張逸靜，陳 甦，周俊杰，孫斌彬

（蘇州大學(xué)城市軌道交通學(xué)院，江蘇 蘇州215131）

城市軌道交通振動(dòng)對(duì)古建筑影響綜述

張逸靜，陳 甦，周俊杰，孫斌彬

（蘇州大學(xué)城市軌道交通學(xué)院，江蘇 蘇州215131）

城市軌道交通引起的振動(dòng)對(duì)古建筑影響是當(dāng)今社會(huì)的一個(gè)新問題，古建筑因?yàn)樘N(yùn)含的歷史價(jià)值和不可復(fù)生性，其保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。為加強(qiáng)古建筑的防振保護(hù)，分別介紹了軌道交通振動(dòng)的傳播途徑和對(duì)古建筑的影響機(jī)理；軌道交通振動(dòng)對(duì)古建筑影響的研究方法；古建筑減振隔振的控制措施；以及國內(nèi)外的古建筑振動(dòng)評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。在總結(jié)軌道交通振動(dòng)對(duì)古建筑影響的研究狀況及進(jìn)展基礎(chǔ)上，提出了我國在軌道交通振動(dòng)對(duì)古建筑影響方面需要進(jìn)一步研究的問題。

軌道交通；古建筑；振動(dòng)

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅猛發(fā)展，城市規(guī)模日益擴(kuò)大，與此同時(shí)，交通問題也日益突出。城市軌道交通以其占地少、運(yùn)量大、速度快，以及準(zhǔn)時(shí)、方便、舒適等優(yōu)點(diǎn)，正在并將最終成為城市公共交通的主動(dòng)脈。城市軌道交通周邊環(huán)境通常較為復(fù)雜，在其施工和運(yùn)營期間的振動(dòng)及沉降將對(duì)周邊建筑物產(chǎn)生一定影響。

古建筑是中華文明的珍貴遺產(chǎn)，蘊(yùn)藏著豐富的歷史文化信息，但由于歷史久遠(yuǎn)，其結(jié)構(gòu)的耐久性、抗震性日益衰退，同時(shí)作為珍貴的歷史文化遺產(chǎn)，古建筑相對(duì)于現(xiàn)代建筑有著特有的“不可復(fù)生性”。因此，對(duì)于古建筑的保護(hù)已成為目前搶救中華歷史文化遺產(chǎn)的重要內(nèi)容，其保護(hù)工作的要求更高、標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)。然而，在城市規(guī)劃中，地鐵線路不可避免的會(huì)穿過古建筑附近，此時(shí)，軌道交通施工和運(yùn)營引起的振動(dòng)將對(duì)古建筑產(chǎn)生影響，研究其對(duì)古建筑的影響機(jī)理和特點(diǎn)，提出相應(yīng)保護(hù)措施已成為古建筑保護(hù)中一個(gè)至關(guān)重要的問題。

