CN113447220B - 用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统 - Google Patents

用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113447220B
CN113447220B CN202110502077.9A CN202110502077A CN113447220B CN 113447220 B CN113447220 B CN 113447220B CN 202110502077 A CN202110502077 A CN 202110502077A CN 113447220 B CN113447220 B CN 113447220B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
building
analogy
prediction
vehicle section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110502077.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113447220A (zh
Inventor
何蕾
宋瑞祥
邬玉斌
吴雅南
吴丹
刘必灯
吴琼
张婧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Municipal Institute of Labour Protection
Original Assignee
Beijing Municipal Institute of Labour Protection
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Municipal Institute of Labour Protection filed Critical Beijing Municipal Institute of Labour Protection
Priority to CN202110502077.9A priority Critical patent/CN113447220B/zh
Publication of CN113447220A publication Critical patent/CN113447220A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113447220B publication Critical patent/CN113447220B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及土木建筑工程领域与环境振动技术领域，尤其涉及一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统，系统包括车辆段地铁振动数据库、类比性评价模块、振动测量模块以及解算与预测模块，还包括如下步骤：S1，选择合适的车辆段上盖建筑作为振动预测的类比对象；S2，通过现场实测或实验的方式获取由振动源强至建筑室内各房间楼板中心位置处的一系列振动传递函数；S3，对准备预测的车辆段内的振动源强进行实测或类比测试；S4，把步骤S3中通过实测或类比测试得到的振动信号结合步骤S2中得出的振动传递函数进行振动预测计算。本发明综合考虑振动源强及结构楼板频域上的振动耦合特性，实现有效的振动预测手段，提高预测结果精准度。

Description

用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统
技术领域
本发明涉及土木建筑工程领域与环境振动技术领域，尤其是涉及一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统。
背景技术
地铁车辆段是地铁列车停放以及检修的场站空间，其作为城市交通网络的节点，在占用大量城市用地的同时(单个车辆段占地面积约 30公顷)拥有便利的交通条件。对车辆段上盖进行物业开发和综合利用，即综合利用车辆段的上部空间(包括库区上盖、线路周边的落地区)等建设居住文教、商业、办公等城市功能区，不仅能够集约节约利用土地，还能刺激交通节点区域经济发展，促进轨道交通与城市空间融合，形成高效紧凑的城市功能区。
考虑到车辆段上盖物业与轨道线路间特殊的位置和结构关系，轮轨相互作用产生的振动影响是车辆段上盖开发所面临的首要环境污染问题。为严格执行《城市区域环境振动标准》(GB10070-88)及相关标准要求，保证上盖区域良好的声与振动环境品质，建设单位投入大量人力物力进行地铁环境振动控制，其首要任务即对上盖建筑室内所受振动影响进行快速准确的预测计算。
