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【摘要】随着城市交通与经济的发展，为满足居住以及出行便利需求，逐渐涌现出越来越多的地铁上盖建筑（即“轨道+物业”），但地铁站作为原有构筑物，在设计减震消能时可能没有考虑后建的上盖物业。地铁运行产生的震动频率传到上部结构后影响建筑物结构稳定性，其噪音还对人体造成身体和心理的危害。
本文根据实际工程项目需求，在地铁上盖物业的基础中安装弹簧隔振器并设置隔振层，以保证上部结构的稳定性以及居住的舒适性。
【关键词】地铁上盖;隔振器;减震消能
1、工程概况
1.1项目概况
深湾汇云中心三期工程位于南山区深圳湾片区，位于已建成深湾汇云中心一二期南侧，为2栋商业别墅，共四层，总高度19.2m，总建筑面积20000㎡，抗震设防烈度为7度。整体结构设置于地铁红树湾南站（9号线与11号线换乘站）站厅顶板上，地下一层为商业隔振层，隔振層柱墩布置在地铁站受力柱或主梁上。
1.2隔振器概况
三期新建结构与地铁车站顶板通过可预紧钢弹簧整体隔震系统连接，通过阻尼减震设计，将隔振系统的竖向固有频率控制在3Hz～5Hz，使上部结构与地铁车站柔性隔离，减少地铁振动的传递。阻尼弹簧隔振器主要采用GPVM-8.8-S2K及GP-15.0-S2K型号，共设置241个。
2、震动影响机制与隔振消能原理
2.1震动影响机制
地铁运行产生的振动和噪声污染会影响结构稳定性和人的居住舒适性，影响机制如下：
地铁进出站产生震动→通过构筑物向外传播→诱发上部建筑物的二次震动和噪声→超过上盖建筑容许的震动阈值→结构开裂、脱落甚至破坏→降低建筑物的抗震强度。
其噪音还对人体造成身体和心理的危害。
2.2隔振消能原理
隔振原理是弹簧隔振加阻尼抑振。
上盖物业结构与地铁车站顶板通过可预紧钢弹簧整体隔震系统连接，通过阻尼减震设计，将隔振系统的竖向固有频率控制在3Hz～5Hz，把上部结构与地铁车站柔性隔离，减少地铁振动和噪声的传递。
2.3 隔振措施
目前针对轨道交通系统对上盖建筑的隔振措施主要有两个：振源隔振和建筑隔振。
2.3.1振源隔振
适用范围：现有建筑，后有地铁。
分级：低等级（弹性扣件）;中等级（梯形轨枕）;高等级（固体阻尼钢弹簧浮置板）;特殊等级（液体阻尼钢弹簧浮置板）。
优势：源头处理，隔振更彻底;造价低，能保护大范围建筑。
2.3.2建筑隔振
适用范围：地铁已运行，轨道无措施，后规划建筑。
分级：高等级（固体阻尼钢弹簧浮置板）;特殊等级（液体阻尼钢弹簧浮置板）。
2.4 建筑弹簧隔振方式
建筑弹簧隔振有3中方式：浮置地板、房中房、建筑整体隔振。
（1）浮置地板：针对某个房间的地板。
（2）房中房：针对某个特殊的房间。
（3）建筑整体隔振：针对整个建筑（本工程采取该隔振方式）。
3、隔振器安装流程
本项目设计的隔振器为可预紧式，隔振器安装前先在工厂预紧，再支座墩放置防滑垫片→就位弹簧隔振器（预压紧）→搭设模板→预埋钢板→施工上部结构→松开预紧螺栓，再进行高度调节→隔振器调平→安装完成。预紧后的隔振器在施工过程中呈刚性，因此上部结构可以按常规方法一样施工，弹簧隔振器的具体安装步骤如下：
（1）在设置弹簧隔振器的支墩上放置专用防滑垫片。这样可无需预埋螺栓，简化施工。防滑垫片可以在强地震过程中不滑动。
（2）就位经过预压缩的弹簧隔振器
弹簧隔振器可预压缩，从而在楼房的整个建设期间，弹簧隔振器的支承为刚性支承。只有在楼房竣工后，才将弹簧释放。释放后，弹簧的弹性才起作用。正是弹簧隔振器的可预压缩性，才使方便地调整弹簧的高度成为可能，进而在必要时，更换整个弹簧隔振器。
（3）搭建模板，放置预埋钢板，施工上部结构
隔振器施工完成后，在上方放置钢结构预埋板，无埋板位置采用混凝土模板将上柱墩与下柱墩分离。
（4）待上部结构施工完成以后，松开预紧螺栓，再进行调平，安装完成。
4、 噪音衰减
