数值分析地铁列车振动对周边环境的影响
城市轨道交通地下线振动环境影响分析

( .环境保护部环境工程评估 中心 北京 10 1 ; . 京市地铁运 营公 司 北京 10 4 ; 1 002 2 北 0 04 3 .中国铁道科学研究院 北京 10 8 ) 0 0 1
跨 座式单 轨车辆 , 采用 A型和 B型车辆 的运 营线路 占 8 % 以上 。轨道 交通 地下线 对沿 线环 境 的影 响 , 0 主要 是运营期列 车运行 引起 的振 动对地 面建 筑物 的影 响 ,
长春 、 重庆 等 1 4个 城市 , 通运 营 轨 道 交 通 线路 5 开 4 条, 其运用车辆类型包括 A型 、 B型 、 c型 、 线 电机 及 直
收 稿 日期 : 0 1— 1 4 修 回 日期 : 0 2。 3。 5 2 1 1 0 2 1 0 1 作者简介 谢 咏 梅 , , 士 , 程 师 , 级 项 目负 责 人 , 要 从 事 城 女 硕 工 高 主
环 境 出版社 .0 9 20.
告 f 。 京 ,0 9 R] 北 20.
[4 1 ]铁 道 科 学研 究 院铁 道 建 筑 研 究 所 . 州 城 市轨 道 交 通 广 1号 线 轨 道 动 态 测 试 及 减 振 性 能 评 估报 告 [ ] 北 京 , R.
( 编辑 : 曹雪 明)
a c p a c e o t n e v o n a r t c in d r g o e ain a d t s n v la in r p ts n ta k d mp g p ro ma c , c e tn e r p rs o n i me t p o e t u i p r t r l o n o n e t a d e au t e o o r c a i e f r n e o n r s l dc t d u d r t e c n io s o e i e i l s e d ,o e b d n n h a e s c in ec ,t e a f c e i a c y e u t i i ae : n e h o dt n f c  ̄a v hc e p e s v r u e s a d t e s m e t t . h fe t d ds n e b sn i n r o t u d r r u d ta f sa o t 0 a v lae c o dn h i r t n l tsa d r s a n o sd s o n e g o n r f c wa b u m s e a td a c r i g t t e v ai mi t a d l g t ie fma a f n sr u d i 2 u o b o i n o w n r i i i t f c l e o n te co k Un e g o n e il w r t n d p n s o u i e t n y e fl e ,e p cal n d t c o s n i e p it d h l c . d r r u d v hc e b ai e e d n b e d p h a d t p s o n s s e il o i a e t e s i o s a o r d i y sn t v n n
轨道交通系统振动噪声对周边区域环境影响评估

轨道交通系统振动噪声对周边区域环境影响评估随着城市化进程的加速,轨道交通系统成为现代城市不可或缺的交通工具。
然而,随之而来的问题之一是轨道交通系统所产生的振动噪声对周边区域环境的影响。
本文将从振动和噪声两个方面探讨轨道交通系统振动噪声对周边区域环境影响的评估方法和相应的控制措施。
首先,我们需要了解轨道交通系统产生噪声和振动的原因。
轨道交通系统噪声主要来源于列车行驶时与轨道、空气和车体之间的摩擦和空气动力效应。
而振动则是由轮轨交互作用和列车行驶时的震荡力引起的。
在评估轨道交通系统的振动噪声对周边区域环境的影响时,需要考虑以下几个因素。
首先,评估轨道交通系统振动噪声对周边区域环境的影响需要量化噪声和振动的水平。
这可以通过使用专门的测量设备和技术来实现,例如使用噪声传感器和加速度传感器等。
