音。
1地铁振动传播规律及机理研究
1.1地铁振动传播的规律
振动通常情况下会以振动波的形式而存在，根据传播的速度和方向，可以将其分为两类波形，即横波、纵波。振动波与光波相似，在不同介质的连接处会出现透射效应或者固体障碍物时出现反射效应。在与地表不远处，基于边界的存在，会生出其他形式的波，该波就是面波。在地铁系统中，轨道交通运行中的振动主要以面波、纵波以及横波三种波形的组成波不断向前传递。经过长期、有针对性的研究发现，轨道交通运行中振动波的频率一般是比较低的。在振动过程中，能量会逐渐减少，这往往是由两方面原因引起的：首先，弹性波的不断扩散，逐渐减少振动波的能量；其次，由介质所引发的阻尼作用，根据阻尼大小，将其进行逆序排序，依次是金属材料、钢筋混凝土、橡胶。
基于不同介质物理性质的差异，在对振动波吸收的能力也不同，再加上振动过程中振动波发挥不同的扩散效应，由类型不同的振动源所引发的振动波的能量衰减的过程也是存在差异的。然而，对于由类型相同的振动源所引起的振动波在方向不同的分量上衰减的具体程度也是存在差异的。刘维宁等人在长期的轨道振动研究中发现，距离隧道的中心线一定范围的地方会产生振动反弹放大的现象，以下图1对该现象进行了直观展示：
1.2地铁振动的机理研究
在对地铁振动的机理进行研究的过程中，重点在于对列车的荷载进行准确确定。为此，国内外该领域的专家开展了一系列有效的研究项目。当前，列车荷载的确定方法有很多，本文主要对现场试验法进行简要介绍。现场试验法作为列车荷载的重要确定方法之一，其主要包含两方面内容，分别是荷载数定法和根据实际的振动荷载现场测定结果进行换算，从而达到精确确定列车荷载的目的。荷载数定法也被称为采用频谱法，首先，根据现实中测定的振动信号，通过一定的换算，确定加速度数定式，之后，运用简易程度较高的车辆振动模型，对运动方程进行有效建立，最终，对列车的荷载进行推导。
国外，在地铁荷载理论研究方面进展非常快，二十世纪五十年代，就已经把列车当成移动的荷载，并且根据理想的弹性理论对其进行有效分析。
1.3振动引发的噪音现象
一般情况下，由振动所引发的噪音现象主要包含两项内容，即室内结构噪声、环境噪声。前者是由地铁运行所产生的振动在激发地面建筑物门窗、楼板以及地基的状态下发生的。伴随着现代社会人们生活品质的持续提升，其对居住环境的优良性、舒适性要求十分迫切，因此，加强对由地铁车辆段振动所引发的结构噪音现象的解决非常关键。国内外相关领域的研究专家在充分运用数值分析法、理论发以及现场试验法的基础上，对噪音问题进行了长期研究。在综合分析国内外对地铁轨道噪音的研究现状的过程中发现，在地铁运行所引发的地面建筑物噪音、振动问题方面，研究的深度和广度都还比较低。并且，研究对象以邻近地铁正线的地面或者建筑物为主。基于现代化建设中城市土地资源紧缺程度的逐步提升，在地铁车辆段以上开发物业建筑所受到的重视程度也愈来愈高。然而，当前，在地铁以上建设物业的项目在我国十分少见，大多数相关的研究还处于初级阶段，因此，国内相关领域的专家应提高对该方面的重视。
2地铁车辆段的振动及噪音的评价标准
一般来讲，振动物理参量的描述主要包含四项内容，即振动的频率、强度、方向以及时间。首先，对于振动频率来讲，其主要对振动次数进行描述，单位是赫兹。在国际上，环境振动频率的合理范围是零点一到八十赫兹。在对由振动引发的人体健康影响进行研究时，一般将频率范围设置在零点五赫兹到八十赫兹。其次，强度是衡量振动能量大小的一个重要指标，物理量不仅包含位移、速度，还包含加速度等。其中，加速度能够实现对振动给结构、人体带来影响的良好反映，所以，加速度的平方根是确定振动强度的主要指标。再次，振动方向。振动方向的不同往往给人带来不一样的感觉。ISO将人体的心脏器官作为初始点，建立了三维坐标系，从而实现对振动方向问题的有效研究。其中，X方向代表人体的前面和后面，Y方向代表人體的左面和右面，Z方向表示人体的上面和下面，并且，在三个方向中，Z向振动对人体的影响最为明显。最后，该处的时间主要指的是暴露时间。当人体长时间处于振动环境中，其受到的影响就会很明显。
3小结
综上所述，地铁车辆段所产生的剧烈振动以及大量噪音对地铁内部以及地面以上建筑的影响，使得地铁车辆段噪音、振动发生规律以及机理的研究工作至关重要。伴随着现代化城镇建设的高速发展，地铁建设在现代交通体系中占据着至关重要的地位。为了提高地铁建设的合理性和高效性，加强对地铁车辆段振动规律以及造成产生原因的研究是一项非常必要的工作。
关键词：地铁车辆段；噪音；振动；地铁
