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文档简介
1总则
1.0.1为指导安徽省城市轨道交通的轨道减振设计及减振效果评价,统一轨道减
振设计方法和关键设计参数,明确轨道减振性能评价要求,制定本文件。
1.0.2本文件适用于最高设计速度不高于120km/h的钢轮钢轨系统制式的城市轨
道交通工程,可作为城市轨道交通建设项目的振动控制工程的设计与评价的技术
依据。
1.0.3城市轨道交通轨道减振设计与评价除应符合本文件外,还应符合国家及地
方现行有关标准的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.1.1城市轨道交通urbanrailtransit
采用专用轨道线路、结构承载和导向运行的城市公共客运交通系统,包括城
市轨道交通地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨
道系统、市域快速轨道系统等。
2.1.2敏感建筑物sensitivebuilding
用于居住、科学研究、医疗卫生、文化教育、机关团体办公、社会福利等具
有较高振动与声环境保护要求的建筑物。
2.1.3浮置板轨道floatingslabtrack
在板式或梁式整体道床与轨道基础之间设置的隔振元件,构成质量、弹簧与
阻尼系统,以隔离或减少轨道向周围传递振动的特殊轨道结构。
2.1.4振动源强vibrationsourceintensity
振动污染源的强度,即反映振动源强度的加速度、速度及位移等特征指标,
常用指标为振动源参考点位置垂直于地面方向的Z振级。
2.1.5Z振级Z-weightedvibrationlevel
按GB/T13441-1992中规定的Z轴W计权因数(lHz~80Hz)修正后得到的振
动加速度级,简称Z振级,记为VLz,单位为分贝,dBo
2.1.6最大Z振级maximumZ-weightedvibrationlevel
在规定的测量时间T内或对某一独立振动事件,测得的Z振级最大值,记
为VLz.max,单位为分贝,dB,频率范围为lHz~80Hz。
2.1.7减振措施Z振级相对插入损失vibrationreductionmeasuresrelative
insertionlossofmaximumZ-weightedvibrationlevel
在其他条件相同的情况下,使用减振措施轨道相对于普通轨道形式在振动源
强测点处最大Z振级之间的差值,记为△VLz,max,单位为分贝,dB,频率范围
为lHz~80Hz。
2
2.1.8二次结构噪声structure-bornenoise,secondarynoise
被激励产生振动的建筑构件,其固体表面振动向周围空气介质辐射的声压波,
亦称固体噪声,评价指标为等效A声压级LAeq.T,频率范围一般为16Hz~200Hz。
2.1.9限界gauge
限定车辆运行及轨道区周围构筑物超越的轮廓线,分车辆限界、设备限界和
建筑限界。
2.2符号
VLz——Z振级,按GB/T13441-1992中规定的Z轴W计权因数(lHz~80Hz)修正
后得到的振动加速度级(dB);
VL乙max——最大Z振级,在规定的测量时间T内或对某一独立振动事件,测得
的Z振级最大值(dB),频套范围为lHz~80Hz:
△VLz.max―减振措施Z振级相对插入损失,在其他条件相同的情况下,使用
减振措施轨道相对于普通轨道形式在振动源强测点处最大Z振级之间的差值
(dB),频率范围为lHz~80Hz;
VLza——lHz~200Hz频率范围内的GB/T13441.1-2007(ISO2631-1:1997)铅垂
方向人体全身振动计权后分频振级均方根值(dB);
LAeq,T-等效连续A声级,指在规定测量时间T内A声级的能量平均值,简写
为Leq,频率范围一般为16Hz~200Hz;
PL——指在扣件组装疲劳实验时,平行于钢轨底面的单个承轨面最大荷载分量
(kN);
Pv——指在扣件组装疲劳实验时,垂直于钢轨底面的单个承凯面最大荷载分量
(kN);
h—指在扣件组装疲劳实验时,轨腰被截去一定长度后的钢轨高度(mm)。
3
3轨道减振设计
3.1一般规定
3.1.1城市轨道交通减振轨道结构的设计与减振效果评价除符合本标准规定外,
还应符合国家、行业、地方等有关法律、法规、标准和规范。
3.1.2城市轨道交通减振设计应以不削弱轨道结构强度、稳定性及平顺性为首
要前提。
3.1.3建设时序上若城市轨道交通在敏感建筑物建设前,且建设期内临近线路
地块规划未明确为敏感建筑物,则敏感建筑物工程应采取环境振动防治;城市轨
道交通在敏感建筑物建设后,则轨道交通工程应采取环境振动防治。
3.1.4城市轨道交通振动影响预测与评价应兼顾城市轨道交通远期变化因素,
振动控制措施应综合考虑控制措施可行性、经济成本、施工工艺、使用寿命、维
护等因素进行选择,宜优先通过合理的线路线位调整绕避振动敏感建筑物。
3.1.5城市轨道交通振动控制措施应符合建设项目环境影响报告及相关文件的