这些设备可以帮助我们准确地测量噪声和振动水平,并得出数据。
同时,还应该考虑评估持续时间和频率特征,因为长期暴露于高频率的噪声和振动会对人体健康和生活质量产生负面影响。
其次,评估轨道交通系统振动噪声对周边区域环境的影响还需要考虑噪声和振动对人类和动物的健康影响。
过高的噪声水平会对人体的听力、睡眠质量和心理健康产生负面影响。
而过强的振动会对建筑物的结构稳定性和居民的生活质量产生不利影响。
因此,需要进行相关的健康影响评估,以确定噪声和振动水平是否超过国际标准和卫生法规的限制。
此外,振动噪声对环境的影响评估也应考虑社区居民的意见与需求。
轨道交通系统建设通常会带来改善交通流动性和便利性的好处,但与此同时,也会给周边居民带来噪音和振动的困扰。
因此,在评估振动噪声的影响时,需要进行社会参与,听取周边居民的意见和要求,以制定适当的控制措施。
最后,为减少轨道交通系统振动噪声对周边区域环境的影响,我们可以采取一系列的控制措施。
首先,可以通过技术和工程手段来减少噪声和振动的产生,例如通过改进道岔和轮轨结构,使用低噪声车轮和减振装置等。
其次,可以通过合理规划轨道交通线路,避免将轨道交通系统直接布置在居民密集区域,从而减轻周边居民的噪声和振动暴露。
地铁列车运行对沿线环境的振动影响实测与数值模拟的研究

地铁列车运行对沿线环境的振动影响实测与数值模拟的研究地铁列车运行对其邻近建筑结构产生的振动影响已成为发展城市地下轨道交通及其沿线建筑设施的突出问题之一。
本文结合实际工程项目,通过现场实测和数值模拟手段对典型的地铁邻近建筑结构受地铁列车运行产生振动影响的工程案例进行研究,分析了地铁列车运行对邻近建筑结构产生的振动影响规律。
针对具体工程需求对地铁列车运行产生的振动进行了振动影响评估及减少地铁列车运行产生振动措施的研究,本文主要研究工作包括:(1)对广州市地铁6号线列车运行引起沿线某商住楼项目场地内土体和建筑结构桩基础产生的振动进行实际测量,研究了地铁列车运行引起该工程沿线土体和建筑结构桩基础产生振动的主要行为规律和特点,给出了广州市地铁6号线列车运行对其邻近商住楼地下商业广场产生振动影响的评估及建议。
(2)对深圳市地铁9号线列车运行引起沿线某地铁车站站台层产生的振动进行实际测量,对地铁列车运行产生的振动的优势频段与列车运行状态进行了相关性分析,得出站台层受地铁列车运行产生振动影响的特征规律。
(3)基于广州市地铁6号线列车运行引起沿线某商住楼项目产生振动影响的实测评估,采用有限元软件MIDAS GTS NX建立列车—隧道—土体—建筑结构的三维有限元模型,研究了采用有限元软件对类似工程项目进行三维有限元模型数值模拟的方法,进行了移动列车荷载的动力时程分析,将模型计算所得到的振动响应值和实测数据的振动响应值进行了对比,对实测结果与计算结果之间的偏差进行了原因分析,验证了模拟方法的可行性和正确性。
(4)利用上述三维有限元模型数值模拟的方法进行实例应用分析,预测拟建广佛环线地铁列车运行可能对沿线某研究中心内建筑结构产生的振动响应,研究了地铁列车运行对该研究中心内建筑结构产生振动影响的规律,针对模拟结果结合相关规范及实验设备正常工作要求进行了振动影响评价。
(5)针对广佛环线地铁列车运行对该研究中心内框架结构建筑产生的振动影响,通过改变三维有限元模型参数,将动力时程分析结果与标准模型计算结果进行对比分析,研究地铁列车运行引起框架结构建筑产生振动的响应规律,提出了减少建筑结构振动响应的建议。
地铁列车振动对环境影响的预测研究及减振措施分析

地铁列车振动对环境影响的预测研究及减振措施分析一、本文概述随着城市化进程的加快和地铁交通系统的快速发展,地铁列车振动对周围环境的影响逐渐引起了广泛关注。
地铁列车振动不仅可能干扰周边居民的日常生活,还可能对建筑物和地下管道等基础设施造成损害。
因此,对地铁列车振动对环境影响的预测研究及减振措施分析显得尤为重要。
本文首先介绍了地铁列车振动的来源和传播机制,包括列车运行时的轮轨接触振动、轨道不平顺引起的振动以及列车通过隧道时的空气动力效应等。
随后,文章综述了国内外关于地铁列车振动环境影响的研究现状,指出了现有研究的不足和需要进一步探讨的问题。
在此基础上,本文重点开展了地铁列车振动对环境影响的预测研究。
