高架轨道交通引起的环境振动对人体舒适度的影响研究

摘要

高架轨道列车运行会对周边环境产生振动污染，包括对周边的居住人群、建筑结构物、精密仪器、既有线路、古代建筑群等产生影响，随着轨道交通网络密集度不断增加，列车振动引起的环境问题成为国内外关注的热点。城市轨道交通中列车引起的振动是一个异常复杂的问题，涉及车辆，轨道.桥梁.地基各子系统的响应和整个系统的耦合，而这种响应和耦合的振动效应将直接影响着轨道交通沿线人们的生活品质。本文采用理论解析、实地调查、数值模拟等手段较系统的分析了高架轨道列车振动在周边地表和建筑内的传播规律，研究分析了高架轨道列午振动对临近建筑内人体舒适度的影响。主要研究工作包括以下几个方面。
　　 首先，建立了车辆-轨道系统动力学模型，分析得到了轨道不平顺谱，编制程序计算得到了较为可靠的车辆随机振动荷载时程谱，并将其应用到随后的数值分析中。
　　 其次，建立了三维桥梁-土体-建筑有限元模型，根据实际情况选用合理的边界条件，讨论了能量的逸散问题，分析了列车振动在建筑内的振动传播规律。并具体分析建筑结构的振动响应与列车的运行速度、建筑物与高架线的距离以及建筑物的结构形式、结构刚度和基础类型等的相关性，得到了地铁引起的周围振动的相关规律，并与已有研究成果进行对比，验证本文模型的可靠性。
　　 最后，结合数值模拟和问卷调查，建立了基于模糊理论的屡次分析法模型，分析评价了高架轨道列车振动对人体舒适皮的影响。分析表明，在距轨道交通线一定范围内列车振动仅对部分人有影响，并不会影响到住宅区内所有人。采用层次分析法得到的结论与该地环境振动舒适性凋查的实际统计结果吻合，表明这种评价方法能够一定程度上反映高架段列车运营造成的环境振动对沿线居民舒适性的影响。随着轨道线路运行速度的提高，采取适当的减振措施是必要的。