当前普遍采用的地铁环境振动预测方法包括数值仿真法、经验模型法及类比测试法。数值仿真法在建立“轨道-道床-岩土介质-建筑结构”模型的基础上得到精确的结构振动响应，但需要相对准确的结构设计图纸和大规模高速计算平台，且成本高、耗时长，不适用于建筑结构设计反复调整变化的前期开发阶段；经验模型法从源到建筑结构的传播链路出发，依托海量数据汇总形成的影响因子敏感性展开分析，应用较为成熟的包括美国FTA、《环境影响评价技术导则城市轨道交通》(HJ453-2018)中附录D和《地铁噪声与振动控制规范》 (DB838-2019)中附录B提供的经验公式，涉及地面线和地下线振动影响，侧重考虑振动在岩土介质中的衰减，但未充分考虑从轨道至直接坐落于轨道上方的上盖建筑室内振动的振动传递特性，在车辆段土地综合利用的地铁环境振动预测中采用较少；类比测试法基于两个振动系统各物理参数要素的相似性，用类比对象的实测结果近似作为研究对象的预测值，该方法简便易行，在地铁环境振动预测最直接且较为采用的方式，但传统的类比测试方法存在如下缺陷：(1)预测量基于最大Z振级VLZmax，仅能反映振动加速度的量值水平，不能反映振动的频率特征；(2)类比特征仅反映建筑结构体量，不能反映局部楼板的自振特性，势必影响预测结果的精度。
发明内容
本发明提供一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统，能综合考虑振动源强及结构楼板频域上的振动耦合特性，实现快速有效的振动预测手段，有利于提高预测结果的精准度。
本发明提供一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，包括如下步骤：
S1，选择合适的车辆段上盖建筑作为振动预测的类比对象；
S2，通过现场实测或实验的方式获取类比对象由振动源强至上盖建筑室内各房间楼板中心位置处的一系列振动传递函数；
S3，对准备预测的车辆段内的振动源强进行实测或类比测试；
S4，把步骤S3中通过实测或类比测试得到的振动信号数据结合步骤S2中得出的振动传递函数进行振动预测计算。
根据本发明提供的一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，在所述步骤S2中，所述房间的选择对象为楼板面积尺寸大于10m2的房间。
根据本发明提供的一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，在所述步骤S2中，所述振动源强的位置为轨道中心线以外2.5m处或建筑结构落地的竖向构件处。
根据本发明提供的一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，所述步骤S2中，现场实测方式为在列车实际出入库情况下同步测试源强和室内楼板的振动响应信号数据，现场实验的方式为通过人工激励的方式获取源强位置至室内楼板的振动响应信号数据。
根据本发明提供的一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，所述步骤S2中，获取振动传递函数的实现方法为分别测试得到振动源强和上盖建筑室内各房间楼板中心位置的振动加速度时程数据，时程数据经过傅里叶变换后再求解振动源强位置到上盖建筑室内各房间楼板中心位置的振动传递函数。
根据本发明提供的一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，所述步骤S3中，源强类比性评价的考虑因素包括车型、车速、轨道结构型式、减振措施等，源强实测的考虑因素为车辆段列车在实际运营时的出入库车速、出入库工况等。
根据本发明提供的一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，在所述步骤S3中，所述振动源强的位置为轨道中心线以外2.5m处或建筑结构落地的竖向构件处，且应与所述步骤S2中所述源强的位置一致。
根据本发明提供的一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，在所述步骤S4中，振动预测计算的实现方法为将步骤 S3中测到的源强振动信号数据输入至步骤S2中所得到的一系列振动传递函数中并解算步骤S2中的一系列振动传递函数，以反演出对应的振动响应频域信号，再进一步获得响应信号的评价指标，得到振动预测值。
根据本发明提供的一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，在所述步骤S2中得到的一系列传递函数均参与求解，得到各房间的振动预测值，依据振动预测值最大的结果进行对室内的振动评价。
针对实现上述的一种用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，本发明提供一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测系统，分别设置有车辆段地铁振动数据库、类比性评价模块、振动测量模块以及解算与预测模块，所述车辆段地铁振动数据库用于存储和管理车辆段区域振动源强、上盖建筑的室内振动数据，提供多个可参考的类比对象及实测数据，所述类比性评价模块用于评判传递关系、源强类比的合理性，选择合适的类比对象，提供可靠的振动传递函数和类比源强，所述振动测量模块用于获取振动激励源强与振动响应，包括传感器、数据采集设备和数据分析系统，所述解算与预测模块用于依据所述振动测量模块得到的振动信号解算振动传递函数，并进行振动预测计算。