1 軌道交通振動(dòng)對(duì)鄰近建筑物的影響機(jī)理

振動(dòng)是國際上公認(rèn)的七大公害之一，軌道交通相比地面交通，速度快、載重大、持續(xù)時(shí)間長，所引起的周圍建筑物振動(dòng)也更加強(qiáng)烈[1]，北京、上海的有關(guān)部門根據(jù)地面線路投入運(yùn)營后引起的環(huán)境噪聲問題，提出了未來城市軌道交通建設(shè)在城區(qū)范圍內(nèi)不宜發(fā)展地面線路的建議[2]。地鐵列車運(yùn)行時(shí)其振動(dòng)的傳播途徑為通過軌道—車輪振動(dòng)—隧道結(jié)構(gòu)—周圍土層—相鄰建筑物內(nèi)—地板、墻壁、天花板振動(dòng)—二次結(jié)構(gòu)噪聲[3]。地鐵引起的路面振動(dòng)的頻率集中在40～90 Hz[4]，其中60～80 Hz對(duì)應(yīng)的振級(jí)最大，而傳到建筑物的振動(dòng)以20 Hz以內(nèi)的低頻振動(dòng)為主，其次是軌道交通引起的振動(dòng)來源于列車以一定的速度通過軌道時(shí)的各種激振因素，軌道不平順是輪軌系統(tǒng)最重要的激擾根源[6]。軌道交通運(yùn)行中振動(dòng)大小及對(duì)周邊建筑物的影響程度與車輛、軌道、道床、隧道、地質(zhì)條件及建筑物與地鐵間距離等因素有關(guān)[7]。日本對(duì)8條鐵路線列車引起建筑物的振動(dòng)影響分析后發(fā)現(xiàn)，在距軌道中心線遠(yuǎn)近、軌道結(jié)構(gòu)類型、車體類型、車身長度、運(yùn)行速度和背景振動(dòng)6個(gè)主要影響因素中，距離對(duì)振動(dòng)的影響最大，背景振動(dòng)其次，車速對(duì)地面振動(dòng)的影響相對(duì)不明顯[8]。在我國根據(jù)對(duì)廣州地鐵沿線的振動(dòng)測試提出的針對(duì)不同隧道截面形狀的地表振動(dòng)傳播公式中，地質(zhì)條件、列車運(yùn)行速度、軌道平面曲率半徑及測點(diǎn)至隧道側(cè)壁距離為主要影響因素[9]。

軌道交通引起的環(huán)境振動(dòng)來自于地層深部的移動(dòng)振源，列車移動(dòng)產(chǎn)生的行進(jìn)波和鋼軌振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)波相疊加，通過隧道結(jié)構(gòu)和地層傳播到地表，與在地表誘發(fā)的表面波繼續(xù)疊加后向周圍傳播[10]；因此，振動(dòng)主要以彈性波的形式從振源向各個(gè)方向傳播，對(duì)于半空間無限土體，傳播形式主要是縱波、橫波和表面波的組合。日本學(xué)者研究表明，對(duì)于鐵路交通產(chǎn)生的振動(dòng)，位于地下2 m深處振動(dòng)加速度幅值僅為地表值的20% ～50%，4 m深處為10%～30%[11-12]。振動(dòng)波在傳播過程中，振動(dòng)能量一部分由于彈性波的擴(kuò)散而減弱，另一部分則被振動(dòng)介質(zhì)的阻尼作用削弱。不同土層中，振動(dòng)波的傳播路徑、衰減特性以及對(duì)鄰近建筑物的二次振動(dòng)影響不同[13]。地鐵列車振動(dòng)衰減的程度和規(guī)律還與振源類型、傳播方向等因素有關(guān)。從振源的埋深上看，埋深越淺，建筑物振動(dòng)越大，反之則相反；從地鐵列車運(yùn)行速度上看，隨著地鐵列車運(yùn)行速度的提高，振動(dòng)有增大的趨勢(shì)；就地面振動(dòng)隨距離的衰減而言，距軌道中心線越遠(yuǎn)，地鐵列車引起的地面振動(dòng)就越小，但也有研究[14]發(fā)現(xiàn)可能由于振源頻率與該處土層固有頻率相近發(fā)生共振現(xiàn)象,或者土層下面存在堅(jiān)硬的基巖，使得振動(dòng)波在基巖上反射形成振動(dòng)放大區(qū)而存在振動(dòng)加速度反彈區(qū)；就土的介質(zhì)類型而言，一般粘彈性系數(shù)越大，衰減越快，密度越高，衰減越慢[15-17]。由于地鐵列車引起的地面水平方向振動(dòng)在傳導(dǎo)過程中的衰減要快于垂直方向，地鐵沿線建筑物內(nèi)垂直方向的振動(dòng)將大于水平方向，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明建筑物的水平振動(dòng)一般約比垂直振動(dòng)小10 dB[18]，因此在評(píng)價(jià)建筑物受軌道交通環(huán)境振動(dòng)的影響時(shí)，可以豎直方向的振動(dòng)為主。