要求,与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。
3.2系统设计
3.2.1减振地段位置与减振等级的设计应满足项目环境影响报告书的要求,根
据环境保护对沿线不同地段的减振要求,轨道应采取相应等级的减振措施。
3.2.2减振措施等级宜按3级考虑,按振动超标量与二次结构噪声的超标量对
应选择,应符合表322-1、表3.2.2・2的规定,其中振动超标量以VLz.max超标量
计,二次结构噪声超标量以等效A声压级LAeq,T(16Hz<00Hz)超标量计。
表3.2.2-1振动超标量对应轨道减振措施等级的选择
振动超标量(dB)W33~828
轨道减振措施等级中等高等特殊
表3.2.2-2二次结枸噪声超标量对应轨道减振措施等级的选择
二次结构噪声超标量[dB(A)]W3>3
轨道减振措施等级高等特殊
3.2.3对于半径小于等于500m的曲线地段,评价范围内涉及无桩基基础的砖
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木、砖混结构敏感建筑物(多层建筑),应根据环评要求,选择适宜的减振措施,
减振措施选择时宜在环评预测振动超标量对应等级基础上考虑加强。
3.2.4基础较差的轻质、老旧敏感建筑(1~2层房屋),在减振措施考虑加强
的同时,应重点防范二次结构噪声的影响,主要考虑16Hz〜200Hz频率范围内的
减振效果。
3.2.5地下线路换乘站(含有人区的设备房上、下方有交叉线路等)按中等或
以上减振措施设置。
3.2.6场段上盖物业开发,应合理布局敏感建筑物,远离轨道咽喉区及试车线,
如无法避让,应结合环评要求,考虑采用较高等级的减振措施加强轨道减振效果。
3.2.7对于场段上盖开发,应按“源强-传播途径-建筑物防护”顺序,并综合考
虑经济成本、施工工艺、使用寿命、维护保养等因素,选择合理的减振措施,对
于减振需求量较大的,应采用轨道、建筑、结构等专业综合减振降噪措施。
3.2.8场段上盖建筑设计时,宜考虑建筑物结构体系的刚度和质量,避免主振
源与建筑物结构之间产生共振现象。
3.2.9精密仪器实验室、文物保护单位等特殊敏感目标的防护,应根据其防护
需求和技术参数要求,进行振动控制设计,必要时可进行专项技术论证。
3.3结构设计
3.3.1减振轨道结构应尽量简单可靠、对施工控制的依赖性小、接口协调少、
方便运营期间检查、维修与更换。
3.3.2高架线沿线涉及敏感建筑物时,应根据车辆、桥梁、轨道等结构振动、
梁型、墩台基础结构及支座型式,通过对振动噪声频谱特性系统分析,提出轨道
结构减振方案。
3.3.3轨道减振措施应保证列车运行中的车辆脱轨系数、轮重减载率和轮轴横
向力必须满足《城市轨道交通初期运营前安全评估技术规范第1部分:地铁和
轻轨》(交办运[2019J17号)的要求;列车运行的平稳性指标不应超过GB/T5599
中的限值要求。
3.3.4减振轨道的标准有效长度应覆盖敏感建筑物范围,振动环境保护目标两
端的附加长度不宜小于50m。
3.3.5一条线路不宜采用过多的减振轨道类型和减振产品,同一种减振措施宜
5
成段连续铺设,每种减振轨道的标准有效长度不宜小于远期列车编组长度,相邻
减振段间无减振需求段长度小于远期最大列车编组长度时,可采取相邻段较低的
减振方式进行顺接。
3.3.6道床过渡段长度应按轨道刚度平稳过渡的原则计算确定。
3.3.7减振道床应采用与相邻普通轨道地段一致的扣件;减振扣件宜适应普通
无昨轨道扣件的安装条件,并宜采用与普通无昨轨道扣件一致的弹条、螺栓等零
部件。
3.3.8减振结构设计时,应满足相关专业设备安装预留条件、杂散电流防护等
相关专业的接口要求,减振地段排水设计应确保排水通畅。
3.3.9采用新型隔振轨道结构、轨道产品时,应测试评价列车运行时的安全性
和平稳性以及减振效果,进行技术评估后方可使用。
3.4减振措施及要求
3.4.1钢轨减振
1设计线路开通运营前,应进行一次钢轨预打磨。
2正线、出入线半径W500m的曲线地段,宜设置钢轨侧面涂油器。
3在控制振动量要求高的敏感点地段,可采取钢轨阻尼器来增加钢轨阻尼
效应,减小钢轨振动,抑制钢轨波磨,延长钢轨使用寿命,衡量钢轨阻尼器阻尼
性能的试验方法见附录A。
3.4.2扣件减振
1在减振扣件使用寿命期内,减振效果应达到5dB以上,且应保证使用地
段的振动在设计使用年限内满足环评报告的要求。
2减振扣件在列车运行速度2120km/h线路中应用时,宜取得同类工程条
件下的成功运营案例作为验证,或经专项技术审查通过。
3减振扣件应构造简单、结构及零部件可靠、耐用,维修量少。
4减振扣件的组装动刚度与静刚度之比不应大于1.4。
5减振扣件轨道在列车额定荷载作用下单侧钢轨轨顶的最大横向动位移不
宜大于1.5mm。
6减振扣件参照TB/T3396.4进行疲劳试验,疲劳荷载参数应根据城市轨
道交通技术标准选取:Pv=43kN,Pi=34kN,h=100mm,经3XW次荷载循环
6
后各零部件不应伤损,轨距扩大量不应大于6mm,且组装扣压力变化W20%,
钢轨纵向阻力变化W20%,节点静刚度变化W15%.
