城市軌道交通系統(tǒng)引起的環(huán)境振動問題研究

張鑫

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市中的人口逐漸增多，交通問題越來越受到人們的關(guān)注，城市軌道交通系統(tǒng)具有運(yùn)載量大、速度快、安全性高的特點(diǎn)越受到人們的青睞，但與其同時，在列車運(yùn)行的過程中會對周圍的產(chǎn)生振動，這個振動會對人體的身體的健康、以及生活工作環(huán)境，甚至建筑物以及相關(guān)的儀器都會受到影響。本文就城市軌道交通的類型，以及相應(yīng)的振動對人們生活產(chǎn)生的影響和影響振動的因素進(jìn)行簡單討論。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;交通環(huán)境振動;振動的影響

序言

隨著社會的不斷發(fā)展，在我國大多數(shù)城市都開始大力推進(jìn)城市軌道系統(tǒng)建設(shè)，去滿足城市居民的出行需求，但在城市軌道交通系統(tǒng)的大規(guī)模建設(shè)的給百姓出行帶來方便的同時，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，還出存在許城市軌道交通系統(tǒng)振動引起的環(huán)境問題，例如會對人體、環(huán)境、建筑物都會帶來危害，這一問題引起人們的重視，采取相應(yīng)的措施，去減輕城市軌道系統(tǒng)引起環(huán)境振動問題的危害。

1交通環(huán)境振動的概述

城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)會給城市居民帶來具有極大的便利，與此同時人們也會遭受城市軌道交通系統(tǒng)帶來的振動的影響。所謂環(huán)境振動就是指地面或者高架路線、有軌以及無軌交通運(yùn)輸車輛產(chǎn)生的傳至周圍環(huán)境中的與車輛產(chǎn)生同頻率的振動。對于暴露于周圍環(huán)境中的人、建筑物、以及各種儀器都會產(chǎn)生影響。隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展，這種城市軌道系統(tǒng)引起的環(huán)境振動越來越嚴(yán)重。城市軌道交通系統(tǒng)引起的振動頻率一般在200Hz之內(nèi)，在這樣的振動頻率下暴露在環(huán)境中的建筑物受損，會影響敏感儀器的使用精準(zhǔn)度，甚至?xí)绊懭梭w健康，其中明顯的頻率在20-80Hzde 范圍，穿過地層后會衰減，到達(dá)地表振動的頻率會有所下降最高不超過1mm/s。

2城市軌道交通系統(tǒng)引起環(huán)境振動的問題

隨著城市軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展，對周圍的環(huán)境產(chǎn)生一定影響，在實(shí)際的車輛運(yùn)行過程中，車輛與其軌道產(chǎn)生振動撞擊，會經(jīng)過軌道的軌道、軌枕等一系列的結(jié)構(gòu)傳至地表，同時也通過周圍環(huán)境進(jìn)行傳播對暴露在其周圍環(huán)境中的事物產(chǎn)生影響，城市軌道交通系統(tǒng)振動引起的環(huán)境問題包括以下幾個方面。

2.1對于人體的影響

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究表明振動會對人的睡眠和身體健康都會產(chǎn)生影響。首先振動的頻率越高對于人的入睡和睡眠都會產(chǎn)生的影響越大。當(dāng)振動速度在65dB之下，對人的睡眠影響不大，但當(dāng)振動的速度到達(dá)69dB以后就會影響人的入睡，當(dāng)達(dá)到79dB之后人就會從睡眠中醒來，由此可見當(dāng)城市軌道系統(tǒng)的振動頻率達(dá)到一定頻率時會會影響人的睡眠。其次當(dāng)人體長期暴露在振動的環(huán)境中，無論是人體處于振動介質(zhì)中、還是通過人體的支撐面?zhèn)鞯饺梭w，都會對于人體的健康產(chǎn)生影響。以上兩種情況都會對人體產(chǎn)生全身振動，對人體生理和心理都會產(chǎn)生影響。當(dāng)身體長期暴露于振動的環(huán)境中時，會影響的各個系統(tǒng)，如消化系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)等等，當(dāng)振動劇烈時，會對消化系統(tǒng)的胃腸蠕動都會有所影響，甚至為的消化功能都會下降，此外人會產(chǎn)生不良的心理反應(yīng)，如莫名的煩躁、疲倦、心理失衡等等。