2 研究方法

交通振動(dòng)對(duì)古建筑的影響研究最早可追溯到對(duì)1964年捷克磚石結(jié)構(gòu)的古建筑教堂由于交通振動(dòng)產(chǎn)生的裂縫不斷擴(kuò)大以致倒塌的研究[19]，此后，一批歐洲學(xué)者紛紛對(duì)本國古建筑受交通振動(dòng)的影響開展了相應(yīng)研究[20-21]。我國關(guān)注古建筑振動(dòng)保護(hù)始于20世紀(jì)80年代末開展的對(duì)焦枝鐵路穿越洛陽龍門石窟保護(hù)區(qū)的振動(dòng)影響研究[22]，目前，國內(nèi)軌道交通振動(dòng)對(duì)古建筑影響的研究主要針對(duì)北京、西安兩地的眾多古建筑開展的。在北京，以明城墻遺址、京奉鐵路正陽門老車站舊址、正陽門和箭樓為古建筑研究對(duì)象，通過現(xiàn)場測試和數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)古建筑結(jié)構(gòu)在地鐵運(yùn)營下的振動(dòng)是路面交通的10倍左右，交通振動(dòng)引起古建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)隨水平距離和豎直距離呈規(guī)律改變，且地下結(jié)構(gòu)以豎直方向動(dòng)力響應(yīng)為主，建筑物超過一定高度后，地上結(jié)構(gòu)以水平方向動(dòng)力響應(yīng)為主，且地上結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)高于地下結(jié)構(gòu)；地鐵交通引起古建筑響應(yīng)的主要頻段是40～90 Hz，路面交通引起古建筑響應(yīng)的主要頻段是10～20 Hz，且路面交通引起的古建筑振動(dòng)速度在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)放大現(xiàn)象[23-24]。在西安，以南城墻、鐘樓為主要研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)地鐵二號(hào)線單線運(yùn)行通過城墻時(shí)，其振動(dòng)響應(yīng)均以豎向振動(dòng)為主，而當(dāng)?shù)罔F二號(hào)線雙線運(yùn)行通過時(shí)，其振動(dòng)響應(yīng)以水平振動(dòng)為主，就城墻保護(hù)的角度來說，地鐵列車的運(yùn)行速度不宜過大或過小[25]。在研究地鐵2號(hào)線對(duì)古建筑振動(dòng)影響的基礎(chǔ)上，對(duì)6號(hào)線3種不同線路方案優(yōu)化比選，起到降振作用[26]。

當(dāng)前，軌道交通振動(dòng)對(duì)古建筑影響的研究方法可歸納為以下兩類：試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)法與數(shù)值分析法。對(duì)于既有軌道交通線路和已建建筑物可采用現(xiàn)場試驗(yàn)的方法研究地鐵運(yùn)行引起環(huán)境振動(dòng)的衰減和分布規(guī)律，在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)公式用于擬建線路或建筑物振動(dòng)影響的預(yù)測。國內(nèi)外已有大量學(xué)者對(duì)軌道交通引起的地層和建筑物的振動(dòng)進(jìn)行實(shí)測，研究振動(dòng)響應(yīng)和傳播規(guī)律[27-32]，提出預(yù)測公式和評(píng)估方法[33-40]。通過實(shí)測振動(dòng)對(duì)鄰近古建筑的動(dòng)力影響，發(fā)現(xiàn)與普通建筑物不同，古建筑結(jié)構(gòu)以水平方向動(dòng)力響應(yīng)為主[23]，這與《古建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》[41]中按古建筑水平方向的振動(dòng)速度作為其受振動(dòng)影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)是相一致的。在對(duì)130多處古建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、響應(yīng)、彈性波傳播速度等進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測和分析后，《古建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》提出了確定古建筑結(jié)構(gòu)速度響應(yīng)的兩種方法：計(jì)算法和測試法，規(guī)定了古建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、響應(yīng)的計(jì)算公式，提出了測試儀器、測試環(huán)境以及測試操作的基本要求。在國內(nèi)，通過按《古建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》的相應(yīng)計(jì)算公式對(duì)古建筑受軌道交通振動(dòng)影響進(jìn)行的初步預(yù)測分析[42-43]，發(fā)現(xiàn)由于計(jì)算公式中未能充分考慮地鐵車輛、運(yùn)行速度以及文物結(jié)構(gòu)類型等相關(guān)因素的影響，因此預(yù)測結(jié)果和實(shí)際結(jié)果可能存在誤差，建議進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)測以驗(yàn)證計(jì)算公式準(zhǔn)確性，使結(jié)果更加真實(shí)可靠。

