城市轨道交通系统引起的环境振动问题研究

张鑫

摘要：随着我国经济的不断发展以及城市化进程的不断推进，城市中的人口逐渐增多，交通问题越来越受到人们的关注，城市轨道交通系统具有运载量大、速度快、安全性高的特点越受到人们的青睐，但与其同时，在列车运行的过程中会对周围的产生振动，这个振动会对人体的身体的健康、以及生活工作环境，甚至建筑物以及相关的仪器都会受到影响。本文就城市轨道交通的类型，以及相应的振动对人们生活产生的影响和影响振动的因素进行简单讨论。

关键词：城市轨道交通;交通环境振动;振动的影响

序言

随着社会的不断发展，在我国大多数城市都开始大力推进城市轨道系统建设，去满足城市居民的出行需求，但在城市轨道交通系统的大规模建设的给百姓出行带来方便的同时，在实际的运行过程中，还出存在许城市轨道交通系统振动引起的环境问题，例如会对人体、环境、建筑物都会带来危害，这一问题引起人们的重视，采取相应的措施，去减轻城市轨道系统引起环境振动问题的危害。

1交通环境振动的概述

城市轨道交通系统建设会给城市居民带来具有极大的便利，与此同时人们也会遭受城市轨道交通系统带来的振动的影响。所谓环境振动就是指地面或者高架路线、有轨以及无轨交通运输车辆产生的传至周围环境中的与车辆产生同频率的振动。对于暴露于周围环境中的人、建筑物、以及各种仪器都会产生影响。随着城市轨道交通的不断发展，这种城市轨道系统引起的环境振动越来越严重。城市轨道交通系统引起的振动频率一般在200Hz之内，在这样的振动频率下暴露在环境中的建筑物受损，会影响敏感仪器的使用精准度，甚至会影响人体健康，其中明显的频率在20-80Hzde 范围，穿过地层后会衰减，到达地表振动的频率会有所下降最高不超过1mm/s。

2城市轨道交通系统引起环境振动的问题

随着城市轨道交通系统的快速发展，对周围的环境产生一定影响，在实际的车辆运行过程中，车辆与其轨道产生振动撞击，会经过轨道的轨道、轨枕等一系列的结构传至地表，同时也通过周围环境进行传播对暴露在其周围环境中的事物产生影响，城市轨道交通系统振动引起的环境问题包括以下几个方面。

2.1对于人体的影响

经过实验研究表明振动会对人的睡眠和身体健康都会产生影响。首先振动的频率越高对于人的入睡和睡眠都会产生的影响越大。当振动速度在65dB之下，对人的睡眠影响不大，但当振动的速度到达69dB以后就会影响人的入睡，当达到79dB之后人就会从睡眠中醒来，由此可见当城市轨道系统的振动频率达到一定频率时会会影响人的睡眠。其次当人体长期暴露在振动的环境中，无论是人体处于振动介质中、还是通过人体的支撑面传到人体，都会对于人体的健康产生影响。以上两种情况都会对人体产生全身振动，对人体生理和心理都会产生影响。当身体长期暴露于振动的环境中时，会影响的各个系统，如消化系统循环系统等等，当振动剧烈时，会对消化系统的胃肠蠕动都会有所影响，甚至为的消化功能都会下降，此外人会产生不良的心理反应，如莫名的烦躁、疲倦、心理失衡等等。

2.2会对建筑物的安全结构产生影响

虽然城市轨道交通系统产生的振动频率和能力都不大，和地震等活动对于建筑物的结构产生的影响相差甚远，但是城市轨道交通系统产生的振动频率和力量时间较长且极易反复，这样的振动频率和能力也是会对建筑物的安全结构产生影响的，它会使建筑物的结构强度有所减低，甚至会使建筑物的外部出现裂纹这样会严重影响建筑物结构的安全性。例如在云南发生过这样的事，某个寺庙内的泥塑因受到长期的交通系统引起等振动影响而发生了断裂事件。

2.3对精密仪器产生影响

城市轨道交通系统的振动会影响精密仪器的使用，有时候大幅度的振动甚至会减低精密设备的加工精度。城市轨道的运行路线难免会遇到一些使用精密仪器的企业或者公司，当然各种精密仪器都会有一定的振动速度指标，一旦超过这一指标之后，当振动到达一定的频率时，而轨道交通系统的振动就会对这些仪器产生影响，甚至会影响仪器的使用寿命，加快其损坏。

3城市轨道交通系统对于环境振动的影响因素

轨道交通系统引起的环境振动主要是有由轨道交通和地面高架共同导致的，但轨道交通系统占主要的原因，整个城市轨道交通系统的振动对于环境的影响是一个十分复杂的问题，包括许多影响因素，以下就对3方面的影响因素进行简单的讨论。

3.1轨道的结构

轨道结构是影响轨道交通系统引起环境振动的主要原因，它既是主要的震源，也是在整个引起环境振动过程中的第一个结构，所以轨道的结构、相关的轨道材料以及动力结构都会极大的影响轨道交通的对于环境的振动。轨道的结构特性以及动力特性都会因为到轨道的单元质量和轨道的刚度的不同而有所不同。所以在一定程度上改变改变轨道的动力特性和和结构特性，都会改变振动的频率和强度，因此可以在轨道的结构和轨道的动力特性上进行合理的优化，减轻轨道系统对于环境的振动影响。

3.2车辆的结构

车辆的的类型、轴重、轴距等等车辆结构因素都会对城市轨道交通系统对环境振动的造成影响。例如车辆的轴重会影响车辆振动的低频能量集中度，而列车间的轴距会影响震源的频率，不同的车辆轴距会产生不同的不同的振动频率。基于以上原因，不断优化车辆的结构对会减少城市轨道交通系统对于环境的振动影响有着积极的作用。

3.3轨道与车辆的维护

轨道和车辆是构成城市轨道交通系统的两大重要部分，所以轨道和车辆的工状态也会严重的影响城市轨道交通系统对于环境的产生振动频率。尤其是车辆与轨道之间的关系对于产生振动的频率有着极大的影响，轨道与车辆之间的摩擦，轨道、车轮的打磨，以及两者之间的维护水平都与城市轨道交通系统对于环境的振动有着极大的关系，所以做好车辆与轨道的维护，处理好车辆与轨道之间的摩擦关系，对于减小振动频率有着极大的意义。

结束语

随着城市的不断发展，城市轨道交通系统必定大力发展，在享受城市轨道交通系统给百姓带来便利的同时，也应该关注城市轨道交通系统对于周围环境造成的振动影响，应该积极开展环境振动标准的相关研究工作，本文简单介绍了交通环境振动以及就振动带来的危害和影响振动的一些原因进行简单讨论。

参考文献：

[1]刘维宁，马蒙，刘卫丰，孙晓静，孙方遒.我国城市轨道交通环境振动影响的研究现况[J].中国科学：技术科学，2016，46（06）：547-559.

[2]魏鹏勃. 城市轨道交通引起的环境振动预测与评估[D].北京交通大学，2009.

[3]崔高航，陶夏新，陳宪麦.城轨交通引起的环境振动问题综述研究[J].地震工程与工程振动，2008（01）：38-43.