【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于减振降噪动态控制，具体涉及一种用于减少铁道周边建筑共振的铁道振动频率调节系统。
技术介绍
1、目前，城市地铁建设如火如荼，大大缓解了城市拥堵，提高了人们的出行效率，为城市经济社会的发展注入了活力。但是，地铁在地下隧道中飞驰引起的地下振动和噪声问题也给沿线周边群众的生活带来许多困扰。
2、地铁对建筑物的影响主要包括噪声和振动。现有数据表明，当地铁列车以15～40km/h速度通过时，地铁正上方居民住宅的振动高达10～85db，如果地铁速度达到正常运行时的70km/h，甚至最高时的85km/h时，其振级最高达102db；当振动加速度达到65db(分贝)时，对睡眠会有轻微影响；达到69db时，轻睡人群将被惊醒；达到74db时，除酣睡的人外，其他人将惊醒；达到79db时，所有的人都将惊醒。可见地铁列车运行引起的振动会不同程度地影响周边建筑物中居民的日常生活。
3、地铁振动及噪声的主要成因为基于钢轨波磨、钢轨接头不平顺和列车轮失圆等原因导致的轮轨关系差，以及列车轮对轨道刚性碰撞，产生振动并向空间辐射噪声，同时经轨枕和道床向线路两侧扩散传播。地铁运行中的振动往往也会导致周边建筑物产生共振，长期以往会影响建筑物的使用寿命，同时在某些路段产生的共振也会对地铁自身轨道质量和隧道安全等造成影响，进而威胁到城市地铁自身的运营安全。因此，想法设法减少地铁振动对保证地铁的正常运行，减少其对周边群众的生活影响具有十分重要的意义。
4、现有减少地铁振动的方案有很多，主要从抑制振源和阻断传播两方面来考虑。即一方面
5、上述现有方案是从地铁振动产生的原因方面进行了构思，但也存在不少问题。比如，提高钢轨与列车轮接触面的光滑度和润滑度不可能无限制提高，而且对钢轨的打磨不宜频繁，以及地铁振动的主要原因在于车轮与轨道之间的刚性碰撞，提高钢轨和车轮接触面的作用有限；橡胶类隔震垫容易老化，使用寿命有限，且一次施工后，不易再进行更换，在较长时间尺度上难以发挥作用；弹簧类减震装置虽然更换方便，但投资成本较高，使用一定时间后容易出现拉伸疲劳，更换成本较高。另外，橡胶类和弹簧类减震措施适合正在施工建设中的地铁线路采用，但对已经建成的地铁线路进行改造，代价太高，缺乏建立有效的减振措施支持。更重要的是，现有的工程技术措施对减少地铁振动和噪声能起到作用，但对于地铁振动诱发的周边建筑的共振问题依然是难以解决。究其原因在于共振是一种特殊的振动，当驱动力频率与系统自由振动的固有频率相等时，就会产生共振。
6、在一个运行区间，地铁从启动加速到最大速度，再到减速停车，列车与道床产生的冲击振动频率大体经历从低到高再降低的过程，由于共振噪声的出现与振动频率密切相关，所以振动噪声感受强的并不一定发生于列车以最大行驶速度行驶的那段距离，一个区间内周边所有建筑，其大小质量也存在很大差异，所以一个区间内不同居住位置局民对共振噪声的感受几乎没有规律可循，这栋楼居民振动感受好点，那栋楼居民又可能感受增强了。所以，单个运行区段，不同位置所需要调整的振动频率需求就存在差异，更何况是整条线路。如果能够实现对地铁振动频率进行分区段且相对连续的振动频率调整，就能够满足这样的现实需求。
7、由此针对在地铁运行中产生的振动共振问题，如何提供一种简单易行、成本低廉以及还能针对不同路段做到实时调整的新解决方案，以对现有地铁减振措施进行重要补充，是本领域技术人员亟需研究的课题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于减少铁道周边建筑共振的铁道振动频率调节系统，用以通过水仓配重的调整来改变道床质量，进而有效改变列车行驶在道床上的强烈振动对周边建筑的影响，并具有简单易行、成本低廉以及还能针对不同路段做到实时调整的特点，实现对现有地铁减振措施进行重要补充的目的。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，提供了一种用于减少铁道周边建筑共振的铁道振动频率调节系统，包括有拾振器、控制电脑、控制电路、道床水仓和进出水阀，其中，所述拾振器布置在铁道周边建筑上并通信连接所述控制电脑，所述控制电脑还通信连接所述控制电路，所述道床水仓布置在铁道垂点和/或铁道垂点两侧的铁路道床上，所述进出水阀布置在所述道床水仓的进出水端口处并有受控端通信连接所述控制电路，所述铁道垂点是指铁道线与经过所述拾振器的布置点的垂线的交点，所述铁道垂点两侧是指所述铁道垂点的铁道前进方向一侧以及铁道后退方向一侧；