由于試驗(yàn)法只能針對(duì)現(xiàn)有線路且工作量較大，而經(jīng)驗(yàn)法又很難全面考慮影響軌道交通振動(dòng)的諸多因素，數(shù)值分析法成為了當(dāng)前常用的研究方法之一。數(shù)值分析法主要借助計(jì)算機(jī)程序建立的有限元模型來模擬實(shí)際工況，模型的合理性直接關(guān)系到計(jì)算結(jié)果的精度，因此模型必須能夠反映應(yīng)力波傳播的特征，捕捉介質(zhì)中的波動(dòng)效應(yīng)，準(zhǔn)確求解應(yīng)力波場。在建立數(shù)值計(jì)算模型時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下問題：由于地鐵的振動(dòng)荷載在土層中產(chǎn)生的應(yīng)變較小，一般土顆粒間的連接幾乎沒有遭到破壞，土骨架的變形能夠恢復(fù)，且土顆粒之間的相互位移所消耗的能量也很小，可以忽略塑性變形，因此認(rèn)為土體處于理想的粘彈性力學(xué)狀態(tài)，用等效線性模型來處理土體的動(dòng)力學(xué)問題；又因?yàn)閼?yīng)變很小時(shí)，土體的阻尼接近于零，可以不考慮材料阻尼的影響，將土體視為彈性體；每一層土為均質(zhì)、各同向性，即每層土性質(zhì)相同，但土層性質(zhì)隨土層的不同而不同，建模時(shí)應(yīng)考慮土層的成層性；動(dòng)力作用下，各層土之間、土層與地下結(jié)構(gòu)之間不發(fā)生脫離和相對(duì)滑動(dòng)，即界面滿足位移協(xié)調(diào)的條件。國內(nèi)外已經(jīng)有許多關(guān)于有限元模型建立的模型尺寸[44-47]、單元格尺寸[48-51]、邊界條件[52-63]和列車荷載[64-71]方面的研究，盡管研究結(jié)果不盡相同，但為有限元模型的建立提供了多種思路。

在實(shí)際工程中對(duì)古建筑進(jìn)行振動(dòng)預(yù)測時(shí)，由于其結(jié)構(gòu)、材料的復(fù)雜性，若在數(shù)值模型中同時(shí)考慮建筑物和地層結(jié)構(gòu)，將不得不對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量簡化，使得預(yù)測精度和可靠度降低。因此，國內(nèi)有學(xué)者提出了采用現(xiàn)場實(shí)測與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的預(yù)測方法，并率先運(yùn)用到預(yù)測城市軌道交通振動(dòng)對(duì)精密儀器的影響[72～74]。

