地铁减振措施过渡段减振性能的测试与分析

    引　言

    为了降低振动对地铁沿线建筑物的影响,在工程建设中采用不同的减振轨道结构。不同轨道结构的减振效果一直是地铁设计和研究工作者关注的问题,它直接关系到轨道工程设计安全性和环境保护[1-2]。国、内外在各种减振措施实际效果上已有一些研究[3-5],但目前仍缺乏对两种减振措施连接处的环境振动情况的相关研究。另外,对过渡段处扣件间距分布采取刚度平稳过渡手段进行处理,而实际减振效果并不理想。

    笔者通过对北京地铁运营期间不同减振扣件过渡段的测试来研究过渡段的规律。列举了钢弹簧浮置板道床和DT-Ⅵ2型扣件过渡段的轨道和隧道等结构振动的实测分析,归纳了北京地铁轨道减振结构过渡段的频谱规律和振级规律并给出了振级预测公式,为城市轨道交通的规划设计以及环境振动的研究提供了参考。

    1　两种减振措施地下线过渡段测试方案

    1.1　两种减振措施介绍

　　如图1所示,DT-Ⅵ2型扣件为北京市城建设计研究院设计开发的弹性分开式扣件,主要用于地下线短枕式整体道床,具有良好的弹性、较大的轨距和高度调整能力,以适应整体道床轨道弹性差、施工后难调整的特点。该扣件采用类似英国Pandml扣件的无螺栓弹条,使扣件扣压力均匀、零部件少,省去了传统扣件螺栓复拧和涂油等工序,大大减少了养护维修工作量。

    钢弹簧浮置板道床结构如图2所示,浮置板轨道结构一般由钢筋混凝土浮置板、弹性支座、混凝土底座及配套扣件等组成。该结构是用扣件把钢轨固定在钢筋混凝土浮置板上,浮置板置于可调的弹性支座上,浮置板两侧用弹性材料固定,形成一种质量-弹簧隔振系统[6-7]。

    1.2　测试方案

    测试采用24位精度、最高采样频率为102.4 kHz的INV3018C型智能信号采集处理分析仪, 8通道的DASP(Data Acquisition &Signal Processing)数据采集与分析系统。采用INV9828型压电加速度传感器,可用频率范围为0.5 Hz～4 kHz。

　　测点布置在隧道内洞壁上垂直方向。测试仪器在使用前已经过国家计量检测中心的检验。选择测试断面考虑的主要因素是两种不同扣件的交界处,每种减振扣件铺设距离均大于100 m。测试主要目的是研究两种扣件在交界处的减振效果和变化规律。

    笔者列举实测地点为北京某地铁线路地下DT-Ⅵ2型扣件与浮置板交界处,从交界处向两侧轨道沿线洞壁上隔20 m布置一个测点,采集地铁正常运行1 d数据进行分析。该地段为直道,列车通过速度匀速约为62 km/h,对测试结果分析基本没有影响。