减振降噪先进方法精品PPT课件.pptx

1、2013.06轨道交通减振降噪技术创新与应用 公司简介 钢弹簧浮置板系统简介 轨道交通的环境振动预测与减振措施选用 钢弹簧浮置板减振效果评价 钢弹簧浮置板系统的应用与创新 新型减振降噪技术及应用 轨道交通减振降噪问题与展望G E R B 隔而固集团隔而固集团 （成立于（成立于 1908)国际上振动控制领域技术实力最强的专业技术公司主要业务领域主要业务领域: 工业设备 发电设备轨道交通桥梁与建筑 船舶及运载工具服务范围：服务范围：技术咨询, 方案设计,静动力学计算,施工图设计隔振器制造、安装、振动测试核心业务: 设备和结构的振动控制建筑TMD阻尼减振道床隔振建筑浮置隔振火电、核电主机隔振工业设备

2、隔振轨道交通振动与噪声的产生与传播地下线地下线地面线地面线轮轨振动轮轨振动隧道结构隧道结构土壤土壤建筑基础建筑基础一次噪声一次噪声轮轨振动轮轨振动建筑振动建筑振动二次噪声二次噪声高架线高架线一次噪声一次噪声轮轨振动轮轨振动桥梁振动桥梁振动二次噪声二次噪声轨道隔振：建筑振动及二次噪声声屏障、阻尼轮轨等：一次噪声隔振原理力学模型与解析隔振原理力学模型与解析单质量单自由度振动系统微分方程单质量单自由度振动系统微分方程 ：固有频率固有频率 ：调谐比调谐比 ：阻尼比阻尼比 ：传递函数：传递函数： ffo传递损失：传递损失：I dB()20log1V I 1VmkrV D ()14 2 D2 1 224

3、D2 2 m2txr rtxdd k x dd2 Posin t () fo12 km Dr r2 m 质量效应区 阻尼效应区弹性隔振与阻尼抑振钢弹簧浮置板隔振轨道结构又称质量-弹簧系统，其基本原理质量-弹簧系统固有振动频率远低于激振频率动态激励100%惯性力95%隔隔振效率振效率95%FR(t) 传递力5% F(t) z mFR(t) 钢弹簧隔振器钢弹簧隔振器浮置板浮置板间隙间隙盾构区间内钢弹簧浮置板道床盾构区间内钢弹簧浮置板道床浮置板安装过程浮置板安装过程Lifting Procedure外套筒疲劳试验外套筒疲劳试验Fatigue strength diagram: permissible

4、 and actual stress 01002003004005006007008000100200300400500600700800minimum stress kU N/mmpermissible and actual stress N/mmperm. dyn. stressperm. static stressperm. stress of strokeactual dyn. stressactual static stressstress range of stroke弹簧和壳体均弹簧和壳体均采用现代采用现代疲劳理论设计疲劳理论设计并验证并验证弹簧弹簧300万次疲劳实验万次疲劳实验

5、在铁科院进行疲劳试验在铁科院进行疲劳试验动力分析Calculation of the slab natural frequencies and eigenmodesXYZ1.0.9380.8750.8130.7510.6880.6260.5640.5010.4390.3770.3140.2520.1890.1270.06480.00245Output Set: Mode 4 8.470774 HzDeformed(1.): Total TranslationContour: Total TranslationXYZ1.0.9380.8750.8130.750.6880.6250.5630.50

6、.4380.3750.3130.250.1880.1250.06260.0000772Output Set: Mode 6 9.999453 HzDeformed(1.): Total TranslationContour: Total Translation一阶级模态二阶模态Maximum slab deflection 最大变形工况 XYZ70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.0.004830.004520.004220.003920.003620.003320.003020.002710.002410.002110.001810.

7、001510.001210.0009050.0006030.0003028.749E-9Output Set: LOADSET_(17.4m)_64Deformed(0.00556): Total TranslationContour: Total Translation古建筑的振动限值GB/T 50452-2008 古建筑防工业振动技术规范结构结构限值限值砖结构0,15 mm/s石结构0,20 mm/s木结构0,18 mm/sbersicht Messorte（测试位置简图）Linie 4 （4号线）7.5 Hz MFS（浮置板）6.0 Hz MFS （浮置板）Linie 10 (10号线)