3 控制措施

根據(jù)振動(dòng)的傳播途徑，減振隔振措施一般從振源、傳播路徑和建筑物結(jié)構(gòu)三方面考慮。在振源處，可采取車體輕量化，曲線半徑不宜過小，軌道采用無縫長鋼軌線路,對(duì)鋼軌頂面不平順進(jìn)行打磨,避免凹凸等措施[75]。在傳播路徑上，我國軌道結(jié)構(gòu)既有振動(dòng)控制措施主要采用彈性扣件、軌道減振器、浮置板道床等。其中，浮置板道床減振效果最佳[76]，可達(dá)20～40 dB，有研究表明在50 m范圍內(nèi)浮置板減振效果十分明顯[77]，其次為軌道減振器，各種彈性扣件減振效果也可達(dá)2～9 dB。從國外已采取鋼彈簧浮置板道床的地鐵運(yùn)營情況看，被保護(hù)建筑均未受地鐵列車運(yùn)營所產(chǎn)生振動(dòng)的影響[78]。土層中的隔振方法主要是設(shè)置屏障，對(duì)于明溝和填充墻隔振，屏障越深，其有效頻率的下限就越低，隔振效果越好；對(duì)于多排樁，隨著排數(shù)的增加，隔振效果加強(qiáng)[79]。在數(shù)值模擬分析中，采用浮置板減振軌道對(duì)列車振動(dòng)引起的西安鐘樓地基角點(diǎn)豎向速度峰值和豎向速度有效值均有明顯減少，最大減少量分別達(dá)到84.82%和87.25%，而采用隔離樁對(duì)地表速度峰值、有效值減少效果并不明顯[80]。采用浮置板減振軌道對(duì)列車振動(dòng)引起的白云寺區(qū)域上部結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)水平速度有效值有明顯減少，其中木結(jié)構(gòu)最大減少量達(dá)到50.0%，磚結(jié)構(gòu)最大減少量達(dá)到65.0%[81]。直接對(duì)建筑物進(jìn)行基礎(chǔ)隔振或于結(jié)構(gòu)上部局部隔振也是經(jīng)常采取的措施，通常采用在建筑與基礎(chǔ)間設(shè)置隔振墊的方法[82]。例如，香港在葵青劇院的建設(shè)中考慮到地鐵的影響，采用了隔振彈簧技術(shù)。當(dāng)然，地鐵在線路設(shè)計(jì)上盡量遠(yuǎn)離敏感區(qū)是保護(hù)文物古跡最好的方式。

4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在國外，德國DIN4150-3-1999[83]分短期振動(dòng)和長期振動(dòng)分別規(guī)定了確保建筑整體不發(fā)生損壞的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)振動(dòng)特別敏感的建筑物和具有一定保護(hù)等級(jí)的歷史性古建筑物在1～100 Hz內(nèi)的短期振動(dòng)速度限值為3～10 mm·s-1，長期振動(dòng)頂層樓板水平振速限值為2.5 mm·s-1。瑞士SN640312～1992[84]根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)類型將建筑物分為4類，以峰值質(zhì)點(diǎn)速度分量的最大值作為振動(dòng)容許控制量，按交通類振動(dòng)和沖擊類振動(dòng)分別規(guī)定了4類建筑物的振動(dòng)容許速度，其中古建筑對(duì)于交通類振源的速度限值為3～5 mm·s-1。美國聯(lián)邦公共交通管理局（FTA）制定的《Transit Noise and Vibration Impact Assessment》[85]，參照瑞士標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)，給出了建筑振動(dòng)損傷標(biāo)準(zhǔn)，古建筑的質(zhì)點(diǎn)峰值速度為3.05 mm·s-1。英國TRRL的Whiffin和Leonard[86]對(duì)高速公路引起的地面振動(dòng)進(jìn)行了大量研究，得出結(jié)論：為使古建筑不受損壞，地面振動(dòng)垂向峰值質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度不得超過2 mm·s-1。Rainer[87]針對(duì)振動(dòng)對(duì)歷史建筑的影響進(jìn)行了回顧，對(duì)各國的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了歸納并指出，由于振動(dòng)對(duì)歷史建筑影響的復(fù)雜性，關(guān)于振動(dòng)對(duì)歷史影響方面的知識(shí)還不完善，沒有評(píng)價(jià)振動(dòng)對(duì)歷史建筑影響的統(tǒng)一方法，需要根據(jù)不同國家的標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)具體情況進(jìn)行具體分析。

在國內(nèi)，《機(jī)械振動(dòng)與沖擊建筑物的振動(dòng) 振動(dòng)測量及其對(duì)建筑物影響的評(píng)價(jià)指南》[88]指出，對(duì)于交通運(yùn)輸類振源，應(yīng)將質(zhì)點(diǎn)速度作為評(píng)價(jià)量，質(zhì)點(diǎn)速度結(jié)構(gòu)響應(yīng)的典型范圍為0.2～50 mm·s-1。《機(jī)械工業(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》[89]根據(jù)振源的頻率及建筑的類型規(guī)定了一些特殊建筑物的振動(dòng)容許速度，如有保護(hù)價(jià)值或?qū)φ駝?dòng)特別敏感的建筑和古建筑，將建筑物的合速度作為評(píng)價(jià)量，以地表作為振動(dòng)控制點(diǎn)，給出有嚴(yán)重開裂及風(fēng)蝕的古建筑允許振動(dòng)為1.8～3.0 mm·s-1?！豆沤ㄖ拦I(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》[41]對(duì)古建筑磚石結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和石窟按照其保護(hù)級(jí)別分別規(guī)定了相應(yīng)的容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，將古建筑的水平振動(dòng)速度作為評(píng)價(jià)量，根據(jù)古建筑的結(jié)構(gòu)類型確定不同的控制點(diǎn)位置，涵蓋了殿、堂、樓、閣、塔、石窟古建筑結(jié)構(gòu)類型，振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)速度限值介于0.10～0.75 mm·s-1。