4、所述拾振器，用于采集所述铁道周边建筑的铅垂向z振级数据，并将所述铅垂向z振级数据传送至所述控制电脑；
5、所述控制电脑，用于将所述铅垂向z振级数据与预设的铅垂向z振级标准值范围进行比对，若比对发现所述铅垂向z振级数据不在所述铅垂向z振级标准值范围内，则向所述控制电路发送用于打开所述进出水阀的调控指令；
6、所述控制电路，用于执行所述调控指令，打开所述进出水阀，以便改变所述道床水仓的仓内水量，进而改变铁道振动频率，减少铁道周边建筑共振。
7、基于上述
技术实现思路
，提供了一种可解决列车行驶对周边建筑产生共振影响的新应用方案，即包括有拾振器、控制电脑、控制电路、道床水仓和进出水阀，其中，所述拾振器布置在铁道周边建筑上并通信连接控制电脑，所述控制电脑还通信连接控制电路，所述道床水仓布置在铁道垂点和/或铁道垂点两侧的铁路道床上，所述进出水阀布置在道床水仓的进出水端口处并有受控端通信连接控制电路；所述控制电脑用于在比对发现来自拾振器的铅垂向z振级数据不在铅垂向z振级标准值范围内时，向控制电路发送用于打开进出水阀的调控指令，以便改变道床水仓的仓内水量，如此可通过水仓配重的调整来改变道床质量，进而有效改变列车行驶在道床上的强烈振动对周边建筑的影响，并具有简单易行、成本低廉以及还能针对不同路段做到实时调整的特点，实现对现有地铁减振措施进行重要补充的目的，便于实际应用和推广。
8、在一个可能的设计中，当所述道床水仓是布置在所述铁道垂点两侧的铁路道床上时，在所述铁道垂点两侧分别连续设有m个配重调整路段，在所述m个配重调整路段中的每个配重调整路段分别包括有n个水仓布置单位路段，在所述n个水仓布置单位路段中的每个水仓布置单位路段分别包括有一个水仓布置路段和一个水仓分隔路段，所述水仓布置路段的铁路道床上布置独立的k个所述道床水仓，所述水仓分隔路段的铁路道床上不布置所述道床水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于减少铁道周边建筑共振的铁道振动频率调节系统，其特征在于，包括有拾振器(1)、控制电脑(2)、控制电路(3)、道床水仓和进出水阀，其中，所述拾振器(1)布置在铁道周边建筑(100)上并通信连接所述控制电脑(2)，所述控制电脑(2)还通信连接所述控制电路(3)，所述道床水仓布置在铁道垂点和/或铁道垂点两侧的铁路道床(200)上，所述进出水阀布置在所述道床水仓的进出水端口处并有受控端通信连接所述控制电路(3)，所述铁道垂点是指铁道线与经过所述拾振器(1)的布置点的垂线的交点，所述铁道垂点两侧是指所述铁道垂点的铁道前进方向一侧以及铁道后退方向一侧；
2.根据权利要求1所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，当所述道床水仓是布置在所述铁道垂点两侧的铁路道床(200)上时，在所述铁道垂点两侧分别连续设有M个配重调整路段，在所述M个配重调整路段中的每个配重调整路段分别包括有N个水仓布置单位路段，在所述N个水仓布置单位路段中的每个水仓布置单位路段分别包括有一个水仓布置路段和一个水仓分隔路段，所述水仓布置路段的铁路道床(200)上布置独立的K个所述道床水仓，所述水仓分隔路段
3.根据权利要求1所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，所述道床水仓包括有通过连通管(40)依次连通的右肩部水仓(41)、中部水仓(42)和左肩部水仓(43)，其中，所述右肩部水仓(41)布置在所述铁路道床(200)上的右边铁轨(201)外侧且位于相邻两道枕(202)之间，所述中部水仓(42)布置在所述铁路道床(200)上的右边铁轨(201)与左边铁轨(203)之间且位于相邻两道枕(202)之间，所述左肩部水仓(43)布置在所述铁路道床(200)上的左边铁轨(203)外侧且位于相邻两道枕(202)之间。
4.根据权利要求3所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，所述进出水阀包括有进水阀(51)和出水阀(52)，其中，所述进水阀(51)布置在所述右肩部水仓(41)的进水端口处，所述出水阀(52)布置在所述左肩部水仓(43)的出水端口处。
