【摘 要】
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为了缓解城市用地的矛盾,提高城市用地的利用率,提出了市政道路与民用商业建筑合建的集约化方案。市政道路地下空间结构合建建筑是一种新型的结构形式,汽车行驶在地下空间结构顶板正上方,由于路面的不平度以及车辆自身的动力特性等因素产生的结构振动没有经过土层的衰减直接传递至地下空间结构室内,会降低地下空间结构的人体舒适性,并且在长期运营条件下,由于路面不平度持续增大,汽车产生的振动越加激烈,地下空间结构的振动
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为了缓解城市用地的矛盾,提高城市用地的利用率,提出了市政道路与民用商业建筑合建的集约化方案。市政道路地下空间结构合建建筑是一种新型的结构形式,汽车行驶在地下空间结构顶板正上方,由于路面的不平度以及车辆自身的动力特性等因素产生的结构振动没有经过土层的衰减直接传递至地下空间结构室内,会降低地下空间结构的人体舒适性,并且在长期运营条件下,由于路面不平度持续增大,汽车产生的振动越加激烈,地下空间结构的振动响应会不断增大,地下空间结构的人体舒适性逐渐变得更差。为保证地下空间结构正常使用期间的振动舒适性,需对车辆荷载作用下地下空间结构振动舒适性开展研究。本文的主要研究内容、技术手段及部分结果如下:在现有的各国规范标准关于交通荷载引起的环境振动限值进行总结,介绍了常用振动评价指标,列出了它们的计算公式。综合考虑不同国家的已有的环境振动评价标准,依据我国（GB10070-88）《城市区域环境振动标准》,采用新计权曲线,给出万博中央商务区核心区地下空间结构振动限值的建议值。基于相似理论,设计制作了4种不同钢弹簧数量和间距浮置板道路以及框架支撑结构,并进行锤击实验,从典型加速度时程、频谱、阻抗、Z振级、传递损失和插入损失方面研究了浮置板对合建结构的减振性能。4种钢弹簧浮置板均在20～80Hz内均随着频率的增加而减振效果更好;4弹簧、6弹簧、8弹簧和10弹簧浮置板Z振级插入损失分别为9.99dB,18.17dB,9.99dB,13.17dB。选用小货车和市政道路大轴重的公交车作为车辆荷载,建立多刚体车辆模型和地下空间结构有限元模型,根据国家路面谱GB/T 7031-2005的位移功率谱密度公式,采用三角级数法模拟了A、B、C、D级路面不平度,计算得到与现场实测小货车相同轴距和轴重的车辆模型下地下空间结构的振动响应,并结合万博中心地下空间结构现场测试数据,验证车辆地下空间结构有限元模型的正确性,在道路设计车速下,3t车辆作用下地下空间结构负一层Z振级在四种路面工况都能满足标准限值要求。根据建立的车辆地下空间结构有限元模型,选用市政道路大轴重的14t车辆模型,设置A、B、C、D路面工况和10km/h、20km/h、30km/h、40km/h的车速,分析地下空间结构振动响应。地下空间结构振动响应超过限值。按照前述采用钢弹簧浮置板道路减振措施,计算减振后地下空间振动响应。在14t车辆设计车速作用下,四种路面等级工况下,地下空间结构负一层Z振级仍然满足规范要求,振动舒适度保持在人体舒适范围内。车辆荷载作用下,浮置板道路放大了地下结构空间负一层在其基频处的振动,最大放大19.65dB,最大减少34.49dB。
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