本发明提供一种适用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统，首先通过步骤S1选择合适的车辆段上盖建筑作为振动预测的类比对象，选择合适的类比对象建筑后，接着在步骤S2中通过现场实测或实验的方式获取类比对象由振动源强至上盖建筑室内各房间楼板中心位置处的一系列振动传递函数，确定了振动预测计算的解算函数公式，然后在步骤S3中对准备预测的车辆段内的振动源强进行实测或类比测试，从而能获取相应的振动信号数据，最后在步骤S4中把步骤S3中通过实测或类比测试得到的振动信号数据结合步骤S2中得出的振动传递函数进行振动预测计算，最终便可以根据计算结果预测地铁车辆段上盖建筑室内的振动情况，该类比预测方法综合考虑了振动源强及结构楼板频域上的振动耦合特性，实现快速有效的振动预测手段，有利于提高预测结果的精准度。同时，本发明的类比预测系统包括车辆段地铁振动数据库、类比性评价模块、振动测量模块、解算与预测模块，通过车辆段地铁振动数据库用于存储和管理车辆段区域振动源强、上盖建筑的室内振动数据，提供多个可参考的类比对象及实测数据，通过类比性评价模块选择理想的类比建筑目标和类比源强测试目标，通过振动测量模块获取实际运营或试验条件下振动源强和建筑室内各房间楼板中心位置的振动信号，通过解算与预测模块求解频域内振动传递函数，进行频域内振动预测计算，可得到符合国家标准规范要求的时域信号统计结果，按照相关标准规范进行对标分析。采用基于源强频域修正的振动类比预测方法，不需要建立复杂的数值仿真模型，通过简单的测试与解算可确定源强特性及建筑结构楼板的振动传递特性，并且考虑到了源强与楼板振动特性的耦合关系，可以方便、快速的确定目标建筑楼板的振动响应，预测结果的精准度更高，解决了普通类比方法中无法得到频域评价指标的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是车辆段上盖建筑振动影响示意图；
图2是预测流程示意图；
图3是本发明的公式一示意图；
图4是本发明的公式二示意图；
图5是本发明的公式三示意图；
图6是本发明的公式四示意图；
图7是本发明的公式五示意图；
图8是预测系统结构示意图；
图9是力锤激励信号示意图；
图10是实测建筑的室内振动响应及三分之一倍频程示意图；
图11是类比性评价表格。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1和图2描述本发明的一种用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，包括如下步骤：
S1，选择合适的车辆段上盖建筑作为振动预测的类比对象；
S2，通过现场实测或实验的方式获取类比对象由振动源强至建筑室内各房间楼板中心位置处的一系列振动传递函数；
S3，对准备预测的车辆段内的振动源强进行实测或类比测试；
S4，把步骤S3中通过实测或类比测试得到的振动信号数据结合步骤S2中得出的振动传递函数进行振动预测计算。
本实施例的类比预测方法，首先通过步骤S1选择合适的车辆段的上盖建筑作为振动预测的类比对象，选择合适的类比对象建筑后，接着在步骤S2中通过现场实测或实验的方式获取类比对象由振动源强至建筑室内各房间楼板中心位置处的一系列振动传递函数，确定了振动预测计算的解算函数公式，然后在步骤S3中对准备预测的车辆段内的振动源强进行实测或类比测试，从而能获取相应的振动信号数据，最后在步骤S4中把步骤S3中通过实测或类比测试得到的振动信号数据结合步骤S2中得出的振动传递函数进行振动预测计算，最终便可以根据计算结果预测地铁车辆段上盖建筑室内的振动情况，该类比预测方法综合考虑了振动源强及结构楼板频域上的振动耦合特性，实现快速有效的振动预测手段，有利于提高预测结果的精准度。
在步骤S1中，为了选择合适的类比对象建筑，类比建筑与预测建筑间应包括但不限于如下类比条件：包括建筑结构形式、户型尺寸、楼板厚度、落地构件型式等。
在步骤S2中，具体地，房间的选择对象应考虑楼板面积尺寸大于 10m2的房间，而振动源强的位置为轨道中心线以外2.5m处或建筑结构落地的竖向构件处，如立柱、剪力墙等，均可以使后续的预测数据更具参考性。
另外，步骤S2中现场实测方式为在列车实际出入库情况下同步测试源强和室内楼板的振动响应信号数据，现场实验的方式为通过人工激励的方式获取源强位置至室内楼板的振动响应信号数据，人工激励方式包括但不限于锤击法等，源强位置与楼板振动响应测试应完全同步；如采用冲击信号获得振动传递关系时，冲击锤(力锤)是产生脉冲激励常用的激励装置，可进行多次随机敲击获得随机冲击信号，激励信号应至少含有1-100Hz的频域宽度，理论分析时，冲击力时域信号近似用半个正弦波表示，表示公式为如图3所示的公式一，把公式一通过傅氏变换(即力谱)，转换成的函数公式为如图4所示的公式二，在公式二中，A0表示冲击力幅值，τ为脉冲激励信号宽度(激励作用时间)。一般来说，冲击力在低频段能量近似均匀分布，而在高频段能量逐步衰减。研究表明，地铁影响下建筑结构楼板振动响应以低阶垂向碟形振型为主，楼板的一阶垂向主频范围不超过1-100Hz，满足振动预测需要。
具体地，所述步骤S2中，获取振动传递函数的实现方法为分别测试得到振动源强和上盖建筑室内楼板位置的振动加速度时程数据，时程数据经过傅里叶变换后再求解振动源强位置到上盖建筑室内楼板位置的振动传递函数，振动传递函数的数学表达式为如图5所示的公式三，公式三中，T(w)为线性系统的传递函数，I(t)为源强位置振动响应时域信号，R(t)为楼板振动响应时域信号，I(w)为源强位置振动响应频域信号，R(w)为楼板振动响应频域信号。