8、7.5 Hz MFS (浮置板)Zuknftige Linie 8Bohrlochmessungen(规划8号线，测试孔试验)Wn/ 08.04.2004 测试团队测试时间: 2010年元月人员： 20 人Wn/ 08.04.2004 Ca. 6.000 m Kabel (电缆)8 Geophone (速度传感器)6 Beschleunigungssensoren (加速度传感器)4 Kraftsensoren (力传感器)测试器材一部分6km电线！振动波的传播原理隧道的速度导纳 Ohne MFS（无浮置板）Mit MFS （有浮置板）LoadcellSensor 1Sensor 2Senso

9、r 3Sensor 4Sensor 58m16m32m20 m深孔脉冲激励模拟轨顶振动土壤振动传递特性深孔脉冲激励模拟轨顶振动土壤振动传递特性长20米的脉冲激励杆土壤的传递特性考虑线激励源的叠加修正GERB FSTFF已运行线路测试4号线测试Einfgedmmung (7,5 Hz, Tbbing Tunnel)插入损失预测（7.5Hz，盾构隧道）Wn/ 08.04.2004 Ergebnis der Prognoseberechnung:Einhaltung der Grenzwerte durch 8 Hz MFS预测计算的结果：采用8Hz的浮置板可满足限值要求主要结果测试了4号线和10号

10、线的振动幅射 测试土壤的传递函数-测试孔试验 确定浮置板的固有频率结论：测试预测结果表明，采用低频钢弹簧浮置板，隧道不必深挖，对人员和敏感建筑都不会有影响。城市区域环境（振动&噪声）（1）加速度Z振级、（2）计权分频最大振级（2）连续等效A声压级（1）城市区域环境振动标准GB10070-88（2）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JGJ/T170-2009古建筑（振动）（3）速度时程最大峰峰值/2（3）古建筑防工业振动技术规范GB/T 50452-2008精密仪器（振动）（4）（4）电子工业防微振工程技术规范（征求意见中） 标准物理量、测点位置（方向）、计权、标称值古

11、建筑GB/T 50452-2008精密设备地面环境振动GB10070-88类别类别减振减振效果效果造价造价实施实施条件条件耐久性耐久性/可更换可更换扣件类低低可改造短，可更换轨枕类中中与道床同时施工短，不可更换橡胶浮置板高高与道床同时施工中，不可更换钢弹簧浮置板最高全周期成本低与道床同时施工最长，可更换，能自动或人工补偿基底不均匀沉降波磨的产生波磨的产生原始轨道不平顺是诱因；原始轨道不平顺是诱因；初始缺陷加速波磨的形成；初始缺陷加速波磨的形成； 重缺陷高频振动短波；重缺陷高频振动短波；轻缺陷、低频周期长波；轻缺陷、低频周期长波；初始波长将衰减消失，特征波长将稳定；初始波长将衰减消失，特征波长将

12、稳定；负面效应：负面效应：车内振动、噪声影响大；车内振动、噪声影响大；对轮轨动力影响大；对轮轨动力影响大；隔振效果迅速降低，甚至放大；隔振效果迅速降低，甚至放大；国内现状调查：国内现状调查：钢弹簧浮置板没有钢弹簧浮置板没有一例一例发生非正常波发生非正常波磨。磨。3.钢弹簧浮置板钢弹簧浮置板减振效果评价插入损失同点有无隔振措施插入损失同点有无隔振措施: 1.垂向Z振级 2.同条件工况下(隧道,道床断面,线路,车辆,速度等)的比较3.保护目标处的振动因受传递路径介质的影响而具有较大的不确定性，要靠多统计；4.对于国内情况，做到1825dB就很好了。5.地面地面 vs 隧道壁，盾构隧道壁，盾构 vs

13、 马蹄形马蹄形传递损失隔振器上下传递损失隔振器上下1.固有频率越低越好；固有频率越低越好；2.参振质量越大越好；参振质量越大越好；3.与土壤等情况基本无关，测试比较准；与土壤等情况基本无关，测试比较准；4.钢弹簧浮置板可达钢弹簧浮置板可达35dB。传递损失理论曲线传递损失理论曲线5 Hz, D= 4%16 Hz, D=8%30 Hz, D= 10% Steel spring system Elastomeric strip system Elastomeric pad system上海地铁4号线-安装有钢弹簧浮置板地段的道床及隧道壁结构振动特性实测VS上海地铁4号线普通地段的道床及隧道壁结构振