5.根据权利要求1所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，所述道床水仓的仓体采用橡胶材质制成。
6.根据权利要求1所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，所述铁道周边建筑(100)与所述铁道线的距离不超过S米，其中，S表示大于等于50且小于等于100的正整数。
7.根据权利要求1所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，所述铅垂向Z振级标准值范围在白天时段和夜晚时段分别为不同数值范围，其中，所述铅垂向Z振级标准值范围在白天时段为不超过T1分贝的数值范围，所述铅垂向Z振级标准值范围在夜晚时段为不超过T2分贝的数值范围，T1表示大于等于55且小于等于75的正整数，T2表示大于等于62且小于等于68的正整数。
8.根据权利要求1所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，将所述铅垂向Z振级数据与预设的铅垂向Z振级标准值范围进行比对，若比对发现所述铅垂向Z振级数据不在所述铅垂向Z振级标准值范围内，则向所述控制电路(3)发送用于打开所述进出水阀的调控指令，包括：
9.根据权利要求8所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，当所述第一调控指令用于实现增加/减少所述道床水仓的仓内水量时，在向所述控制电路(3)发送用于打开或关闭所述进出水阀的第一调控指令之后，所述控制电脑(2)还用于：
10.根据权利要求1所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，在向所述控制电路(3)发送用于打开所述进出水阀的调控指令之后，所述控制电脑(2)还用于：
...【技术特征摘要】
1.一种用于减少铁道周边建筑共振的铁道振动频率调节系统，其特征在于，包括有拾振器(1)、控制电脑(2)、控制电路(3)、道床水仓和进出水阀，其中，所述拾振器(1)布置在铁道周边建筑(100)上并通信连接所述控制电脑(2)，所述控制电脑(2)还通信连接所述控制电路(3)，所述道床水仓布置在铁道垂点和/或铁道垂点两侧的铁路道床(200)上，所述进出水阀布置在所述道床水仓的进出水端口处并有受控端通信连接所述控制电路(3)，所述铁道垂点是指铁道线与经过所述拾振器(1)的布置点的垂线的交点，所述铁道垂点两侧是指所述铁道垂点的铁道前进方向一侧以及铁道后退方向一侧；
2.根据权利要求1所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，当所述道床水仓是布置在所述铁道垂点两侧的铁路道床(200)上时，在所述铁道垂点两侧分别连续设有m个配重调整路段，在所述m个配重调整路段中的每个配重调整路段分别包括有n个水仓布置单位路段，在所述n个水仓布置单位路段中的每个水仓布置单位路段分别包括有一个水仓布置路段和一个水仓分隔路段，所述水仓布置路段的铁路道床(200)上布置独立的k个所述道床水仓，所述水仓分隔路段的铁路道床(200)上不布置所述道床水仓，其中，m、n和k分别表示正整数。
3.根据权利要求1所述的铁道振动频率调节系统，其特征在于，所述道床水仓包括有通过连通管(40)依次连通的右肩部水仓(41)、中部水仓(42)和左肩部水仓(43)，其中，所述右肩部水仓(41)布置在所述铁路道床(200)上的右边铁轨(201)外侧且位于相邻两道枕(202)之间，所述中部水仓(42)布置在所述铁路道床(200)上的右边铁轨(201)与左边铁轨(203)之间且位于相邻两道枕(202)之间，所述左肩部水仓(43)布置在所述铁路道床(200)上的左边铁轨(203)外侧且位于相邻两...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔺云宏，何洪鸣，罗强，鲁记雷，王健，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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