在步骤S3中，为了让预测结果更具参考性，源强类比性评价的考虑因素包括车型、车速、轨道结构型式、减振措施等，源强实测的考虑因素为车辆段列车在实际运营时的出入库车速、出入库工况，振动源强的位置为轨道中心线以外2.5m处或建筑结构落地的竖向构件处，但应当与步骤S2中所测传递函数的激励(源强)位置一致。
在步骤S4中，振动预测计算的实现方法为将步骤S3中测到的源强振动信号数据输入至步骤S2中所得到的一系列振动传递函数中并解算步骤S2中的一系列振动传递函数，以反演出对应的楼板振动响应频域信号，再进一步获得响应信号的评价指标，预测得到频域信号数学表达式为如图6所示的公式四，在公式四中，T(w)为步骤S2中得到的线性系统的传递函数，I'(w)为预测车辆段源强位置振动响应频域信号，R'(w)为预测建筑楼板振动响应频域信号。而预测建筑楼板时域信号最大Z振级的数学表达式为如图7所示的公式五，公式五中，Li为每个频带的振动加速度级，单位为dB；a0为基准加速度， a0＝1x10-6m/s2；Vlz为振动计权加速度级，单位为dB；ai为各个频带的计权因子，单位为dB，应根据实际要求参考相应标准规范，包括但不限于ISO 2631-1:1985/1997《Mechanical vibration and shock-Evaluation of human exposure to whole-body vibration-Part 1:Generalrequirements》。
还需要说明的是，在所述步骤S2中得到的一系列传递函数均参与求解，得到各房间的振动预测值，依据振动预测值最大的结果进行对室内的振动评价。
另外，为实现上述类比预测方法，本实施例还提供一种用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测系统，如图1、图2、图8～图10 所示，分别设置有车辆段地铁振动数据库、类比性评价模块、振动测量模块以及解算与预测模块。
车辆段地铁振动数据库用于存储和管理车辆段区域振动源强、上盖建筑室内振动数据，提供大量可参考的类比对象及实测数据，包括但不限于：线路源强数据存储、室内振动数据存储、测试条件记录与存储、现场影像资料存储等。
类比性评价模块用于评判传递关系、源强类比的合理性，选择合适的类比对象，提供可靠的振动传递函数和类比源强，其包含如下两个方面的评价内容：
1、建筑结构振动特性类比性评价：评价因素包括建筑布局、结构型式、层数、楼板尺寸、楼板厚度、装修面层做法等；
2、源强类比性评价：评价因素包括车型、车轮质量、转向架质量、车体质量、一系悬挂阻尼和刚度、二系悬挂阻尼和刚度、轨面粗糙度、车速、轨道结构型式等。
振动测量模块用于获取振动激励源强与振动响应，包括传感器、数据采集设备和数据分析系统。其中，获取振动传递关系时，振动激励与多点振动响应测试应完全同步。另外，传感器为振动响应加速度传感器，放置方式为铅垂向，并与结构固连好，轨道中心线2.5m处的传感器安装应利用钢钎打入路基，结构上的传感器安装应采用磁座吸合。
解算与预测模块用于依据振动测量模块得到的振动信号解算振动传递函数，并进行振动预测计算。
通过类比性评价模块选择理想的类比建筑目标和类比源强测试目标，通过振动测量模块获取实际运营或试验条件下源强和建筑室内目标位置的振动信号，通过解算与预测模块求解频域内振动传递函数，进行频域内振动预测计算，可得到符合国家标准规范要求的时域信号统计结果，按照相关标准规范进行对标分析。采用基于源强频域修正的振动类比预测方法，不需要建立复杂的数值仿真模型，通过简单的测试与解算可确定源强特性及建筑结构的振动传递特性，并且考虑到了源强与楼板振动特性的耦合关系，可以方便、快速的确定目标建筑楼板的振动响应，预测结果的精准度更高，解决了普通类比方法中无法得到频域评价指标的问题。
具体地，上述类比预测系统的具体操作过程如下：通过系统中的车辆段地铁振动数据库，存储和管理车辆段区域振动源强、上盖建筑室内振动数据，提供大量可参考的类比对象及实测数据；进行振动预测时，通过类比性评价模块，根据预测对象的实际情况，在车辆段振动数据库系统中分别检索适宜的振动传递函数和类比源强，收集利用振动测量模块采集到的激励源强与振动响应，最后利用振动解算与预测模块求解传递函数，并进行振动预测解算。
在车辆段地铁振动数据库中，存储和管理各类型车辆段区域轨道线路振动源强数据、上盖建筑室内振动数据，数据类型包括但不限于：车辆段基本信息(包括但不限于车型、编组、轨道结构型式、运行车速等)、开发建筑基本信息(包括但不限于建筑功能、结构型式、与盖下结构转换关系等)，测点信息描述(位置、传感器型号、安装方式等)，源强测试数据及建筑室内振动响应数据等。
接着，通过类比性评价模块进行两类类比性的评判，以确定合适的类比对象，其一为盖下源强至上盖建筑的传递关系类比性，其二为线路源强的类比性，类比性评判可参考如图11所示的表格。