14、动特性实测同济大学测试隧道浮置板地段加速度传感器布置图圆形隧道埋入式长轨枕(普通)地段加速度传感器布置隧道浮置板地段1/3倍频程振动加速度级 隧道壁振动加速度级对比隧道壁振动加速度级对比普通地段普通地段钢弹簧浮置板地段钢弹簧浮置板地段次数钢弹簧浮置板地段隧道壁普通地段隧道壁（垂向）（垂向）振动加速度（g）振级(dB)振动加速度（g）振级(dB)10.00182465.220.01583.5220.00189365.540.01583.5230.00195465.820.015583.8140.00152263.650.015583.8150.0016664.40.015583.8160.001

15、98865.970.01684.0870.00228267.170.01684.08平均值0.00184965.40.01683.8从上图从上图可以看出，钢弹簧浮置板地段的浮置板道床可以看出，钢弹簧浮置板地段的浮置板道床隧道壁的传递隧道壁的传递损失可达损失可达3050dB；而普通地段的整体道床；而普通地段的整体道床 隧道壁的传递损隧道壁的传递损失最大约为失最大约为10dB；从上表可以看出，钢弹簧浮置板地段隧道壁的平均振级为从上表可以看出，钢弹簧浮置板地段隧道壁的平均振级为65.4dB,而普通地段隧道壁的振动达而普通地段隧道壁的振动达83.8dB，说明钢弹簧浮置板的插入损，说明钢弹簧浮置板的插入

16、损失为失为19.8dB；上海地铁4号线-安装有钢弹簧浮置板地段的道床及桥梁振动特性实测VS上海地铁4号线普通地段的道床及桥梁振动特性实测同济大学测试图1 高架浮置板地段加速度传感器布置图图2高架弹性支承块地段加速度传感器布置图道床面和桥面道床面和桥面振动加速度级对比振动加速度级对比弹性支承块地段弹性支承块地段钢弹簧浮置板地段钢弹簧浮置板地段弹性支承块地段整体道床面振级(dB)弹性支承块地段桥面振级(dB)钢弹簧浮置板地段桥面振级(dB)101.94103.5283.52101.94104.0883.52103.41104.3583.52103.52 103.52 83.52104.08 103

17、.81 83.81103.05103.2384.86102.92102.9285.34102.98102.9286.02102.92102.2885.11101.94 102.28 86.44103.06 103.46 84.57 桥下噪声对比(宝山路桥)(宝山路海伦路方向)3040506070809010081631.5631252505001k2k4k8kL1/3倍频程中心频率/HzSPL/dB无列车通过列车通过桥下噪声对比(四川路桥)(宝山路海伦路方向)3040506070809010081631.5631252505001k2k4k8kL1/3倍频程中心频率/HzSPL/dB无列车通过

18、列车通过高架浮置板钢桥下噪声测点（四川北路）高架普通地段钢桥下噪声测点（宝山路）第一个轨道高等级减振项目来之不易：北京地铁西直门交通枢纽13号线车站和指挥中心在国内首次采用钢弹簧侧置式浮置板及桥下隔振支座高架轻轨穿越指挥中心地段采用桥下隔振支座韩国首尔釜山高速铁路韩国首尔釜山高速铁路天安车站天安车站韩国首尔釜山高速韩国首尔釜山高速铁路天安车站铁路天安车站无隔振：8595dBA隔振： 55dBA写字楼、酒店TGV 高速列车以300km/h的速度从4楼高档物业屋顶飞驰而过韩国汉城-釜山高速铁路天安站外侧两股道用于停靠，中间两股道通过高速列车上海地铁明珠线二期首次在5.2m盾构内采用钢弹簧浮置板在道

19、岔上上的应用广州地铁3号线，国内首次上海地铁6号线在槽形梁采用钢弹簧浮置板全球首例广州地铁4号线全球首次在直线电机上采用钢弹簧浮置板上海地铁4号线高架首次在国内采用桥上钢弹簧浮置板也是全球首例列车经过时噪声低于最小背景噪声（靠听觉无法无察觉部分中外运营浮置道床业绩表部分中外运营浮置道床业绩表北京地铁13号线225m2002深圳地铁4号线市民中心500m2004上海明珠线二期670m2005广州地铁3号线652m2005广州地铁4号线700m2006上海地铁1号线北延伸450m2007上海地铁2号线360m2007上海地铁8号线1660m2007上海地铁6号线1800m2007上海地铁2号线西延

