地鐵車輛段內(nèi)振動源強復(fù)雜多樣,上蓋建筑與地鐵線路“零距離”接觸,振波以鋼筋混凝土剛性介質(zhì)傳播,建筑室內(nèi)振動及二次結(jié)構(gòu)噪聲影響嚴(yán)重,國內(nèi)首個地鐵車輛段上蓋項目——四惠地鐵車輛段,即因振動控制技術(shù)不成熟、建筑室內(nèi)振動噪聲影響嚴(yán)重而飽受非議,致使后續(xù)十余年未建設(shè)新上蓋項目。為解決地鐵車輛段上蓋開發(fā)面臨的振動噪聲控制難題,2010年,在張斌所長的帶領(lǐng)下,北京市勞動保護(hù)科學(xué)研究所依托北京市科委重大科技項目對地鐵車輛段上蓋開發(fā)振動噪聲控制關(guān)鍵問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究,組建了奮進(jìn)拼搏的專業(yè)青年科研團(tuán)隊,歷時8年刻苦攻關(guān),在地鐵車輛段上蓋開發(fā)振動控制關(guān)鍵技術(shù)方面取得一系列創(chuàng)造性研究成果。
(1)建立了高效精細(xì)化地鐵振動預(yù)測分析方法、模型和平臺,為地鐵車輛段上蓋建筑振動預(yù)測評價、方案規(guī)劃、控制措施設(shè)計提供了分析方法和平臺?;诤A康罔F振動實測數(shù)據(jù),首次建立了符合北京地區(qū)巖土特性和列車運行特點的地鐵振動快速預(yù)測模型;創(chuàng)造性提出了基于場地土振動實測數(shù)據(jù)頻譜構(gòu)建并優(yōu)化的列車荷載模型,自主編制了快速化參數(shù)化分析程序,基于工業(yè)云計算平臺,解決了數(shù)值仿真方法在工程應(yīng)用中的計算效率和振動頻域計算精度難題。
(2)首次系統(tǒng)開展針對線性移動列車振源的建筑基礎(chǔ)和傳播途徑隔振技術(shù)研究,完善了“源強-傳播途徑-建筑”多道防護(hù)綜合振動控制手段,為地鐵車輛段落地區(qū)建筑振動控制提供了新手段,并在國內(nèi)首次進(jìn)行住宅建筑地鐵振動控制工程示范應(yīng)用。
(3)研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系列軌道減振產(chǎn)品與相關(guān)檢測技術(shù)和裝置,并進(jìn)行工程應(yīng)用推廣。研發(fā)了系列軌道減振產(chǎn)品,滿足了地鐵車輛段不同區(qū)域開發(fā)振動控制的需求;研制減振扣件服役期應(yīng)用性能的自動檢測技術(shù)和裝置,有力保證了產(chǎn)品效果的穩(wěn)定性。
(4)在全國率先編制了地鐵車輛段上蓋開發(fā)相關(guān)振動噪聲控制系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,為地鐵車輛段上蓋開發(fā)振動控制提供了指導(dǎo)。
該成果獲授權(quán)發(fā)明專利19項、實用新型專利16項;制(修)訂標(biāo)準(zhǔn)7部;發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇,近3年產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益近6億元,間接經(jīng)濟效益超過5億元。研究成果成功指導(dǎo)了北京市3個地鐵車輛段上蓋項目開發(fā),并正在為10余個在建和規(guī)劃項目提供技術(shù)指導(dǎo),有效解決了車輛段上蓋開發(fā)面臨的振動污染問題,推動了環(huán)保政策的調(diào)整,經(jīng)濟和社會效益顯著。