然后，通过振动测量模块进行线路源强和上盖建筑室内振动响应测量，振动测量模块包括振动加速度传感器、数据采集设备和数据分析系统，振动加速度传感器应至少满足1-80Hz频率范围内测量精度要求，型号可选择INV 9828、B&K 8344等；振动源强测量时，振动加速度传感器的应铅垂向安装，典型位置可选择轨枕、轨道中心线两侧2.5m或7.5m处、立柱1.5m或其他高度处；振动源强测量时，测试车辆应处于正常运行工作，列车参考速度应在预测断面设计速度的 75％-125％范围内，可以为正常运营状态或协调调车运行，一般来说，库内线运行车速约为5km/h，咽喉区列车运行车速约为15km/h，试车线运行车速昼间不低于60km/h,夜间不高于40km/h，为保证数据样本量，建议列车往复运行至少不低于5次；振动测量以获取振动传递关系时，振动激励与上盖建筑室内振动响应测量应同步进行，上盖建筑室内振动响应测量点应选取室内地板中央，建筑室内有多个房间时，建议对大于10m2的房间楼板振动均进行测量；建筑有多个楼层时，至少应对首层、中间层、顶层的房间进行振动监测，楼层数大于30F时，应适当均匀加密测试楼层数。其中，振动传递关系中的振动激励可以为列车运行(实际运营工况或人工调车运行工况)，也可以为人工激励(以力锤激励为主，应满足1-100Hz的激振频率)。
最后，采用解算与预测模块进行计算时，振动传递函数解算为将振动源强和建筑室内振动响应位置处的振动加速度时程经过傅里叶变换，反演出对应的频域信号，然后求解振动源强位置到目标位置的振动传递函数，振动传递函数公式如图5所示的公式三，公式三中， T(w)为线性系统的传递函数，I(t)为源强位置振动响应时域信号，R(t) 为楼板振动响应时域信号，I(w)为源强位置振动响应频域信号，R(w) 为楼板振动响应频域信号。
利用振动传递函数进行振动预测时，将实测或类比得到的源强振动信号输入至上述一系列振动传递函数中，以反演出对应的振动响应频域信号，预测得到频域信号数学表达式为如图6所示的公式四，公式四中，I'(w)为预测车辆段源强位置振动响应频域信号，R'(w)为预测建筑楼板振动响应频域信号。
最后预测建筑楼板时域信号最大Z振级的数学表达式为如图7所示的公式五，公式五中，Li为每个频带的振动加速度级，单位为dB； a0为基准加速度，a0＝1x10-6m/s2；Vlz为振动计权加速度级，单位为 dB；ai为各个频带的计权因子，单位为dB，应根据实际要求参考相应标准规范，包括但不限于ISO 2631-1:1985/1997《Mechanical vibration and shock-Evaluation of human exposure to whole-body vibration-Part 1:Generalrequirements》。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，选择合适的车辆段上盖建筑作为振动预测的类比对象；其中，类比建筑与预测建筑的类比条件包括：建筑结构形式、户型尺寸、楼板厚度、落地构件型式；
S2，通过现场实测或实验的方式获取类比对象由振动源强至上盖建筑室内各房间楼板中心位置处的一系列振动传递函数；所述现场实验的方式为通过人工激励的方式获取源强位置至室内楼板的振动响应信号数据；所述步骤S2中，获取振动传递函数的实现方法为分别测试得到振动源强和上盖建筑室内各房间楼板中心位置的振动加速度时程数据，时程数据经过傅里叶变换后再求解振动源强位置到上盖建筑室内各房间楼板中心位置的振动传递函数；振动传递函数的数学表达式为如下：
Figure FDA0003901592160000011
其中，T(ω )为线性系统的传递函数，I(t)为源强位置振动响应时域信号，R(t)为楼板振动响应时域信号，I(ω )为源强位置振动响应频域信号，R(ω )为楼板振动响应频域信号；
S3，对准备预测的车辆段内的振动源强进行实测或类比测试；所述振动源强的位置，与步骤S2中所测传递函数的源强位置一致；
S4，把步骤S3中通过实测或类比测试得到的振动信号数据结合步骤S2中得出的振动传递函数进行振动预测计算，在所述步骤S4中，振动预测计算的实现方法为将步骤S3中测到的源强振动信号数据输入至步骤S2中所得到的一系列振动传递函数中并解算步骤S2中的一系列振动传递函数，以反演出对应的振动响应频域信号，再进一步获得响应信号的评价指标，得到振动预测值，预测得到频域信号数学表达式如下：
R'(ω)＝T(ω)I'(ω)，
其中，T(ω )为步骤S2中得到的线性系统的传递函数，I'(ω )为预测车辆段源强位置振动响应频域信号，R'(ω )为预测建筑楼板振动响应频域信号；而预测建筑楼板时域信号最大Z振级的数学表达式为如下：
Figure FDA0003901592160000021
Figure FDA0003901592160000022
其中，Li为每个频带的振动加速度级，单位为dB；a0为基准加速度，a0＝1x10-6m/s2；Vlz为振动计权加速度级，单位为dB；ai为各个频带的计权因子，单位为dB。
2.根据权利要求1所述的用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述房间的选择对象为楼板面积尺寸大于10m2的房间。
3.根据权利要求1所述的用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述振动源强的位置为轨道中心线以外2.5m处或建筑结构落地的竖向构件处。
4.根据权利要求1所述的用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，其特征在于，所述步骤S2中，获取振动传递函数的实现方法为分别测试得到振动源强和上盖建筑室内各房间楼板中心位置的振动加速度时程数据，时程数据经过傅里叶变换后再求解振动源强位置到上盖建筑室内各房间楼板中心位置的振动传递函数。