通过建立地铁列车振动传播的数学模型,结合现场监测数据和实验室模拟实验,分析了地铁列车振动在不同距离和不同介质中的传播规律及其对周边环境的影响程度。
本文还探讨了地铁列车振动对不同类型建筑物和地下管道的影响机制,为制定合理的减振措施提供了理论依据。
本文提出了一系列地铁列车减振措施,包括轨道减振、隧道减振和建筑物隔振等。
通过对各种减振措施的原理、效果和适用范围进行详细分析,本文旨在为地铁建设和运营管理提供科学的减振方案,以减轻地铁列车振动对周围环境的不良影响,促进城市地铁交通的可持续发展。
二、地铁列车振动特性分析地铁列车的振动特性是研究其对环境影响的基础。
这种振动主要来源于列车运行过程中的轮轨接触、电机运行、空气动力学效应以及列车结构的自身振动等多个因素。
地铁列车的振动特性分析需要综合考虑列车的设计、运行状况以及轨道条件等多个因素。
地铁列车的振动频率和强度会受到列车运行速度的影响。
一般来说,随着列车运行速度的提高,振动频率和强度也会相应增加。
列车的载重情况也会对振动特性产生影响,重载列车往往会产生更大的振动。
地铁列车的振动还会受到轨道条件的影响。
不平顺的轨道表面会导致列车运行时产生更大的振动。
轨道的材质和结构也会对振动特性产生影响。
地铁对周边建筑物振动影响分析

的参数 , 此法能够处理较复杂的问题 , 简便易行 。 上述数值模拟分析大都将实测地铁振动波或由车 辆一 轨道结构耦合理论计算出的地 铁振 动荷载 , 施加 在土层表面作为振动荷载输入 , 以特定 的实测土层作 为振动传播 的介质 , 分析地铁周边环境和建筑物 的振 动响应规律。这种方法比较真实地反映了地铁振动对 周边环境和建筑物 的振动影响规律 , 但没有 明显反 映 出不同的频率荷载和场地土层类 型对于周边环境 和建 筑结构的振动影 响。本文 以一 四层混凝土框架为例 , 采用土层系统( 包括了隧道等地下结构 ) 建筑物二维 一 共同作用有限元模型 , 分析 了不 同频率地铁列车荷载 和场地土类型对地铁周边建筑物振动影响规律 。
江苏省建设厅科技基金项 目资助( 编号 J2 0 1 ) S0 3 9
收稿 日期 : 05— 6 1 修改稿收到 日 :05— 0— 9 20 0 — 5 期 20 1 0
第一作者 洪俊青 男 , 博士生 , 7 年 1 1 6 9 月生
图 1 地铁振动荷载示意 图
维普资讯
关键词 :地下铁道 , , 振动 建筑物 , 有限元分析
中图分类号 :T 3 1 T 53 U 1 ; B 3 文献标 识码 :A
0 引 言
近些年来 , 地铁作为城市轨道交通主要形式之一 , 在 不少 城市得 到 了大力 发 展 。城 市 的地 铁 线路 一 般 会 经过城市人员和建筑物密集的地 区。地铁列车运行时 产生的振动通过高架桥 、 隧道等结构 , 由岩土介质向 经 周边地层表面和建筑物基础传播 , 引发地铁周边 环境 和建筑物的振动 , 以及由振动引起 的结构二次噪声 , 从 而影响地铁周边居 民的工作和生活。因此 , 城市地 铁 运行时对周边环境及建筑物 的振动影 响越来越受到学 术界和工程界 的关注。国内外 的学者对这一问题进行 了大量研 究 。 目 , 前 对于地铁等交通工具运行 时所引起的振 动 主要有三种研究方法 : 1 现场测试。如茅玉泉、 () 徐忠 根、 . .K r 等通过实际测量交通工具运行时产生 u J ue z 振动 , 获得振动传播 和衰减 的规 律¨ m 。此方法 简 ’ 单、 实用、 针对性强 , 但通用性差 ;2 理论分析 , () 即采用 经典 的半空 间弹性 波 动理 论 对此 问题 加 以分 析 。如 杨 英豪 、 ogH o H n a 等以半空 间表面上作用无 限长或移动 竖 向扰 力 的力 学模 型 , 到 了交 通 车 辆 运 行 对 周边 土 得 层振动传播规律 5 .。此 方法概念 清晰 , 对复杂 问 J 但
地下铁道列车运行时对环境影响的研究现状

地下铁道列车运行时对环境影响的研究现状摘要:地下铁道列车在运行的时候不可避免地会对环境带来影响,主要原因是地下铁道列车运行的时候会产生振动和噪音。
振动和噪音不仅会对地铁内的乘客和工作人员带来影响,同时会影响周边住民的生活质量。
