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摘要:TOD上盖物业开发反哺城市轨道交通建设运营,减振降噪成为影响和制约上盖物业成功开发关键。结合行业标准分析城市地铁运营振动及噪声产生基本规律,借鉴减振降噪成功案例,提出TOD地铁上盖物业分级减振措施及建议。
关键词:TOD、上盖物业、减振降噪、措施建议
一、TOD地铁上盖物业振动和噪声主要特点
为缓解城市轨道交通建设运营巨大资金压力,国内多个城市以TOD上盖物业开发收益反哺城市轨道交通。在高效解决城市土地效用的同时,确定且有效解决地铁运营带来的振动和噪声问题,成为制约和影响TOD上盖物业成功开发的关键。TOD地铁物业上盖开发振动和噪声有别于区间正线的振动和噪声,具有以下特点:一是列车运行速度在车辆段内通常较低,特别是库内线路,速度小于5km/h,车行驶速度与振动正相关,速度越小产生振动也越小。二是车辆段内列车一般空车运行,列车轴重与振动正相关,轴重越小,产生振动也越小。三是车场线碎石道床本身弹性较好,与正线整体道床相比具有一定减振降噪效果。一般认为相同线路条件下,碎石道床产生的噪声比整体道床低3dB。四是车场线内道岔、钢轨接头和小半径曲线较多,会增加噪声。现阶段香港地铁采用加厚上盖板、声屏障、道床垫等措施,广州萝岗车辆段采用梯形轨枕、道床垫等措施,北京平西府TOD上盖开发在道岔区采用道砟垫,库外线采用减振扣件,试车线加装声屏障,敏感建筑物之间设置隔振墙,等等。
二、国内外减振降噪案例及借鉴
(一)采用建筑浮柱方式进行减振降噪。美国费城交响乐团演艺中心采用建筑浮柱方式进行减振,在音乐厅地基和中心地基之间共铺设225块减振橡胶垫,但橡胶抗疲劳、抗老化需时间检验。原施工现场如图所示:
(二)采用钢弹簧悬浮板+扣件方式减震降噪。北京石景山文化中心建在地铁之上,故选择类似地质条件、同速列车进行测量后确定振动噪音,准确判断地铁给地表建筑带来的影响。在同类地铁振动测量基础之上,叠合能量距离衰减原理进行数据校正,得出地铁及其建筑需要共同隔振量26dB、降噪量13dB。项目首先采用钢弹簧浮置板隔振,降低了15dB噪音,因二次噪音还需下降10-12dB,则又在建筑基础处(声学敏感功能区域)使用橡胶垫进行减振,并对隔振隔振垫进行了实验测试,对隔振量和降噪量进行精确计算,对长期性能、静态动态性能等物理性能进行严格测试。施工过程中,对应用型号准确定位,防水措施多工种交叉施工控制质量,铺装误差控制,大面积隔振铺装等过程,进行了精细管理和验收。
三、TOD地铁上盖物业减振降噪措施及建议
(一)弹性轨枕。弹性轨枕一般是将现有轨枕底面两端设成凹槽形,嵌入用黏结厚度为15 mm的橡胶垫板制成的弹性轨枕,预测减振效果为3-5dB。弹性轨枕可采用玻璃长纤维强化树脂发泡材料和聚氨酯制作。由于轨枕垫材料有较好弹性,模量介于橡胶与塑料之间,具有耐腐蚀、耐撕裂、耐油、抗辐射、吸振等优点。碎石道床弹性轨枕抗撕裂强度优于普通橡胶,具有更好的耐磨性。如下图所示。
(二)隔离式减振垫。属于浮置板的一种,主要将基础与整体道床分离,形成具有足够质量和刚度的道床板,再浮置于弹性橡胶减振垫上,构成隔离式浮置板道床。在碎石道床上铺设硬化层,厚度为150-200mm。如果地质较差,需考虑用普通单层钢筋网片加固,预测减振在5dB以上。
(三)梯形轨枕。梯形轨枕轨道由梯形轨枕、弹性支墩等构件组成,由预应力混凝土纵梁和钢管连接件构成,具有重量小、节约材料,减小轨道荷载,便于维修等特点。梯形轨枕分别设减振和缓冲材料,其减振效果为7-18dB(整体道床),在提高线路稳定性、平顺性和耐久性方面效果显著,同时具备便于施工、检查、维修等特点,在日本已运营多年,国内北京、广州、上海等地铁整体道床运营使用状况良好。梯形轨枕断面如图所示:
综上,对具有上盖物业开发的地铁车辆段,建议根据减振降噪要求和各种减振降噪措施不同合理使用,并对道床及基础类型进行综合比较。由于碎石道床本身弹性较好,具有较好的减振降噪效果,所以针对既有线道砟厚度不足地段,建议采用弹性轨枕方式,以补充弹性,减少道砟养护维修量。
对车场库外碎石道床振动敏感点,建议采用隔离式减振垫轨道,对试车线振动敏感点,建议采用梯形轨枕。
参考文献:
[1]陈建党.吴 佩.林博文。地铁车辆段上盖物业开发的减振降噪技术研究[J].智能城市,2021,(5):30.
[2]吴青松.地铁车辆段上盖物业开发综合减振降噪措施[J].山西建筑2018,(11):53.
[3]燕翔.地铁上盖项目中的减振降噪[J].2020,(05)