5.根据权利要求1所述的用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，其特征在于，所述步骤S3中，源强类比性评价的考虑因素包括车型、车速、轨道结构型式、减振措施，源强实测的考虑因素为车辆段列车在实际运营时的出入库车速、出入库工况。
6.根据权利要求5所述的用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，其特征在于，在所述步骤2中得到的一系列振动传递函数均参与求解，得到不同房间内的振动预测值，依据最大的振动预测值对室内环境振动进行评价。
7.一种用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测系统，其特征在于，针对实现权利要求1所述的一种用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法，分别设置有车辆段地铁振动数据库、类比性评价模块、振动测量模块以及解算与预测模块，所述车辆段地铁振动数据库用于存储和管理车辆段区域振动源强、上盖建筑的室内振动数据，提供多个可参考的类比对象及实测数据，所述类比性评价模块用于评判传递关系、源强类比的合理性，选择合适的类比对象，提供可靠的振动传递函数和类比源强，所述振动测量模块用于获取振动激励源强与振动响应，包括传感器、数据采集设备和数据分析系统，所述解算与预测模块用于依据所述振动测量模块得到的振动信号解算振动传递函数，并进行振动预测计算。
CN202110502077.9A 2021-05-08 2021-05-08 用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统 Active CN113447220B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110502077.9A CN113447220B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110502077.9A CN113447220B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113447220A CN113447220A (zh) 2021-09-28
CN113447220B true CN113447220B (zh) 2022-12-20

Family

ID=77809727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110502077.9A Active CN113447220B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113447220B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113916368B (zh) * 2021-12-14 2022-03-22 中国铁路设计集团有限公司 轨道交通地下线引起的环境振动及二次结构噪声预测方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105241543A (zh) * 2015-09-02 2016-01-13 上海市环境科学研究院 高架轨道交通引起的地面振动快速预测方法
WO2017070301A1 (en) * 2015-10-20 2017-04-27 International Electronic Machines Corp. Operations monitoring for effect mitigation
CN106124148B (zh) * 2016-08-16 2018-05-01 中国铁道科学研究院城市轨道交通中心 一种深孔传递函数测试系统及其测试方法
CN106250653B (zh) * 2016-08-16 2019-02-22 北京交通大学 一种全信息高精度传递函数预测方法
CN109635327B (zh) * 2018-11-07 2022-12-20 北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所 轨道交通振动影响的建筑物减振方法及减振效果评价方法
CN110334393B (zh) * 2019-05-24 2022-10-21 北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所 轨道交通环境振动预测方法、预测系统及减振措施评价方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113447220A (zh) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zou et al. Train-induced field vibration measurements of ground and over-track buildings