本文分析了目前关于该问题的研究现状,并且分析了目前研究存在的不足以及未来可以进一步探究的方向。
关键词:地下铁道;振动;噪声地下铁道列车是目前城市交通的一个重要组成部分,具有运行速度快、安全性高、可靠性强、运行时间准时率高、运输量大等优点,能够有效地缓解城市交通压力,减少拥堵现象的发生。
但是地下铁道列车在运行的时候由于振动和噪音会对周围环境产生一些不良影响。
为了保证地下铁道附近的居民生活不受影响,必须要采取一定的防振减噪措施。
一、振源及传播规律的研究现状地下铁道列车运行时产生的振动会对环境产生一些不良的影响。
地下铁道列车运行时发生振动的主要原因可以总结以下四点。
第一,地下铁道列车车轮安装偏心产生的连续不平顺,以及车轮踏面不均匀磨耗引起的脉冲不平顺是产生振动的原因之一。
第二,地下铁道的轨道可能存在不平顺或者是钢轨受到的磨耗不平衡等原因。
第三,列车在地下铁道以一定速度运行时产生的动力作用。
第四,机车本身的动力作用。
地下铁道列车运行时产生的振动存在一定的规律,目前研究采用的方法一般都是实验测试和数值计算相结合。
一些现有的实验和计算表明,地下铁道在列车运行的时候,在轨道底部产生加速度后经过道床有较大的衰减。
列车荷载时程曲线和振波沿水平距离增加衰减的示意图分别如图1和图2所示。
图1 列车荷载时程曲线图2 振波沿水平距离增加衰减示意图二、振动造成的影响及相关因素地下铁道列车在运行的时候会产生振动,振动带来的不良影响主要有三个。
第一,会直接影响地下铁道内运行车辆中的驾驶员和乘客。
第二,列车进出站的时候会对车站环境产生影响。
第三,除了列车运行时直接振动产生的影响之外,振动还会通过土质传播对周围的建筑物产生间接的影响。
地铁列车运行诱发的振动对环境的影响研究

地铁列车运行诱发的振动对环境的影响研究地铁列车运行诱发的振动对环境的影响研究引言:随着城市化进程的加快,地铁交通作为一种高效、便捷的交通方式逐渐流行于世界各大城市。
然而,地铁列车运行会产生大量的振动,对周边环境造成一定影响。
本文将着重探讨地铁列车振动对建筑物、土壤和水环境的影响,以及可能的解决方案。
一、地铁列车振动对建筑物的影响地铁列车的振动会传导至周围建筑物,对其结构和功能产生不利影响。
研究表明,地铁列车振动可能导致建筑物出现微震,使其结构受到破坏。
振动还会引起建筑物内部设备的噪音和磨损,给居民带来不适。
因此,对于邻近地铁线路的建筑物,特别是老旧建筑,应进行振动测试和结构强化,以降低振动对建筑物的不利影响。
二、地铁列车振动对土壤的影响地铁列车的振动传导至地下的土壤中,影响土壤的物理性质和生态环境。
振动使土壤颗粒发生排列和重新组合,降低了土壤的孔隙率和透气性,影响植物的生长和生态系统的稳定性。
此外,地铁列车振动还会增加土壤的松动程度,加速土壤的沉降和侵蚀,从而对地下管线和建筑物的稳定性构成威胁。
因此,建设者和城市规划者应选择适当的地铁线路,以减少振动对土壤的不利影响。
三、地铁列车振动对水环境的影响地铁列车振动会影响附近的水体环境,特别是地下水和地表水。
首先,振动可能导致地下水位的下降或上升,进而影响水源供应和地下水脆弱生态系统的平衡。
其次,振动还会破坏地下水中的微生物群落和水质的稳定性,对水环境生态链造成不利影响。
因此,应加强对地下水和地表水的水质监测,及时采取措施保护水环境的稳定性。
四、解决方案1. 技术改进:地铁列车运行所产生的振动主要源于铁轨、轮对和土壤之间的相互作用。
可以通过改善列车及轨道的几何形状、提高轮对的平衡性、采用减震装置等技术改进来减少振动产生。
2. 稳固基础设施:在设计和建设地铁线路的过程中,应特别关注地下设施的稳固性,确保其能够减少振动的传递。
3. 建筑物结构加固:对于地铁线路附近的建筑物,应进行振动测试和结构加固,提高其抵抗振动的能力。
广州市地铁一号线振动传播对环境影响的测定与分析

大。由于地铁环境振动是横波、纵波、表面波
合成的复杂波动现象, 受各种复杂因素பைடு நூலகம்影
响, 其振动机理、传播形态变化不定, 所以, 仅 采用数学力学方法, 难以确定传播过程中符
合实际的传播函数。唯有通过对大量实测数
据的统计分析以考虑各种不同因素的综合影
