北京地鐵平西府車輛段減振扣件改造測試分析

孟磊 張衡 安小詩

摘 要：為滿足北京地鐵平西府車輛段停車列檢庫地鐵上蓋物業(yè)開發(fā)的減振需求，將該庫第27股道（西側(cè)）原有的普通扣件更換為減振扣件，對其試鋪前后分別進行同種工況下的測試，測試內(nèi)容包括鋼軌、道床、墻壁的垂向振動加速度，鋼軌的內(nèi)外側(cè)垂向和水平向動態(tài)變形，并對改造前后所測的數(shù)據(jù)進行分析，最后得出該種減振扣件的減振性能可滿足設(shè)計要求，鋼軌除垂向變形有較大幅度增加外，水平向形變基本與之前保持一致，達到預期的指標。

關(guān)鍵詞：地鐵;上蓋物業(yè);減振扣件;改造;測試分析;振動加速度;軌道動態(tài)變形

中圖分類號：U213.5

地鐵上蓋物業(yè)開發(fā)在北京起步相對較早，在解決了土地資源浪費問題的同時也帶來了一定的振動噪聲擾民問題，目前北京規(guī)劃上蓋物業(yè)并投入使用的車輛段有北京地鐵8號線平西府車輛段、北京地鐵10號線五路車輛段和北京地鐵9號線郭公莊車輛段等。北京地鐵8號線平西府車輛段停車列檢庫上方進行了物業(yè)開發(fā)，其上方的9棟住宅樓已經(jīng)入住。國內(nèi)大部分規(guī)劃的上蓋物業(yè)在車輛段建設(shè)期間已加裝了減振降噪設(shè)施，但由于在車輛段建設(shè)時期該庫使用的是普通扣件，不能滿足減振要求。為此，將該庫第27股道（西側(cè)）原有的普通扣件更換為JT-KJ-1型減振扣件，在扣件更換前后對鋼軌、道床、墻壁振動加速度、鋼軌動態(tài)變形進行測試，分析驗證其減振性能及安全性能。

1 測試內(nèi)容

1.1 振動加速度

此次測試斷面選取在平西府車輛段停車列檢庫第27股道（西側(cè)）的中間位置，分別對普通扣件（斷面1）與減振扣件（斷面2）進行了測試，振動加速度測試的測點布置如表1所示，現(xiàn)場照片如圖1所示。

1.2 鋼軌動態(tài)變形

鋼軌動態(tài)變形是指鋼軌相對于道床的變形。在斷面的兩根鋼軌上均布設(shè)外側(cè)垂向、內(nèi)側(cè)垂向和外側(cè)水平向等測點，每個測試斷面的測點布置如表2所示，現(xiàn)場照片如圖2所示。

2 測試數(shù)據(jù)分析

列車采用拉抽屜進出庫的方式配合測試。測試時，列車出入庫的速度等工況與正常運營時相同，分別采集斷面1與斷面2出入庫各12組數(shù)據(jù)。

2.1 測試結(jié)果

列車出庫時，斷面1、2各測點實測數(shù)據(jù)在不計權(quán)情況下1～800Hz 1/3倍頻程中心頻率對應(yīng)的振動加速度級（以下簡稱“振級”）分別如圖3和圖4所示。

列車入庫時，斷面1、2各測點實測數(shù)據(jù)在不計權(quán)情況下1～800Hz

1/3倍頻程中心頻率對應(yīng)的振級分別如圖 5和圖6所示。

道床和墻壁的振動加速度數(shù)據(jù)能直接反映軌道減/隔振措施的效果，依據(jù)GB 10071-1988《城市區(qū)域環(huán)境振動測量方法》，執(zhí)行ISO 2631/1-1985規(guī)定的全身振動Z計權(quán)因子進行修正，頻率范圍為1～80Hz，對其實測數(shù)據(jù)進行分析。振動評價量采用1～80Hz頻率范圍的鉛垂向經(jīng)計權(quán)后振級的最大Z振級（VLZmax）進行評價。以各斷面出庫或入庫的算術(shù)平均值作為最終結(jié)果，如表3所示。

2.2 鋼軌動態(tài)變形測試結(jié)果

本次測試計算每組數(shù)據(jù)的最大位移量，再取其算術(shù)平均值，兩者均作為最終結(jié)果。垂向位移為正值時，鋼軌下沉;水平向位移為正值時，鋼軌向內(nèi)移動，軌距減小。

2.2.1 列車出庫數(shù)據(jù)分析

列車出庫時，各斷面鋼軌垂向及水平向的位移如表 4所示。

從表4可以看出：對于普通扣件，在列車通過時，南側(cè)鋼軌未見內(nèi)翻或外翻現(xiàn)象，而北側(cè)鋼軌有輕微外翻現(xiàn)象;對于減振扣件，在列車通過時，兩根鋼軌均有輕微內(nèi)翻現(xiàn)象。

從表4的差值可以看出：對于普通扣件，在列車通過時，兩根鋼軌內(nèi)外側(cè)垂向位移均有較大幅度增加，這是由于其扣件整體垂向剛度減小，起到減振的效果;對于減振扣件，在列車通過時，兩根鋼軌水平向位移未見明顯差異。

2.2.2 列車入庫數(shù)據(jù)分析

列車入庫時，各斷面鋼軌垂向及水平向的位移如表5所示。

從表5可以看出：對于普通扣件，在列車通過時，南側(cè)鋼軌有輕微外翻現(xiàn)象，而北側(cè)鋼軌基本未見內(nèi)翻或外翻現(xiàn)象;對于減振扣件，在列車通過時，兩根鋼軌均有輕微內(nèi)翻現(xiàn)象。

從表5的差值可以看出：對于普通扣件，兩根鋼軌內(nèi)外側(cè)垂向位移均有較大幅度增加，這是由于其扣件整體垂向剛度減小，起到減振的效果;對于減振扣件，兩根鋼軌水平向位移未見明顯差異。

3 結(jié)語

通過測試分析，在更換了JT-KJ-1型減振扣件后，墻壁振動加速度數(shù)值有明顯降低，鋼軌動態(tài)變形中的垂向變形有較大幅度增加，而水平向形變基本與之前保持一致，達到了預期的效果。本次扣件改造及測試是北京首次針對地鐵上蓋物業(yè)形式進行的減振改造示范，以期為后期規(guī)劃上蓋物業(yè)的既有車輛段改造、新建車輛段建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

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收稿日期 2019-10-30

責任編輯 黨選麗