Olivier et al. The effect of embankment on high speed rail ground vibrations
Qu et al. Experimental study on ground vibration induced by double-line subway trains and road traffic
Kouroussis et al. On the interest of integrating vehicle dynamics for the ground propagation of vibrations: the case of urban railway traffic
Li et al. Dynamic simulation and characteristics analysis of traffic noise at roundabout and signalized intersections
CN106650825A (zh) 一种机动车尾气排放数据融合系统
CN104598757B (zh) 轨道区域交通噪声预测方法
CN113447220B (zh) 用于地铁车辆段上盖建筑室内振动的类比预测方法及系统
Qu et al. Ground vibration induced by maglev trains running inside tunnel: Numerical modelling and experimental validation
Zhang et al. Semi-analytical simulation for ground-borne vibration caused by rail traffic on viaducts: Vibration-isolating effects of multi-layered elastic supports
Shi et al. Subway‐Induced Vibration Measurement and Evaluation of the Structure on a Construction Site at Curved Section of Metro Line
CN105241543A (zh) 高架轨道交通引起的地面振动快速预测方法
Zhao et al. Deflection test and modal analysis of lightweight timber floors
Li et al. Prediction of ground-borne vibration from random traffic flow and road roughness: Theoretical model and experimental validation
Hu et al. Train-induced vibration attenuation measurements and prediction from ground soil to building column
CN104021669A (zh) 本地化道路交通噪声源强模型的快速构建方法
Yao et al. Building vibration prediction induced by moving train with random forest
Li et al. A maximum noise-level prediction method for high-speed railways in China: A case study using the Baiyun campus of Guangdong polytechnic normal university
CN114564818A (zh) 一种基于监测的地铁振动环境影响预测方法
Yuan et al. Analytical layer element with a circular cavity and its application in predicting ground vibrations from surface and underground moving sources
Wang et al. Prediction method of ground vibration caused by high-speed railway based on the formula from the Federal Transportation Administration
CN116502307A (zh) 地铁运营对邻近建筑项目振动及二次噪声影响评估方法
CN106844971B (zh) 基于逆边界元的轨道交通桥梁噪声反演预测方法
Wang et al. Assessment and mitigation of railway-induced environmental vibrations over underground comprehensive transportation hub
CN115510711A (zh) 一种地铁过江隧道振动噪声特性分析方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant