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原文传递地铁运行诱发沿线敏感建筑振动及二次噪声特性研究

论文题名：	地铁运行诱发沿线敏感建筑振动及二次噪声特性研究
关键词：	地铁运行;建筑振动;二次噪声;振动控制
摘要：	我国近年来大力发展地铁等城市轨道交通形式，但是其引起的沿线敏感建筑振动和二次噪声越来越严重，每年均有大量的投诉事件，因此必须开展地铁运行下敏感建筑振动及二次噪声研究。本文依托某实际工程，建立了地铁运行下敏感建筑振动及二次噪声预测方法，并通过研究掌握了地铁运行对办公楼和附属中学振动和二次噪声的影响，最后在计算结果的基础上提出了有效控制敏感建筑振动和二次噪声的方案，通过本文研究得到的主要结论如下　　（1）首先介绍了本论文的依托工程背景，主要包括目标建筑介绍（含学校和办公楼两栋敏感建筑）、目标场地情况以及运行地铁线路情况；然后提出了面向该实际工程应用的地铁运行下手敏感建筑振动及二次噪声研究方法；基于该方法，建立了地铁运行下沿线敏感建筑振动预测模型，该模型主要包括两个子模型，分别为列车-轨道系统耦合动力学子模型以及轨道-隧道-土体-建筑系统动力学子模型；同时，又依托《城市轨道交通环境影响评价导则（HJ 453-2018）》（简称《18导则》）中给出的预测公式，形成了地铁运行下沿线敏感建筑二次噪声预测模型；并在最后给出了面向本文依托工程的建筑振动及二次噪声评价标准，其中主要依靠相关标准针对最大 z 振级、分频最大振级、二次噪声最大声压级三个关键指标进行了取值。　　（2）在地铁运行对敏感建筑振动的影响方面，扣件力幅值约 32kN，卓越频率位于10Hz以下以及40~80Hz区间内；轮轨力在40~80Hz内同样存在较大能量；地铁运行引起的附属中学振动频率主要集中在8Hz以及63Hz附近。并且分频最大振级为60dB，最大z振级为63dB，均低于标准中的规定数值，表明地铁运行对附属中学建筑结构振动影响不明显；地铁运行引起的办公楼振动频率主要集中在8Hz以及63Hz附近。并且分频最大振级为70dB，最大z振级为73.6dB，已经远远高于标准中的规定数值，超标位置主要集中在地下室、一楼以及二楼，表明在后续调整办公楼建筑方案时需要对这几个楼层进行重点关注。　　（3）在地铁运行对敏感建筑二次噪声的影响方面，当噪声数据进行A计权后，其全频域的声压级均有所下降，特别是在低频区域，下降更为明显；建筑二次噪声的卓越频率范围较之未计权时发生了一定变化，第一主频出现在了200Hz附近，而第二主频则在 50~80Hz 内，也从侧面说明了计权对结构二次噪声的影响；附属中学地下室、一楼、二楼、三楼的建筑二次噪声均超出了国家标准限值，地下室的最大声压级达到了42.8dB(A)，超出标准4.8/7.8 dB(A)（昼间/夜间），而三楼则是超出了夜间标准0.7 dB(A)，并未超出白天的噪声标准；办公楼各层楼的建筑内部均出现了二次噪声超标情况，其中办公楼地下室超标量达到了15.4 dB(A)，即使是白天仍然有12.4 dB(A)的超标；即使是该建筑最高的五楼扔出出现了3.8和6.8 dB(A)的超标；采用结构二次噪声来评估地铁线路运行对环境影响比仅仅采用振动来评估要更为严格，更能保证建筑内居民和工作人员的生活和工作舒适性。建议在工程中评估地铁运行对沿线敏感建筑振动和二次噪声的影响时，不能简单仅仅考虑振动问题，而应该将结构二次结构噪声考虑进来，才能更为全面评估地铁线路运行对整个沿线建筑的影响。　　（4）从振动控制的角度来看，建议办公楼和地铁线路的距离不应小于65.3m，为了便于工程控制，建议该值取 66m。从二次噪声控制角度来看，对于附属中学而言，需要将中学和地铁线路之间的距离推至 71.7m 之外，而对于办公楼而言，该距离需要大于73.7m，因此为了工程中便于控制，建议本论文中的附属中学距离地铁线路不小于72m，而对于办公楼而言，则需要不小于74m。
作者：	葛剑飞
专业：	交通运输工程
导师：	周建庭
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023