响, 建立基本符合实际的传播计算公式。 广州地铁一号线轨道结构为无缝线路,
3. 1 振源 地铁振动是列车运行时车轮与钢轨相互
撞击产生的, 该振动经钢轨通过扣件和道床 传到隧道, 再由隧道传向大地, 引发隧道附近
地面及建筑物的振动。实验结果表明: 影响
地铁环境振动的因素主要包括车辆条件、轨
道构造、隧道及道床结构、环境地质条件、建
筑物结构等因素。其中地质条件、隧道及道
床结构和 车辆特性对总 的振动结 果影响最
摘要: 通过对广州地铁一号线沿线地上 66 个截面, 地下 10 个截面的振动测试, 对不同
的隧道截面形状给出不同的地表面振动传播公式, 公式表明地面振动 Z 振级由振源振
动、地质条件、列车运行速度、轨道平面曲率半径及测点至隧道侧壁距离等因素决定。
关键词: 振动; 传播; 环境; 测定
中图分类号: X 121
道床为混凝土整体道床, 轨道用弹性轨道扣 件, 这些因素有利于减少轨道振动向隧道的
传播, 但由于广州地铁一号线的线路弯道较 多, 在运行 后, 铁 轨出现磨 痕。轨道 振动增
大, 导致隧道的振级增大。隧道振级增大的 幅度远大于上述使振级减少的有利条件, 本 次实测的平均隧道 Z 振级即振源为:
VL z 0= 88dB
影响预测的探讨[ J] . 噪声与振动控 制, 1996, ( 1) 9: 14. [ 3] 辜小安, 等. 地铁环境振动预测方法浅 析[ J] . 环境工程, 1996( 5) 35: 39.
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H. XIA∗ , Y. M. CAO and N. ZHANG School of Civil Engineering & Architecture Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China ∗hxia@ Received 15 June 2006 Accepted 4 September 2006 A finite element approach is extended to study the ground vibrations induced by metro trains and their propagation properties. Two dynamic interaction models are established: the two-dimensional train-track interaction model, which provides the excitation loads of moving trains onto the tunnel structure, and the three-dimensional track-tunnelground interaction model, by which the propagation properties of ground accelerations and velocities are analyzed. The results show that there exists a vibration amplifying area in certain distance away from the tunnel center, and the dominant frequencies of the ground vibration concentrate in a certain range. Buildings located in that area with their natural frequencies falling in the specific frequency range will be sensitive to the ground vibrations induced by metro trains. Keywords : Metro train; tunnel; track; dynamic interaction; vibration; ground; environment.