根据《城市区域环境振动标准》规定，居民与商业混合区噪音白天不大于75dB，夜间不大于72dB。而地铁运行速度在15～30Km/h时沿底层或构筑物传播的噪音达85dB，运行速度越高产生的噪音越大。而研究表明，噪音在65dB时对睡眠有影响;69dB时轻睡的人被惊醒;74dB时除酣睡的人，其他人将被惊醒;79dB时所有人都会被惊醒。
由图1可知，使用阻尼弹簧隔振器地铁输入峰值加速度约为20～70 mm/s2，隔振层峰值加速度为3～10 mm/s2，加速度减震率可达80%～90%。由1/3倍频程频谱可知，在地铁振动主频段（30Hz以上）隔振层振动级可减少20～30dB，满足规范要求。
5、频率衰减
地铁运行高频段频率达30～50Hz，低频段频率达10～15Hz。当频率达31.5Hz～40Hz时，建筑物的固有频率就要控制在3.15～4Hz，这样才能避免地铁运行产生的震动在上部结构诱发二次振动，保护建筑结构稳定。
使用阻尼弹簧隔振器，能隔振系统的竖向固有频率控制在3Hz～5Hz，满足使用要求。
结语：
采用阻尼弹簧隔振器具有以下特点：
（1）减少地铁运行传到上部结构的震动，提高建筑物的稳定性。
（2）减少地铁运行时产生的固有频率和噪音，提高居住的舒适性。
（3）使用的隔振器有极高的强度与超长的使用寿命，除了作为减震系统，还能作为建筑结构的底部支承。
（4）施工便利，用成品的隔振器直接安装即可。
国内外地铁上盖物业并不常见，所以隔振消能施工技术推广度并不高，目前主要应用在工业设备、发电设备、轨道交通以及桥梁等区域。但本工程条件特殊（直接置于地铁站顶板上），上部结构功能为商业混合区和住宅，减震消能措施是必不可少的。通过三期工程隔振器的施工，体现了隔振消能技术在建筑中的重要性。
参考文献：
[1]王健.地铁物业减震降噪设计及测试分析[J].都市快轨交通，2013，26（3）.
[2]林志波.隔振技术在地铁上盖建筑结构中的应用分析[J].福建建筑，2017（7）.
[3]周健功.建筑设备的噪声与振动控制[J].施工技术，2010，39（2）.
[4]GB10070-1988.城市区域环境振动标准[S].北京：中国标准出版社，1988.
本文根据实际工程项目需求，在地铁上盖物业的基础中安装弹簧隔振器并设置隔振层，以保证上部结构的稳定性以及居住的舒适性。
【关键词】地铁上盖;隔振器;减震消能
1、工程概况
1.1项目概况
深湾汇云中心三期工程位于南山区深圳湾片区，位于已建成深湾汇云中心一二期南侧，为2栋商业别墅，共四层，总高度19.2m，总建筑面积20000㎡，抗震设防烈度为7度。整体结构设置于地铁红树湾南站（9号线与11号线换乘站）站厅顶板上，地下一层为商业隔振层，隔振層柱墩布置在地铁站受力柱或主梁上。
1.2隔振器概况
三期新建结构与地铁车站顶板通过可预紧钢弹簧整体隔震系统连接，通过阻尼减震设计，将隔振系统的竖向固有频率控制在3Hz～5Hz，使上部结构与地铁车站柔性隔离，减少地铁振动的传递。阻尼弹簧隔振器主要采用GPVM-8.8-S2K及GP-15.0-S2K型号，共设置241个。
2、震动影响机制与隔振消能原理
2.1震动影响机制
地铁运行产生的振动和噪声污染会影响结构稳定性和人的居住舒适性，影响机制如下：
地铁进出站产生震动→通过构筑物向外传播→诱发上部建筑物的二次震动和噪声→超过上盖建筑容许的震动阈值→结构开裂、脱落甚至破坏→降低建筑物的抗震强度。
其噪音还对人体造成身体和心理的危害。
2.2隔振消能原理
隔振原理是弹簧隔振加阻尼抑振。
上盖物业结构与地铁车站顶板通过可预紧钢弹簧整体隔震系统连接，通过阻尼减震设计，将隔振系统的竖向固有频率控制在3Hz～5Hz，把上部结构与地铁车站柔性隔离，减少地铁振动和噪声的传递。
2.3 隔振措施
目前针对轨道交通系统对上盖建筑的隔振措施主要有两个：振源隔振和建筑隔振。
2.3.1振源隔振
适用范围：现有建筑，后有地铁。
