引言
随着轨道交通的迅速发展，负责列车日常检修与维护的车辆段也越来越多。目前增加车辆段的土地利用率常见的做法是在车辆段上盖大平台上进行商业开发，建设住宅以及商业区等。列车在检修维护运行时产生的振动沿下部结构向上传播，造成上部建筑结构的二次振动，此类振动对结构安全性不会产生影响，但会影响建筑物内居住的人的生活质量，降低建筑的适用性能。
本文根据珠海有轨电车的车辆段和行车段的实测数据，设计相关程序，分析有轨电车运行中上盖和沿线的振动规律，分析成果对提高地铁上盖物业适用性和城市土地综合利用效率问题具有重要的理论意义和实用价值。
振动舒适度分析
01
工程概况
对珠海现代有轨电车1号线的车辆段和行车段进行了现场实测，分析了有轨电车运行对沿线和上盖建筑振动舒适度的影响。
在车辆段的上盖建筑设置了34个测点，研究电车引发的振动在竖向的传播规律。在设定的测点处进行现场实测，并计算了电车行驶过程中测点处的铅垂向Z振级。
图1 车辆段上盖结构建筑分布
02
上盖结构振动舒适度分析
电车从进入车辆段至车辆完全停止，大约需要6分钟的时间，因此每个测点采集时间300秒，采集时间为电车开始进入车辆段园区内到车辆完全停止。限于篇幅，图2仅列出综合楼右4F第3层测点1的加速度时程曲线、1/3倍频程谱的分析结果以及测点的铅垂向Z振级图随时间的变化关系图。各测点的1/3倍频程谱的分析结果具有相似性，各测点在16-20Hz的中心点处具有最大的峰值，说明测量点的振动主要集中在16-20Hz区间，电车引起的高频振动在上部结构几乎已经完全消散，振动能量集中的区域是车辆段内结构中的机器运转引发的振动以及电车运行传至上部的低频振动。从测点的铅垂向Z振级随时间的变化关系来看，电车运行过程对上部结构造成了一定的影响，被测的测点处铅垂向Z振级在电车运行过程中出现较明显的增加。
(a) 测点加速度时程曲线
(b) 测点的1/3倍频程谱
(c) 测点的铅垂向Z振级随时间变化图
图3是4F综合楼、5F综合楼、车辆段上盖平台的34个测点的电车收发车或电车检修引发的上部结构振动的铅垂向Z振级计算结果。参考《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》 ，综合楼的振动限值为70dB，从图3中可看出，4F综合楼、5F综合楼、车辆段上盖平台的铅垂向Z振级在64dB附近，均未超过限值，综合楼以及车辆段的上盖平台的振动舒适度满足要求。
(a) 各测点铅垂向Z振级
(b) 图例说明
图3 4F综合楼、5F综合楼、车辆段上盖平台的铅垂向Z振级
结论
1.有轨电车的收发车和检修不影响上部结构的振动舒适度，有轨电车运行引发的高频振动传至上部结构几乎已完全消散，上部结构的振动以有轨电车传至上部的低频振动以及结构相关附属机器的振动为主，可通过控制楼内的附属机器的振动对上部结构的振动舒适度进行有效控制。
2. 减小有轨电车的行驶速度或者增加建筑物和振动源的距离可明显控制振动加速度级，在电车不同的运行速度下，有轨电车运行引发的振动在水平方向大于30米时几乎完全衰减，在车辆段区间内，由于电车的行驶速度很慢，水平距离大于20米即可保证其铅垂向Z振级符合规范对于上盖结构的铅垂向Z振级的要求。
3. 车辆段的上盖建筑、上盖平台普遍离振动源距离大于20米，若考虑振动在竖向的衰减因素，上盖建筑和上盖平台几乎不会受有轨电车收发车和检修的振动的影响。
文章来源：张锦东,卢家森,罗晓群,张其林, 《城市有轨电车引发的建筑结构振动响应》
参考资料：《计算机辅助工程》，2019,28（2）：42:46