3.4.3轨枕减振
1在梯形轨枕(纵向轨枕)使用寿命期内,减振效果应达到10dB以上,
且应保证使用地段的振动在设计使用年限内满足环评报告的要求。
2梯形轨枕(纵向轨枕)轨道在列车额定荷载作用下钢轨的最大垂向位移
不应大于4mmo
3梯形轨枕(纵向轨枕)的强度、疲劳耐久性能指标及测试方法应满足CJ/T
401规定。
3.4.4浮置板减振
I在浮置板使用寿命期内,高等减振浮置板轨道减振效果应达到l()dB以
上,特殊减振浮置板轨道减振效果应达到15dB以上,且应保证使用地段的振动
在设计使用年限内满足环评报告的要求。
2浮置板轨道在列车额定荷载作用下钢轨的最大垂向位移不应大于5mm。
3浮置板道床应采用有枕式设计,不宜设置中间凸台。
4相邻点支撑弹簧浮置板道床之间应设置可靠的剪力传递装置或限位凸台,
剪力传递装置应方便检查、维修及更换。
5隔振器的承载力应满足车辆运行荷载和浮置板道床荷载的要求,隔振器
的布置应根据动荷载、静荷载及隔振器的刚度计算确定。
6点支承浮置板道床的金属部件应采取可靠的表面处理,确保满足设计使
用寿命要求。
7浮置板轨道宜在基础上设置曲线超高。
8道岔区段浮置板的道床宜将整组道岔包括信号设备设置在同一块浮置板
上。在困难地段,两块浮置板的板缝应避开道岔转辙器和辙叉部分。
9浮置板轨道不应跨结构变形缝和梁缝设置。
10浮置板系统的强度、疲劳耐久性能指标及测试方法应满足CJJ/T191规
定。
3.4.5场段内道昨垫减振
1在道昨垫使用寿命期内,铺设道祚垫的碎石道床减振效果应达到6dB以
7
上。
2道昨垫动静模量比不应大于1.3。
3道祚垫疲劳耐久性能指标及测试方法应满足GB/T39705规定。
8
4轨道减振性能评价
4.1一般要求
4.1.1城市轨道交通减振轨道的减振效果测试和评价,应对比测试有、无减振
措施时下部结构的振动,宜选用原位换铺对比测试评价(如图4.1a),列车车辆
类型、车辆轴重、簧下质量、列车速度应相同或相近。
4.1.2城市轨道交通减振轨道的减振效果测试和评价选用非原位对比测试评价
时(图4.1b),线路应满足经常保养等级的规定,地质条件、车辆类型、车辆轴
重、簧下质量、列车速度、直/曲线、有缝/无缝线路、钢轨类型、扣件类型、隧
道结构和断面、桥梁梁型及结构或路基类型、桥梁支座类型、桥梁基础类型等应
相同或相近。
4.1.3城市轨道交通减振轨道的减振效果测试和评价宜在线路试运行后期进行,
如条件不允许也可在初期运营或正式运营期间进行。
4.1.4承担轨道减振性能测试评估的单位应取得相应范围的检验检测机构资质
认定(CMA)资质。测试采用的仪器、设备应经国家认可的计量单位检定/校准,
并在有效期限内使用。
(a)原位换铺对比
9
无液振措施有减振措施
口
(b)非原位对比
图4.1轨道减振减振效果测量
4.2轨道减振效果评价
4.2.1对于环境影响评价中的减振轨道减振效果,应符合国家现行标准《城市
区域环境振动测量方法》GB10071和《环境影响评价技术导则城市轨道交通》
HJ453的规定。
4.2.2减振效果评价量宜采用lHz~80Hz频率范围内的铅垂方向人体全身振动
按照GB/T13441-1992中Z轴W计权因数计权后振动加速度级的插入损失值。
4.2.3降低室内二次结构噪声效果采用有、无减振措施时,16Hz〜200Hz频率范
围内的室内结构噪声或室内铅垂方向振动速度进行对比分析确定。
4.2.4当评价轨道减振产品的减振效果时,应符合现行行业标准CJJ"191的规
定,采用1Hz〜200Hz频率范围内铅垂方向人体全身振动,按照GB/T13441.1-
2007中Z轴W计权因数计权后分频振级均方根的差值,作为产品减振效果评价
量。
4.3城市轨道交通减振效果对比测点或断面选取
4.3.1应根据减振轨道工程特点的铺设区段、列车速度和直、曲线的可对比性,
选取具有代表性的不同工况的断面进行对比测试。
4.3.2地下线测点应布置在高于轨顶面1.25m±0.25m的行车侧远离另一线隧
道一侧隧道壁处,传感器安装平面水平;高架线测点应置于距桥梁中心线水平距
离7.5m的地面;地面线测点应布置在距行车侧线路中心线7.5m处。
4.3.3轨道减振的测量断面,宜在距该轨道减振敷设边界处大于二分之一列车
长度内选取,如条件不满足应选取该轨道减振措施的敷设中部区域。
434测试断面应避开钢轨接头10m以上,扣件安装必须符合设计要求,测试
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断面处隧道内无积水等。
4.4城市轨道交通减振效果对比振动测试系统要求
4.4.1应采用符合GB/T23716性能要求的振动计或满足相同性能要求的振动测
量仪器。使用仪器组合或基于计算机的采集分析系统时,数据采集仪器应满足
JJG676要求的计量性能或JJG834规定的A级精度要求。
4.4.2应采用无人值守的智能化采集系统,根据预设程序自动触发、采集、存
储测试数据。
4.4.3应合理匹配传感器的灵敏度和量程。
4.4.4应使用工作频率涵盖0.5Hz〜200Hz并在校准周期内的传感器进行测量。
4.4.5仪器的测量下限应不高于20dB,测量上限不应低于100dB。
4.4.6传感器的横向是敏度比应不大于5%,线性度不大于3%。
4.5轨道减振效果测试传感器安装
4.5.1振动加速度传感器的安装应符合《机械振动与冲击加速度计的机械安装》
(GB/T14412-2005)、《机械振动列车通过时引起铁路隧道内部振动的测量》
(GB/T19846-2005)的规定。
4.5.2数据采集设备和传感器及连接的通信线缆安装应牢固,测试时应将电缆
线固定,以防止由于电缆屏蔽层和绝缘材料间的磨擦产生电荷而引起噪声以及导
线变形产生线间阻抗的变化而引起测试误差,安装后设备不应侵入限界。