縱觀國內(nèi)外有關(guān)古建筑防振的相關(guān)規(guī)范，我國的《古建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》是目前國際上同類標(biāo)準(zhǔn)（振動(dòng)速度）中最嚴(yán)格的，要比國外同類標(biāo)準(zhǔn)低一個(gè)數(shù)量級(jí)，但是存在對(duì)需要進(jìn)行微振動(dòng)保護(hù)的古建筑界定不清、以文物等級(jí)主導(dǎo)振動(dòng)限值制定有待商榷、采用彈性波速劃分振動(dòng)限值區(qū)分度太低和未考慮維護(hù)加固歷史對(duì)古建筑的積極影響等問題。因此有學(xué)者提出了一種基于《古建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》研究成果的、考慮修建歷史及維護(hù)加固歷史的降級(jí)方法，其目的在于放寬部分古建筑的振動(dòng)容許值，以接近其真實(shí)的承受振動(dòng)能力[90]。

5 結(jié)束語

城市軌道交通在我國正處于大發(fā)展的階段，如何在現(xiàn)代化進(jìn)程中保護(hù)歷史文化遺產(chǎn)成為當(dāng)前亟需解決的問題之一。目前，盡管關(guān)于軌道交通振動(dòng)對(duì)古建筑影響已有初步研究，但還有許多問題需要進(jìn)一步探討：

1）現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范僅對(duì)部分古建筑結(jié)構(gòu)類型提出了振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)，尚未能全面考慮古建筑種類，如對(duì)古河道、古纖道等，目前規(guī)范還沒有對(duì)此是否需要進(jìn)行微振動(dòng)保護(hù)作出規(guī)定；由于古建筑建造年代、目前狀況的不同，即使是同一結(jié)構(gòu)類型，其振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)有所區(qū)別；

2）實(shí)際的軌道交通線型大部分為曲線和緩和曲線，而當(dāng)前對(duì)振源的研究幾乎只考慮豎向振動(dòng)，很少考慮到橫向沖擊的振動(dòng)影響，特別是古建筑又以水平振動(dòng)速度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在數(shù)值模擬中需要進(jìn)一步完善；

3）國內(nèi)對(duì)古建筑振動(dòng)保護(hù)起步較晚，相關(guān)實(shí)測數(shù)據(jù)較少，試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)法才初具雛形，而古建筑一般都有損傷或加固維修，數(shù)值模擬的可靠性也需進(jìn)一步驗(yàn)證，有待對(duì)古建筑建立長期的監(jiān)測機(jī)制。

[1]曹艷梅.列車引起的自由場地及建筑物振動(dòng)的理論分析和試驗(yàn)研究[D]．北京：北京交通大學(xué)，2005：5-7．

[2]辜小安.我國城市軌道交通環(huán)境噪聲振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)與減振降噪對(duì)策[J].現(xiàn)代城市交通，2004（1）：42-45.

[3]田春芝.地鐵振動(dòng)對(duì)周圍建筑物影響的研究概況[J].鐵道勞動(dòng)安全衛(wèi)生與環(huán)保，2000（1）：66-69.

[4]樓夢(mèng)麟，賈旭鵬，俞潔勤.地鐵運(yùn)行引起的地面振動(dòng)實(shí)測及傳播規(guī)律分析[J]．防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2009，29（3）：282-288.

[5]閆維明，張祎，任珉，等.地鐵運(yùn)營誘發(fā)振動(dòng)實(shí)測及傳播規(guī)律[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（2）：149-154.