20、线360m2007北京地铁5号线640m2007北京地铁10号线2740m2008上海地铁9号线2900m2009上海地铁7号线4615m2009上海地铁11号线4465m2009上海地铁8号线二期330m2009深圳地铁1号线延伸线4360m2009北京地铁4号线3824m2009上海地铁10号线5447m2010德国，柏林，地铁400m德国，科隆，地铁1800m德国，比勒费尔德，地铁65m德国，法西克福-梅因茨，机场客运 1200m韩国，Puchon，火车站1350m韩国，Chonan，火车站4800m英国，伦敦，地铁1190m德国，斯图加特，有轨电车270m德国，科隆，有轨电车235m巴

21、西，巴西利亚，地铁390m日本，东京，地铁494m美国，夏洛特，轻轨221m巴西，圣保罗，地铁？m日本，横滨，地铁1040m挪威，奥斯陆，城铁25m俄罗斯，莫斯科，地铁800m瑞士，巴塞尔200m日本，福冈768m国外运营里程数：约22km国内运营里程数：约60km16个城市（运营建设中）钢筋笼钢筋笼吊装 结合倾斜基底技术 施工速度从传统的 5-6m/天提高 到平均40m/天 第一次应用:上海7号线目前已成为主流工法快速施工工法预制预制短短板板节段拼装节段拼装地面安装试验 结合倾斜基底技术 施工速度，进一步提高到 50m/天 70m/天，平均60m/天也为老线改造创造条件 第一次应用:上海10

22、号线有碴轨道有碴轨道CAPCAP桥面防护轻型垫层桥面防护轻型垫层已经竣工：已经竣工：金山铁路黄浦江特大桥；金山铁路春申特大桥；金山铁路中运河桥； 新港江北铁路滠水河桥。铁路桥梁AP防滑垫板科而泰引进消化吸收德国技术，再创新产品，与中铁第四设计院集团合作，国内首创在铁路桥梁采用CAP粘着联结防滑垫层技术，减轻桥梁自重、降低造价，施工维护方便，为解决正交异性钢桥面病害顽疾，提供了最新途径。相关专利2项其中发明专利1项有碴轨道有碴轨道CAPCAP桥面防护桥面防护轻质垫层轻质垫层预制盖板预制盖板“谐通谐通”轨道轨道减振扣件减振扣件l 通过设置导向组件和垂向支承元件，分别实现钢轨的和几何定位和垂向隔振承

23、载，使垂向保持高弹性、高效减振的同时，钢轨的几何状态在横向长期稳定，抗偏摆刚度是国标的数倍，提高行车的安全性和舒适性。l 可以容纳迷宫式约束降噪板，减振降噪 l 已通过铁科院试验l 将有助于减缓波磨形成和发展已申请国内专利6项申请PCT国际专利2项预复合约束阻尼板A（通长）单层约束阻尼钢轨：阻尼面积有限粘结强度不牢、易脱落迷宫式约束阻尼钢轨：阻尼面积增大3倍以上阻尼力力矩增大10倍以上高强度胶粘结不会脱落各板互锁、安全可靠北京地铁古城车辆段北京地铁古城车辆段 北京地铁北京地铁1313号线号线 上海地铁上海地铁1010号线号线 迷宫式约束阻尼轮轨技术工程应用上海地铁上海地铁3 3号线号线 上海南

24、站上海南站 北京北京铁科铁科院院环线环线 试车线紧邻某住宅小区吴中路停车场上海地铁10号线吴中路车辆段曲线段安装了2000线延米迷宫式约束阻尼板上海地铁10号线车辆段采用我迷宫式约束阻尼降噪板专利技术普通50轨.mpg50轨同点粘贴后.mpg噪声测点轨側表面噪声测点 h2m噪声测点 h0m测点位置向前向前FWD向后向后BWDh=1.5mh=0mh=1.5mh=0m50P, 15km/h 77.978.780.683.250D, 15km/h 75.775.574.073.8降噪效果降噪效果2.23.26.69.450P, 10km/h 76.978.477.079.150D, 10km/h 7

25、0.270.171.371.3降噪效果降噪效果6.78.35.77.850P, 5km/h 73.474.781.282.350D, 5km/h 66.966.667.167.1降噪效果降噪效果6.58.114.115.2曲线段阻尼钢轨(50D)相对于普通轨(50P)降噪效果dB(A) 参与国家和行业标准建设 国家标准 隔振设计规范 建设部标准 建筑消能阻尼器 建设部规范 隔震设计规程 北京地铁标准钢弹簧浮置板 国家标准 建筑振动控制值 正在主编建设部标准： 大跨度结构振动控制 屈曲约束支撑应用技术规程 正在参编国家标准： 工业建筑扰力规范工业建筑扰力规范81写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best, Failure Is Great, So DonT Give Up, Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日