International Journal of Structural Stability and Dynamics Vol. 7, No. 1 (2007) 151–166 c World Scientific Publishing Company
NUMERICAL ANALYSIS OF VIBRATION EFFECTS OF METRO TRAINS ON SURROUNDING ENVIRONMENT
1. Introduction With the growing concentration of population in metropolitan areas, the influence of train-induced vibrations on the environment has received great attention from the residents, and is now regarded as one of the seven main environmental problems in the world. In recent years, the requirement of considering the environmental influence in planning and designing traffic systems has become an essential issue. In the past, the cities were small and the buildings were relatively sparse, thus trafficinduced vibration was not considered as a serious environmental problem. While at present, with the rapid growth of modern large cities, the metro lines, urban railways and elevated traffic roads have gradually formed a multi-dimensional traffic system, extending and intruding from the underground, ground and overhead into the crowded residential areas, commercial centers and even cultural and high-tech research zones.1,2 At the same time, the traffic flows are getting more intense, traffic loads becoming heavier, and traffic vehicles running faster. These cause the influences of traffic-induced vibrations on the environment to be more and more serious
151
152
H. Xia, Y. M. Cao & N. Zhang
than ever. According to the investigations conducted by organizations of several countries, traffic-induced environmental vibration receives nearly the most public complaints, second only to those from factories and construction sites.2 In fact, the factories can be built or moved away from the residential areas, and the vibrations of construction sites occur only during the period of construction. However, trafficinduced vibrations often occur around the most busy areas of the city, day and night, and thus have long-term influences on the residents or people working there, which can hardly be avoided. On the other hand, with the raise of living standard, the requirement of the people on the environmental quality is getting stricter. The environmental vibrations that have been tolerated in the past are increasingly regarded as a nuisance these days. Therefore, the influences of traffic-induced vibrations on the living and working environments of people have aroused the attention of the city administrators and researchers3–5 and numerous investigations have been conducted.6–22 Yang, Hung and Chang6 established a 2.5D finite/infinite element model to consider the load-moving effect of the train in the direction normal to the two-dimensional profile of the soil, by which they obtained three-dimensional responses for the soils using plane elements, and studied the transmissibility of soils for vibrations induced by trains moving at different speeds. Ju and Lin7 adopted the three-dimensional finite element method to simulate the soil vibrations under the train speed below and over the Rayleigh speed of the surrounding soil, and studied two vibration isolation schemes including the soil improvement around the railway and the concrete slab constructed between the rails and soil. In addition, Yoshioka,8 Krylov,9 Degrande and Lombaert,10 Madshus, Kaynia and Bessason,11,12 Yang,13 and Takemiya14 studied the ground vibrations induced by high-speed trains through theoretical analysis, numerical simulations and field experiments respectively. The characteristics of traffic-induced vibrations, such as the intensity, frequency, duration, distance between the vibration source and the receivers, their effects on the routine life and the physical and psychological health of the residents, their influences on the normal operation of precise instruments and manufacture of high-tech products, and their damages to building structures, etc. were studied by the abovementioned researchers and some others including Hanazato,15 Jones,16 and Xia and Cao.1,17,18 In metro systems, the vibrations induced by the train running underneath or close to buildings may become considerably perceptible. There have been several reports about the public complaints against this problem in Beijing and some other cities.1,2,19–22 A double railway tunnel is built underneath the city of Antwerp in the European High-Speed Train Network, where the nearest distance between the foundations of the houses and the top of the tunnel is only 4 m. Schillemans19 studied the projected vibration levels on the rail, the tunnel invert, building foundations and upper floors of the buildings near this tunnel, and the control measures for reducing the impact of sound and vibration on the environment. Metrikine and Vrouwenvelder20 investigated the ground vibration induced by a high-speed train