4.5.3地下线测量时,传感器应安装在金属质量块上,质量块以粘贴等方式固
定在隧道壁上,应保证在采集数据时质量块粘结牢固,且与隧道壁接触面完全贴
合。
4.5.4地面线和高架线测量时,传感器应安装在平坦、坚实的地面上。传感器
的灵敏度主轴方向应保持铅垂方向。
4.6轨道减振效果测试数据采集
4.6.1测量采样频率不应低干1024Hzo
4.6.2使用振动计测量时,时间计权常数取1s,振动信号测量间隔应不大于0.1s。
4.6.3有效数据采样的持续时间应涵盖列车通过全过程。
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4.6.4宜测量全天通过测量断面的车次。如条件不允许,测量时通过测量断面
的车次应不少于20列。
4.7减振效果测试数据处理
4.7.1试验数据处理前,应进行筛选,以排除仪器量程选择不合理、传感器松
动、信号丢失等原因而出现的异常信号。对筛选后的数据应进行预处理,修正零
线飘移、趋势项等误差。
4.7.2在列车通过时段(取车头部和尾部通过时亥丁)使用快速傅里叶变换(FFT)
方法对VLzmax进行计算时,应选择汉宁窗(Hanning)为时间窗函数,频率分辨
率为1Hz,即使用1s内的采样点数进行计算。
4.7.3为降低频谱泄漏等因素对计算结果的影响,相邻两次FFT的变换样本点
数量N之间应有一定重叠,重叠点数量应不少于变换样本点数量的0.75倍,分
析间隔不大于0.25秒。
4.8减振效果测试报告
4.8.1必要的内容
测试报告应包括以下内容或当客户允许时,可通过由实验室提供的报告编号追溯
以下信息:
a)本标准编号;
b)测试线路车辆相关资料(例如车辆类型、车辆编组、车辆载重或轴重、列车
速度、运营时长等);
c)测试线路轨道相关资料(例如钢轨类型、扣件类型、道床类型、曲线半径、
坡度等)、测试减振轨道和对比工况的主要技术参数(铺设里程、长度,设计静
刚度);
d)测点位置信息(例如里程、所处区间、测点位置等);
e)测试的环境信息(例如积水、环境温度、周围振动或干扰情况等);
0测试的传感器、仪器设备的技术参数,现场安装,数据采集和数据处理方法
等;
g)1Hz〜80Hz频率范围内的GB/T13441-1992(ISO2631-1:1985)铅垂向人体全
身振动计权振动加速度级VLz.max的插入损失值;
h)1Hz〜200Hz频率范围内的GB/T13441.1-2007(ISO2631-1:1997)铅垂方向人
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体全身振动计权后分频振级均方根VLza的差值;
i)1〜200Hz范围内1/3倍频程中心频率对比减振效果。
4.8.2可选的内容
测试报告可以在4.8.1内容的基础上选择增加以下信息:
a)隧道结构;
b)路基类型或桥梁梁型及结构;
c)桥梁支座类型;
d)桥梁基础类型;
e)典型波形、频谱图等。
f)减振轨道的自振特性。
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附录A钢轨阻尼器阻尼性能试验方法
(规范性附录)
A.1简介
铁路列车在运行过程中,车轮和轨道之间的相互作用会产生振动,在运行时
还会产生噪声。轨道结构的振动响应决定了其对滚动噪声的贡献水平。
该方法假定钢轨中的振动波可以视为两个弯曲波(横向和骁向)的叠加。轨
道可以被简化为一个梁模型,该简化可以用于测量“钢轨振动衰减率”,以评估
钢轨阻尼器安装前后钢轨的阻尼性能。
A.2术语及定义
A.2.1频率响应函数(FRF)
频域内动力响应与激励力之比(见ISO7626-1)。
注I:该术语指以三分之一倍频程谱形式出现的FRF的平均谱幅。
注2:频率响应函数(FRF)被用来泛指加速度频响函数(加速度响应/激振力)或速度频响函数(速度响应,激振力).
该术语不用于指位移频响函数。
注3:可以使用单个激励点和多个响应点之间,或单个响应点和多个激励点之间的组FRF.在本标准中,固定传感器
和移动激励链的情况是最容易实现的。
A.2.2加速度频响函数
在谐振运动中,机械系统中某一点的加速度响应与同一点或不同点的激励力
的复数比值(另见ISO7626-1和ISO2041)。
注:加速度频响函数是一种FRF,通常表示为窄带更数谱。在本标准中,它也可以表示为三分之一倍频程谱。
A.2.3速度频响函数
在谐振运动中,机械系统中某一点的速度响应与同一点或不同点的激励力的
复数比值(见ISO7626-1和ISO2041)o
注:速度频响函数是•个FRF,通常表示为窄带复数谱。在本标准中,它也可以表示为三分之•倍频程谱。
A.2.4直接FRF
激励力施加点处的FRF,在同一位置(尽可能使激励锤和传感器靠近)和同
一方向上测量得到的FRF(见ISO7626-1)o
A.2.5传递FRF
在与激励力施加点不同的位置处测量得到的FRFo
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注:具体的FRF,应该注明激励力以及动态响应的方向和位置,
A.2.6钢轨振动衰减率(DR)
钢轨竖向或横向弯曲波的振动幅值衰减率与沿钢轨距离的函数关系。
注:它表示为三分之一倍频程谱的形式,以分贝/米(dB/m)表示弯曲波振动幅值衰诚与距离的关系。
A.2.7测试区段
与一组特定的测量数据相关的一段轨道。
A.2.8三分之一倍频程谱
三分之一倍频程内的均方值或均方根值的谱(见ENIS。266)。
A.2.9对比轨道区段
用于描述轮轨噪声满足规范要求的轨道区段。
注:这些要求通过钢轨振动衰减率和轨道声学机槌度级末表达凯道振动响应.它们旨在确保测量的可至复性.