2.2會對建筑物的安全結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響

雖然城市軌道交通系統(tǒng)產(chǎn)生的振動頻率和能力都不大，和地震等活動對于建筑物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響相差甚遠(yuǎn)，但是城市軌道交通系統(tǒng)產(chǎn)生的振動頻率和力量時間較長且極易反復(fù)，這樣的振動頻率和能力也是會對建筑物的安全結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的，它會使建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有所減低，甚至?xí)菇ㄖ锏耐獠砍霈F(xiàn)裂紋這樣會嚴(yán)重影響建筑物結(jié)構(gòu)的安全性。例如在云南發(fā)生過這樣的事，某個寺廟內(nèi)的泥塑因受到長期的交通系統(tǒng)引起等振動影響而發(fā)生了斷裂事件。

2.3對精密儀器產(chǎn)生影響

城市軌道交通系統(tǒng)的振動會影響精密儀器的使用，有時候大幅度的振動甚至?xí)p低精密設(shè)備的加工精度。城市軌道的運(yùn)行路線難免會遇到一些使用精密儀器的企業(yè)或者公司，當(dāng)然各種精密儀器都會有一定的振動速度指標(biāo)，一旦超過這一指標(biāo)之后，當(dāng)振動到達(dá)一定的頻率時，而軌道交通系統(tǒng)的振動就會對這些儀器產(chǎn)生影響，甚至?xí)绊憙x器的使用壽命，加快其損壞。

3城市軌道交通系統(tǒng)對于環(huán)境振動的影響因素

軌道交通系統(tǒng)引起的環(huán)境振動主要是有由軌道交通和地面高架共同導(dǎo)致的，但軌道交通系統(tǒng)占主要的原因，整個城市軌道交通系統(tǒng)的振動對于環(huán)境的影響是一個十分復(fù)雜的問題，包括許多影響因素，以下就對3方面的影響因素進(jìn)行簡單的討論。

3.1軌道的結(jié)構(gòu)

軌道結(jié)構(gòu)是影響軌道交通系統(tǒng)引起環(huán)境振動的主要原因，它既是主要的震源，也是在整個引起環(huán)境振動過程中的第一個結(jié)構(gòu)，所以軌道的結(jié)構(gòu)、相關(guān)的軌道材料以及動力結(jié)構(gòu)都會極大的影響軌道交通的對于環(huán)境的振動。軌道的結(jié)構(gòu)特性以及動力特性都會因?yàn)榈杰壍赖膯卧|(zhì)量和軌道的剛度的不同而有所不同。所以在一定程度上改變改變軌道的動力特性和和結(jié)構(gòu)特性，都會改變振動的頻率和強(qiáng)度，因此可以在軌道的結(jié)構(gòu)和軌道的動力特性上進(jìn)行合理的優(yōu)化，減輕軌道系統(tǒng)對于環(huán)境的振動影響。

3.2車輛的結(jié)構(gòu)

車輛的的類型、軸重、軸距等等車輛結(jié)構(gòu)因素都會對城市軌道交通系統(tǒng)對環(huán)境振動的造成影響。例如車輛的軸重會影響車輛振動的低頻能量集中度，而列車間的軸距會影響震源的頻率，不同的車輛軸距會產(chǎn)生不同的不同的振動頻率。基于以上原因，不斷優(yōu)化車輛的結(jié)構(gòu)對會減少城市軌道交通系統(tǒng)對于環(huán)境的振動影響有著積極的作用。

3.3軌道與車輛的維護(hù)

軌道和車輛是構(gòu)成城市軌道交通系統(tǒng)的兩大重要部分，所以軌道和車輛的工狀態(tài)也會嚴(yán)重的影響城市軌道交通系統(tǒng)對于環(huán)境的產(chǎn)生振動頻率。尤其是車輛與軌道之間的關(guān)系對于產(chǎn)生振動的頻率有著極大的影響，軌道與車輛之間的摩擦，軌道、車輪的打磨，以及兩者之間的維護(hù)水平都與城市軌道交通系統(tǒng)對于環(huán)境的振動有著極大的關(guān)系，所以做好車輛與軌道的維護(hù)，處理好車輛與軌道之間的摩擦關(guān)系，對于減小振動頻率有著極大的意義。

結(jié)束語

隨著城市的不斷發(fā)展，城市軌道交通系統(tǒng)必定大力發(fā)展，在享受城市軌道交通系統(tǒng)給百姓帶來便利的同時，也應(yīng)該關(guān)注城市軌道交通系統(tǒng)對于周圍環(huán)境造成的振動影響，應(yīng)該積極開展環(huán)境振動標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)研究工作，本文簡單介紹了交通環(huán)境振動以及就振動帶來的危害和影響振動的一些原因進(jìn)行簡單討論。

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