一般来讲，地铁车辆段指的就是在对地铁进行建设的过程中，运用面积较大的地块。运用地面以上的有效空间对酒店、学校以及住宅等工程项目进行合理建设，不仅能够实现对城市土地利用效率的提升，还能够给地铁建设提供较多的利润，从而支持地铁事业的持续、快速发展。然而，现实中，地铁车辆段交通状况较为复杂，列车在运行过程中产生的振动、噪音等会影响地铁内部以及地面以上建筑出现再次辐射噪音。
1地铁振动传播规律及机理研究
1.1地铁振动传播的规律
振动通常情况下会以振动波的形式而存在，根据传播的速度和方向，可以将其分为两类波形，即横波、纵波。振动波与光波相似，在不同介质的连接处会出现透射效应或者固体障碍物时出现反射效应。在与地表不远处，基于边界的存在，会生出其他形式的波，该波就是面波。在地铁系统中，轨道交通运行中的振动主要以面波、纵波以及横波三种波形的组成波不断向前传递。经过长期、有针对性的研究发现，轨道交通运行中振动波的频率一般是比较低的。在振动过程中，能量会逐渐减少，这往往是由两方面原因引起的：首先，弹性波的不断扩散，逐渐减少振动波的能量；其次，由介质所引发的阻尼作用，根据阻尼大小，将其进行逆序排序，依次是金属材料、钢筋混凝土、橡胶。
基于不同介质物理性质的差异，在对振动波吸收的能力也不同，再加上振动过程中振动波发挥不同的扩散效应，由类型不同的振动源所引发的振动波的能量衰减的过程也是存在差异的。然而，对于由类型相同的振动源所引起的振动波在方向不同的分量上衰减的具体程度也是存在差异的。刘维宁等人在长期的轨道振动研究中发现，距离隧道的中心线一定范围的地方会产生振动反弹放大的现象，以下图1对该现象进行了直观展示：
1.2地铁振动的机理研究
在对地铁振动的机理进行研究的过程中，重点在于对列车的荷载进行准确确定。为此，国内外该领域的专家开展了一系列有效的研究项目。当前，列车荷载的确定方法有很多，本文主要对现场试验法进行简要介绍。现场试验法作为列车荷载的重要确定方法之一，其主要包含两方面内容，分别是荷载数定法和根据实际的振动荷载现场测定结果进行换算，从而达到精确确定列车荷载的目的。荷载数定法也被称为采用频谱法，首先，根据现实中测定的振动信号，通过一定的换算，确定加速度数定式，之后，运用简易程度较高的车辆振动模型，对运动方程进行有效建立，最终，对列车的荷载进行推导。
国外，在地铁荷载理论研究方面进展非常快，二十世纪五十年代，就已经把列车当成移动的荷载，并且根据理想的弹性理论对其进行有效分析。
1.3振动引发的噪音现象
一般情况下，由振动所引发的噪音现象主要包含两项内容，即室内结构噪声、环境噪声。前者是由地铁运行所产生的振动在激发地面建筑物门窗、楼板以及地基的状态下发生的。伴随着现代社会人们生活品质的持续提升，其对居住环境的优良性、舒适性要求十分迫切，因此，加强对由地铁车辆段振动所引发的结构噪音现象的解决非常关键。国内外相关领域的研究专家在充分运用数值分析法、理论发以及现场试验法的基础上，对噪音问题进行了长期研究。在综合分析国内外对地铁轨道噪音的研究现状的过程中发现，在地铁运行所引发的地面建筑物噪音、振动问题方面，研究的深度和广度都还比较低。并且，研究对象以邻近地铁正线的地面或者建筑物为主。基于现代化建设中城市土地资源紧缺程度的逐步提升，在地铁车辆段以上开发物业建筑所受到的重视程度也愈来愈高。然而，当前，在地铁以上建设物业的项目在我国十分少见，大多数相关的研究还处于初级阶段，因此，国内相关领域的专家应提高对该方面的重视。
2地铁车辆段的振动及噪音的评价标准
一般来讲，振动物理参量的描述主要包含四项内容，即振动的频率、强度、方向以及时间。首先，对于振动频率来讲，其主要对振动次数进行描述，单位是赫兹。在国际上，环境振动频率的合理范围是零点一到八十赫兹。在对由振动引发的人体健康影响进行研究时，一般将频率范围设置在零点五赫兹到八十赫兹。其次，强度是衡量振动能量大小的一个重要指标，物理量不仅包含位移、速度，还包含加速度等。其中，加速度能够实现对振动给结构、人体带来影响的良好反映，所以，加速度的平方根是确定振动强度的主要指标。再次，振动方向。振动方向的不同往往给人带来不一样的感觉。ISO将人体的心脏器官作为初始点，建立了三维坐标系，从而实现对振动方向问题的有效研究。其中，X方向代表人体的前面和后面，Y方向代表人體的左面和右面，Z方向表示人体的上面和下面，并且，在三个方向中，Z向振动对人体的影响最为明显。最后，该处的时间主要指的是暴露时间。当人体长时间处于振动环境中，其受到的影响就会很明显。
3小结
综上所述，地铁车辆段所产生的剧烈振动以及大量噪音对地铁内部以及地面以上建筑的影响，使得地铁车辆段噪音、振动发生规律以及机理的研究工作至关重要。伴随着现代化城镇建设的高速发展，地铁建设在现代交通体系中占据着至关重要的地位。为了提高地铁建设的合理性和高效性，加强对地铁车辆段振动规律以及造成产生原因的研究是一项非常必要的工作。