A.2.10力锤
附有力传感器的激励仪器,用于对轨道结构施加激励力C
A.3测试与数据采集方法
A.3.1测试区段的选择
在整个测试区段中,对于所有可能影响衰减率的轨道参数应是不变的。这些
参数包括轨道横剖面、轨下垫板的刚度、轨底坡和轨枕间距等。
测试区段应为长焊轨,即不应有任何钢轨伸缩缝。
A.3.2传感器的位置
传感器布设位置应位于测试区段内,距测试区段中心点至少20米,应位于
两个轨枕之间的跨中点。加速度传感器不得靠近处于异常状态的钢轨支撑。特别
是:
a)距离传感器位置不到3米的范围内不得有松动的扣件;
b)与传感器位置直接相邻的扣件上不得有缺失或损坏的弹条;
c)传感器位置离钢轨焊缝不得少于5米;
d)传感器位置距离钢轨伸缩缝不得少于40米。
在测试区段内,对于直接FRF要进行三次测量,且应至少在三个传感器位
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置上进行,与上述a)至d)要求一致。如果测试结果中至少有两个点的FRF是相
似的,则可以认为这些传感器位置能够代表整个测试区段,随后可以用于其余的
测量。
注:如果使用该步骤无法得到传感器的芍效位置,可能是因为此测试区段的轨道结构不够均匀,不能用单一的衰减率来
描述,此时应该寻找另一个测试区段.
A.3.3传感器的安装
在钢轨的竖直方向上,应固定在轨头上,如果无法做到,需固定在轨底板上。
在轨道的水平方向上,应固定在轨头的外表面。传感器应固定在图A.3.3所示位
置的钢轨上(传感器直接用粘合剂粘接)。
注:为了保持测量系统的完整性,最好对传感器进行电气绝缘处理.
图A.3.3传感器在轨道横截面上的位置
A.3.4激励力
在竖直和水平方向上,用具有足够刚度的力锤对轨头施加激励力,以确保在
所需要的频率范围内对力和动态响应进行高质量的测量。
注:在熨际中,为了在所需频段上限获得良好的测址朋摭,建议使用钛金屈锤头的轻力锤,在大多数精况下,它能满足
较低频段的测量版量,另一方面,硬度较低的椎头可以在低频段产生更好的测量族量。测试中,只需要用力锤轻轻微击,这样
不会损坏钢轨的表面.ISO7626-5规定了相干函数的使用条件,以确保测量数据的良好质量.
A.3.5采集系统
采集系统应包括:
a)一台有两个或更多通道的数据采集仪,或任何用于数字采集和处理信号的
同等数字设备;
b)一个带力传感器的力锤;
c)带有适当信号调节系统的加速度传感器,测量范围至少达到10kHz。
注:在对信号进行数字采样之前,应考虑采用抗混变滤波器.测员设备应符合ENISO/IECI7025的要求。
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A.3.6计算FRF
竖向FRF应在竖直方向的力脉冲作用下测量轨道的动态响应而获得,横向
FRF应由横向力脉冲获得。FRF最后应表示为三分之一倍频程频谱的形式,至少
涵盖100Hz至I」5000Hz之间的频带。如果测试中使用模拟滤波器,应满足EN
61260的要求。
对于每个FRF,应为至少4个有效力脉冲的平均FRF。每个FRF测量的质
量(重现性、线性等)应使用其相干函数进行检查。
注:大多数采集系统产生的窄带数据具有恒定的频率增量.采样时长应限制在钢轨内脉冲响应减少到背景噪声信号水平所
需的时间之内。
A.3.7测量位置
图A.3.7显示了以轨枕间距(或轨道支撑间距)为函数而确定的激励点位置。
如果钢轨没有支撑或扣件,则激励点具体位置以0.6米的轨枕间距为准来确定。
锤击位置分为:0点、近场、远场。
0点的位置位于第一个轨枕跨中点,称为跨中0。当力脉冲施加在这一点时
(在实践中,也是尽可能地接近这一点),测量的是直接FRF。
近场的锤击点位置,从0点开始,间隔相当于轨枕间距的四分之一,直到
跨中2;然后从此开始,间隔为轨枕间距的一半,直到跨中4;然后在每个轨枕
跨中位置,直到跨中8。
如图A.3.7所示,远场的锤击点位置位于跨中10、12、16、20、24、30、36、
42、48、54和66上。锤击应至少进行到所有频率的响应相对于同一频率的直接
FRF来说变得可以忽略的那一点,或者,在0点和激励点之间的响应振级差,在
三分之一倍频程的每个频带上应至少是10dB。在衰减率很低的情况下,有必要
在跨中66以外的更大距离上进行测量。
17
X
11।i-r_4LJI_il_jL_JLJLJI_J1_J\_JLJI_J1_JLJL_JI__ii__ii__ii__iiJ
151620243036424854666768(...)
