地下铁道的振动及其控制措施的研究
引言
自1863年伦敦采用明挖法施工的第一条地铁通车开始,城市交通就进入了轨道交通的新时代。地下铁道的建设与发展经历了以下几个阶段,第一阶段:1863—1899年,世界上有7个城市修建了地下铁道;第二阶段:1900—1949年,世界上又有13个城市修建了地下铁道;第三阶段:随着各国城市大运量公共客运需求的快速增长,地下铁道发展非常迅速。到1999年为止,世界上已有44个国家、120余座城市开通了地下铁道。线路总数为340余条,总长为7000多公里,车站总数为5400余座。据不完全统计,现在城市快速轨道交通线网总长达到100km以上的城市己经达到15个,最长的巴黎线网,整体规模已经超过550km。
我国城市轨道交通的建设是从北京开始的,北京地铁一号线第一期工程于1969年10月基本建成。90年代后,地铁建设进入了一个高速发展的时期,先后有北京、上海、广州、大连、长春、天津、武汉等城市建成了城市轨道交通。截至2005年,全国城市轨道交通运营里程达到435km。2005年3月上海市城市轨道交通己经建成通车共5条线路,共计112km。在2010年世博会开幕之前,上海市规划建成45分钟轨道交通圈。迄今为止,我国已有10个城市开通了31条城市轨道交通线路,运营里程达835.5km。到2016年,我国将新建89条城市轨道交通线路,总建设里程2500km(刘迁,2002)。
地下轨道交通是一种大运量、安全、快捷、准时、方便、舒适的理想交通工具,由于地下轨道交通无空气污染,有利于保护人们的生存环境,改善空气质量,在解决城市交通问题中有着特殊的地位和作用。尽管地铁对城市发展有巨大贡献,给城市居民的生活带来很大方便,但地铁运行所引发的振动与噪声问题,一直受到人们的关注。地铁列车运行时产生的振动将通过轨道传递给隧道支护结构,并通过支护结构以外的岩土介质传播到地面,引起地面的振动,从而进一步诱发建筑的二次振动,对建筑物的结构安全以及居民的工作和日常生活都会产生影响(余枫等,2005)。由于城市地下轨道交通均贯穿市中心,对沿线周围的建筑居住环境产生的影响不容忽视。城市地下轨道交通振动的现状和研究工作在世界各国都受到了重视。除此之外,振动还会影响精密设备和仪器的正常使用,甚至会对建筑物造成损害。随着现代工业的迅速发展和城市规模的日益扩大,振动对大都市生活环境和工作环境的影响引起了人们的关注,研究振动的污染规律、产生原因、传播途径、控制方法以及对人体的危害等已成为需要解决的课题。
1 地下铁道振动的传播规律及其危害
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