分级：低等级（弹性扣件）;中等级（梯形轨枕）;高等级（固体阻尼钢弹簧浮置板）;特殊等级（液体阻尼钢弹簧浮置板）。
优势：源头处理，隔振更彻底;造价低，能保护大范围建筑。
2.3.2建筑隔振
适用范围：地铁已运行，轨道无措施，后规划建筑。
分级：高等级（固体阻尼钢弹簧浮置板）;特殊等级（液体阻尼钢弹簧浮置板）。
2.4 建筑弹簧隔振方式
建筑弹簧隔振有3中方式：浮置地板、房中房、建筑整体隔振。
（1）浮置地板：针对某个房间的地板。
（2）房中房：针对某个特殊的房间。
（3）建筑整体隔振：针对整个建筑（本工程采取该隔振方式）。
3、隔振器安装流程
本项目设计的隔振器为可预紧式，隔振器安装前先在工厂预紧，再支座墩放置防滑垫片→就位弹簧隔振器（预压紧）→搭设模板→预埋钢板→施工上部结构→松开预紧螺栓，再进行高度调节→隔振器调平→安装完成。预紧后的隔振器在施工过程中呈刚性，因此上部结构可以按常规方法一样施工，弹簧隔振器的具体安装步骤如下：
（1）在设置弹簧隔振器的支墩上放置专用防滑垫片。这样可无需预埋螺栓，简化施工。防滑垫片可以在强地震过程中不滑动。
（2）就位经过预压缩的弹簧隔振器
弹簧隔振器可预压缩，从而在楼房的整个建设期间，弹簧隔振器的支承为刚性支承。只有在楼房竣工后，才将弹簧释放。释放后，弹簧的弹性才起作用。正是弹簧隔振器的可预压缩性，才使方便地调整弹簧的高度成为可能，进而在必要时，更换整个弹簧隔振器。
（3）搭建模板，放置预埋钢板，施工上部结构
隔振器施工完成后，在上方放置钢结构预埋板，无埋板位置采用混凝土模板将上柱墩与下柱墩分离。
（4）待上部结构施工完成以后，松开预紧螺栓，再进行调平，安装完成。
4、 噪音衰减
根据《城市区域环境振动标准》规定，居民与商业混合区噪音白天不大于75dB，夜间不大于72dB。而地铁运行速度在15～30Km/h时沿底层或构筑物传播的噪音达85dB，运行速度越高产生的噪音越大。而研究表明，噪音在65dB时对睡眠有影响;69dB时轻睡的人被惊醒;74dB时除酣睡的人，其他人将被惊醒;79dB时所有人都会被惊醒。
由图1可知，使用阻尼弹簧隔振器地铁输入峰值加速度约为20～70 mm/s2，隔振层峰值加速度为3～10 mm/s2，加速度减震率可达80%～90%。由1/3倍频程频谱可知，在地铁振动主频段（30Hz以上）隔振层振动级可减少20～30dB，满足规范要求。
5、频率衰减
地铁运行高频段频率达30～50Hz，低频段频率达10～15Hz。当频率达31.5Hz～40Hz时，建筑物的固有频率就要控制在3.15～4Hz，这样才能避免地铁运行产生的震动在上部结构诱发二次振动，保护建筑结构稳定。
使用阻尼弹簧隔振器，能隔振系统的竖向固有频率控制在3Hz～5Hz，满足使用要求。
结语：
采用阻尼弹簧隔振器具有以下特点：
（1）减少地铁运行传到上部结构的震动，提高建筑物的稳定性。
（2）减少地铁运行时产生的固有频率和噪音，提高居住的舒适性。
（3）使用的隔振器有极高的强度与超长的使用寿命，除了作为减震系统，还能作为建筑结构的底部支承。
（4）施工便利，用成品的隔振器直接安装即可。
国内外地铁上盖物业并不常见，所以隔振消能施工技术推广度并不高，目前主要应用在工业设备、发电设备、轨道交通以及桥梁等区域。但本工程条件特殊（直接置于地铁站顶板上），上部结构功能为商业混合区和住宅，减震消能措施是必不可少的。通过三期工程隔振器的施工，体现了隔振消能技术在建筑中的重要性。
参考文献：
[1]王健.地铁物业减震降噪设计及测试分析[J].都市快轨交通，2013，26（3）.
[2]林志波.隔振技术在地铁上盖建筑结构中的应用分析[J].福建建筑，2017（7）.
[3]周健功.建筑设备的噪声与振动控制[J].施工技术，2010，39（2）.
[4]GB10070-1988.城市区域环境振动标准[S].北京：中国标准出版社，1988.