X
图示:
a——轨枕上方的锤击
b一轨枕中间的锤击
c——传感器的位置
d——锤击点号
图A.3.7钢轨振动衰减率-锤击点位置
如果通过后处理将FRF频谱转换为三分之一倍频程谱,则应计算三分之一
倍频程每个频带的下限和上限频率之间速度频响函数或加速度频响函数的均方
根值(见ENISO266)o
鉴于衰减率取决于轨下垫板的材料特性,在测量过程中应记录钢轨温度。
A.3.8测量次数
在同一测试区段内,至少应测量两套钢轨振动衰减率:或者在另一条钢轨上
测量;或者在同一条钢轨上的不同位置上测量,两次测量的位置之间至少相距
10米。
A.4数据处理
测量数据应是速度频响函数或加速度频响函数,以三分之一倍频程谱的形式。
每个三分之一倍频程带的衰减率为:
‘七3-.................................31)
如⑷「〃
式中:
DR——钢轨振动衰减率
18
n锤击点索引数
A(Xn)——在第Xn点锤击产生的频响函数
A(X0)——在第X0点锤击产生的频响函数
对于一个具体的Xmax值,可以计算其最小衰减率:
4343
DRin=—.............................................(A.2)
mxmax
式中:
DRmin——最小钢轨振动衰减率
Xmax——用于钢轨振动衰减率测试的最大距离
公式(A.1)和公式(A.2)计算的衰减率可以进行如下比较:如果公式(A.2)
计算的数值大于公式(A.1)计算的三分之一倍频程中任意一个值的一半,则可
以认为钢轨振动衰减率的测试不够准确。
注1:一般认为Xmax=40m适合评估大多数轨道的衰减率。另一方面,要注意到对于某些安装柔性连接系统的轨道,火
在某些频段的衰减率明显偏低,
19
附录B城市轨道交通浮置板用隔振器静刚度和疲劳
试验方法
(规范性附录)
B.1样品
试件为隔振器组件产品。试件数量不少于3个。
B.2试验设备
采用能施加2.5Hz〜5Hz频率下至少施加l()()kN荷载的材料试验机或电液伺
服试验机。试验机精度不低于500N,示值允许偏差不大于1%。检验装置如图
B.2所示。
图B.2试验装备示意图
底板和加载板为上下表面刨平的钢板,厚度不小于10mm,加载长度和宽度
比试件的基本尺寸应至少大l()mm。加载板与百分表或位移计接触光滑。位移计
应对称布置加载板四个角。
荷载定义如下:
a)A荷载:浮置板分配到每个隔振器的重量,单位kN;
b)B荷载:浮置板分配到每个隔振器的重量与列车定员荷载下分配重量之
和,单位kN。
20
B.3静刚度试验方法
检验前,隔振器组件先进行预压两次,预加荷载速度为2kN/s〜3kN/s。预加
荷载至B荷载,并保持20s,卸载后再保持20s。
检验开始时,将四个百分表调整为0,然后以2kN/s〜3kN/s的速度分别匀速
加载A荷载和B荷载各停留20s,同时记录试样加载时的压缩量(压缩量分别为
四个百分表读数的平均值),卸载后保持20s再重新加载,如此反复3次,将3
次压缩量取平均值,即为A荷载和B荷载时试样的平均压缩量。
静刚度K按(B.1)计算:
.二△一二(一-A)
(B.1)
式中:
XB---试样在加载B荷载时的压缩量(mm);
XA---试样在加载A荷载时的压缩量(mm)。
B.4疲劳试验方法
隔振器疲劳试验应按《螺旋弹簧疲劳试验规范》GB"16947进行。
底板和加载板为上下表面刨平的钢板,厚度不小于10mm,加载长度和宽度
比试件的基本尺寸应至少大10mm。
疲劳试验荷载下限为浮置板分配到每个隔振器的重量,单位kN;疲劳试验
上限为浮置板分配到每个隔振器的重量与列车定员荷载下分配重量之和乘以动
力系数,单位kN。
21
附录C城市轨道交通浮置板用减振垫性能检验方法
(规范性附录)
c.i试件
试样尺寸300mmX300mm,上、下加载300mmX300mm,厚度不小于50mm
的钢板。
C.2检验设备和检验装置
采用材料试验机或电液伺服试验机。试验设备最大量程不大于100kN,精度
不低于500N,示值允许偏差不大于1%。
检验装置如图C.2所示。
图C.2试验装备示意图
C.3静刚度试验方法
预加静载荷至9kN,卸载,等待10s后,再一次加载20N±5N,保持载荷,
将试验机力值清零或记录为零点,并将百分表调零,开始试验。
试验开始后,以Imm/min的速度均匀加载至9kN,然后以Imm/min的速度
从卸载至1.8kN,如此反复试验3次,记录第3次加载至9kN和卸载至1.8kN时
样品的压缩量,分别记为AA和AB。
垫板的静刚度按下式计算:
So=O.O8/(AA-△B)
22
式中:
S。一垫板静刚度(kN/mn?);
0.08—标准系数;
△A—垫板在加载9kN时的压缩量(mm);
AB一垫板在加载1.8kN时的压缩量(mm)0
C.4动刚度试验方法
施加周期荷载0.9kN〜2.25kN,加载频率(4土1)Hz,减振垫温度增加至40℃
或以上,则需降低加载频率或通过通风等方式冷却使减振垫温度小于40℃o
荷载循环1000次,在最后的100次荷载循环中,记录10个循环的实际加荷载
和压缩量,取平均值后求得减振垫动刚度。
23
附录D城市轨道交通浮置板用隔振器振动阻尼比试验方法
(规范性附录)
D.1样品
样品为隔振器组件产品,样品数量不少于3个。
D.2试验设备
将单个隔振器放置在一块质量为m的均匀质量块下方具有一定刚度的平面
上,质量块的中心应与隔振器的中心对齐,形成单自由度质量弹簧系统。质量块
的重量为实际工程中浮置板分配到每个隔振器的平均重量。
在质量块尽量靠近中心布置2个振动传感器,测试时对质量块顶面中心进行
冲击,记录在冲击荷载作用下质量块的自由振动衰减波形。
振动传感器苜;
质量7〃
图D.2试验装备示意图
D.3试验步骤
D.3.1建立单自由度质量弹簧系统,隔振器额定荷载或配重为2吨。
D.3.2通过系统质量中心作用--瞬态力,采用锤击法(瞬态冲击力),使系统
自振衰减,衰减波形周期不得少于3个,否则数据无效。
D.3.3记录系统质量中心的自振衰减波形曲线,参见图D.3。进行不少于3次试
验,取3次试验结果的平均值。
D.4检验结果
隔振器振动阻尼比应按GB/T15168-2013《振动与冲击隔离器静、动态性能
24
测试方法》进行。
振动阻尼比计算按公式(D.1):
&J(D.1)
24mx/+nx.+n
式中:
€----振动阻尼比;
n----损耗因子;
X]——第i个波峰的振动幅值;
X;—第i个波谷的振动幅值;
今”一第计〃个波峰的振动幅值;
£+”一第i个波谷的振动幅值;
,——自振衰减波形个数。
图D.3H振衰减波形图
25
本规范用词说明
1为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明
如下:
1)表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍微有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:
止面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采庄“可”。
2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或
“应按……执行”。
26
引用标准名录
1《城市区域环境振动标准》(GB10070)
2《地铁设计规范》(GB50157)
3《工程隔振设计标准》(GB50463)
4《古建筑防工业振动技术规范》(GB/T50452)
5《城市区域环境振动测量方法》(GB/T10071)
6《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》(GB/T5599)
7《轨道交通用道床隔振垫》(GB/T39705)
8《人体对振动的响应测量仪器》(GB/T23716)
9《机械振动与冲击加速度计的机械安装》(GB/T14412)
10《机械振动与冲击人体暴露于全身振动的评价》(GR/T13441)
11《机械振动列车通过时引起铁路隧道内部振动的测量》(GB/T19846)
12《城市轨道交通环境振动与噪声控制工程技术规范》(HJ2055-2018)
13《环境影响评价技术导则城市轨道交通》(HJ453)
14《环境噪声与振动控制工程技术导则》(HJ2034)
15《建设项目竣工环境保护验收技术规范城市轨道交通》(HJ/T403)
16《梯形轨枕技术条件》(CJ/T401)
17《浮置板轨道技术规范》(CJJ/T191)
18《城市轨道交通初期运营前安全评估技术规范第1部分:地铁和轻轨》
(交办运2019年第17号)
19《城市轨道交通环境噪声与振动控制及评价标准》(DBJ/T15-220-2021)
20《地铁噪声与振动控制规范》(DB11/T838-2019)
21《高速铁路扣件系统试验试验方法第4部分:组装疲劳性能》(TB/T
3396.4)
27
安徽省地方标准
城市轨道交通轨道减振设计与评价标准
条文说明
28
目次
1总则.............................................................30
3轨道减振设计.....................................................31
3.1一般规定...................................................31
3.2系统设计..................................................31
3.3结构设计..................................................33
3.4减振措施及要求............................................34
4轨道减振性能评价.................................................36
4.1一般要求.......................................................36
29
1总则
1.0.1合肥市目前已开通运营5条轨道交通线,远期共规划9条轨道交通线,远
景年共规划15条轨道线,芜湖轨道交通计划建设市区线、市郊线、市域线等共
11条线路,其中市区轨交5条线,市郊轨交4条线,市域快线2条(芜宣机场
快线、南陵-繁昌-三山-江南城区-江北集中区快线),安徽省轨道交通正处于迅
速发展的阶段。随线网不断加密,在未来众多新建线路中,为满足城市环境对交
通振动控制的需要,采取轨道减振措施的线路长度不断上升。但轨道减振措施种
类较多,适用等级不同,且较普通轨道结构更复杂,在轨道交通线路设计阶段需
要明确减振等级需要、裕量设置、关键控制参数等。轨道减振性能是衡量减振效
果的重要指标,是合理选用轨道减振措施的前提,因此需要明确轨道减振性能评
价要求。
1.0.2本条明确了本文件的适用范围。城市轨道交通列车运行速度一般在
120km/h以下,120km/h以上轨道减振设计须计入速度的影响,如有需要,可参
考本文件执行。
1.0.3本条明确了本标准与其他相关标准的关系。本标准与其他相关标准的关系
是:凡本标准有规定的,应按本标准执行;本标准未作规定的,应符合国家及地
方现行有关标准的规定,或参照其他的国家及地方有关现行标准的规定执行。
30
3轨道减振设计
3.1一般规定
3.1.1参照《城市轨道交通环境振动与噪声控制工程技术规范》(HJ2055-2018)
编制。
3.1.2参照《地铁设计规范》(GB50157-2013)执行。
3.1.3参照广东省地标《城市轨道交通环境噪声与振动控制及评价标准》(DBJ/T
15-220—2021)执行。
3.1.4
(1)《环境影响评价技术导则城市轨道交通》(HJ453-2018):坚持预防为主、
防治结合原则,合理规划城市轨道交通与邻近建筑物的布局C
(2)生态环境部《城市轨道交通环境振动与噪声控制工程技术规范》(HJ
2055-2018):城市轨道交通规划设计应充分考虑沿线土地利用规划及综合交通
规划条件,依据振动与声环境质量标准及敏感建筑物使用功能需求,合理控制线
路与敏感建筑物的距离。城市轨道交通穿过处于规划阶段的振动与噪声敏感建筑
物集中区域时,应预留采取振动与噪声控制措施的条件。
(3)生态环境部《地面交通噪声污染防治技术政策》(环发(2010)7号):
坚持预防为主原则,合理规划地面交通设施与邻近建筑物布局的要求。
(4)北京市地标《地铁噪声与振动控制规范》(DB11/T838-2019):地铁振
动控制应优先通过合理设置线路走向及埋深使线路尽量远离敏感建筑物。
3.1.5
(1)《城市轨道交通环境振动与噪声控制工程技术规范》(HJ2055-2018):
环境振动与噪声控制工程应符合建设项目环境影响报告及其相关文件的要求,与
主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。
(2)北京市地标《地铁噪声与振动控制规范》(DB11/T838-2019):地铁噪
声与振动控制措施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。
3.2系统设计
3.2.1按照《地铁设计规范》(GB50157-2013)执行,一般情况下,宜预留2〜
31
3dB的减振量,可结合土层地质条件、敏感建筑物类型、线路条件、经济成本等
因素进行调整。
3.2.2
(1)参考近年来开工建设的合肥轨道交通2号线东延、4号线南延、6号线一期
等工程环境影响报告书中关于减振等级划分要求。
(2)参考合肥轨道交通减振降噪设计方案和措施选型。
3.2.3小半径曲线地段轮轨接触受力复杂,是振动防治的薄弱环节,无桩基基
础的一般的穆木、破混结构敏感建筑(多层建筑)与基础的结合较弱,对低频振
动的衰减性能较差,结合北京、上海、广州、南京、苏州等地城市轨道交通的运
营状态和振动噪声在线测试数据,半径小于等于500m的曲线地段沿线振动投诉
占比较大,对于无桩基基础的一般的砖木、砖混结构敏感建筑(多层建筑)主
耍投诉点,因此该工况减振措施的效果应考虑加强。
3.2.4对于基础较差的轻质、老旧敏感建筑(1〜2层房屋),与基础的结合较
弱,对低频振动的衰减性能较差,容易引起墙体振动,需要重视二次结构噪声的
影响。
3.2.5目前广东省、天津、上海在高架车站和换乘站按照中等减振设置,青岛、
苏州、南通、无锡等城市在换乘车站按照中等减振设置,南京在地下换乘站按照
中等减振设置、高架车站按照高等减振设置。
3.2.6〜3.2.8
(1)轨道咽喉区存在较多的小半径曲线、钢轨接头、道岔有害空间,轮轨接触
受力复杂,引起的轮轨振动较为明显,需要对咽喉区振动重点防治。
(2)对于减振需求量较大的敏感点,只依靠振源防治难以达到预期值,应多专
业措施并行,实现综合减振降噪。
3.2.9
(1)生态环境部《城市轨道交通环境振动与噪声控制工程技术规范》(HJ
2055-2018):对于古建筑、设有精密仪器的建筑物等特殊敏感目标的防护,应
结合主管部门或权属部门的技术参数要求,进行振动与噪声控制设计,必要时可
进行专项论证。
(2)文物保护单位的防护按照《古建筑防工业振动技术规范》(GB/T50452)
执行。
32
(3)精密仪器实验室等的防护参照《电子工业防微振工程技术规范》(GB
51076-2015)和相关部门的技术参数要求执行。
3.3结构设计
3.3.1为保证运营期间减振措施的服役效果、结构的可靠性,减少养护维修工作
量。
3.3.2按照《地铁设计规范》(GB50157-2013)执行。
3.3.3设置轨道减振措施的地段应保证列车运行安全性、平稳性和舒适性,按照
相关规范要求执行。
3.3.4
(1)参考《环境影响评价技术导则城市轨道交通》(HJ453-2018)第9.3.3
条:减振轨道的标准有效长度应至少在振动环境保护目标两端各延长20m。
(2)参考《工程隔振设计标准》(GB50463)执行。
(3)根据合肥轨道交通减振降噪设计原则执行。
(4)参照广东省地标《城市轨道交通环境噪声与振动控制及评价标准》(DBJ/T
15-220—2021)o
3.3.5
(1)按照《地铁设计规范》(GB50157-2013)执行。
(2)参考《工程隔振设计标准》(GB50463)执行。
(3)参考《环境影响评价技术导则城市轨道交通》(HJ453-2018)第9.3.3
条:一条线路不宜采用过多的减振轨道类型和减振产品,每种减振轨道的标准有
效长度不宜低于列车长度。
(4)根据合肥轨道交通减振降噪设计原则执行。
(5)参照广东省地标《城市轨道交通环境噪声与振动控制及评价标准》(DBJ/T
15-220—2021)o
3.3.6
(1)参考《环境影响评价技术导则城市轨道交通》(H
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