[6]王田友.地鐵運(yùn)行所致環(huán)境振動(dòng)與建筑物隔振方法研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué)，2008：31.

[7]董霜，朱元清.地鐵振動(dòng)環(huán)境及對(duì)建筑影響的研究概況[J].噪聲與振動(dòng)控制，2004（2）：1-4.

[8]OKUMURA Y，KUNO K.Statistical analysis of field data of railway noise and vibration collected in an urban area[J].Applied. Acoustics，1991，33（4）：263-280.

[9]徐忠根，任珉，楊澤群，等.廣州市地鐵一號(hào)線振動(dòng)傳播對(duì)環(huán)境影響的測定與分析[J].環(huán)境技術(shù)，2002（4）：12-14.

[10]賈穎絢.基于解析的車軌耦合模型及地鐵對(duì)環(huán)境的振動(dòng)影響研究[D]．北京：北京交通大學(xué)，2009：2-6．

[11]VOLBERGG．Propagation of ground vibrations near railway tracks[J].Journal of Sound and Vibration，1983，87（2）：371-376．

[12]FUJIKAKA T.A Prediction method for the Propagation of ground vibration from railway train[J].Journal of Sound and Vibration，1986，111（2）：289-297.

[13]KURZWEII G.Ground borne noise and vibration from underground sail systems[J].Journal of Sound and Vibration，1979，66（3）：363-370.

[14]王逢朝，夏禾，吳萱.列車振動(dòng)對(duì)環(huán)境及建筑物的影響分析[J].北方交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，23（4)：13-17.

[15]潘呂實(shí)，劉維寧.隧道列車振動(dòng)試驗(yàn)與動(dòng)態(tài)分析[J].蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，1985，4（2）：1-2.

[16]周才寶.地下鐵道整體軌下基礎(chǔ)[J].地鐵與輕軌，1994（2）：29-31.

[17]姚謙峰，張曉丹.城市軌道交通環(huán)境振動(dòng)研究現(xiàn)狀及對(duì)周邊古建筑的影響分析探討[C]//國際交通技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用大會(huì)暨國際交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)大會(huì)論文集.北京：人民交通出版社，2008：546-551.

[18]KURZE U J.Tools for measuring prediction and reducing the environmental impact from railway noise and vibration[J].J.S.V. 1996，193（1）：237-251.

[19]MILOSLAV BATA.Effects on buildings of vibrations caused by traffic[J].Building Science，1971（6）：221-246.

[20]PATRICIA ELLIS.Effect of traffic vibration on historic buildings[J].The Science of the Total Environment，1987，59：37-45.

[21]PAOLO CLEMENTE，DARIO RINALDIS.Protection of a monumental building against traffic-induced vibrations[J].Soil Dynamics and Earthquake Engineering，1998，17（5）：289-296.

[22]王宗禮，蘇廣豐.焦枝鐵路對(duì)洛陽龍門石窟的環(huán)境影響[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)通訊，1991（12）：35-39.

[23]李克飛，劉維寧，劉衛(wèi)豐，等.交通振動(dòng)對(duì)鄰近古建筑的動(dòng)力影響測試分析[J].北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（1）：79-83.

[24]賈穎絢，郭猛，劉維寧，等.列車振動(dòng)荷載對(duì)古建筑的動(dòng)力影響[J].北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，33（1）：118-122.

[25]胡衛(wèi)兵，王鑫，于海平.城市軌道交通微幅振動(dòng)對(duì)西安南城墻的影響分析[J].地震工程與工程振動(dòng)，2012（4）：88-95.

[26]孟昭博.西安鐘樓的交通振動(dòng)響應(yīng)分析及評(píng)估[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2009：150-157.

[27]夏禾，張楠，曹艷梅.列車對(duì)周圍地面及建筑物振動(dòng)影響的試驗(yàn)研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2004（4）：93-98.

[28]陳建國，夏禾，肖軍華，等.列車運(yùn)行對(duì)周圍地面振動(dòng)影響的試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2008（11）：3113-3118.

[29]陳建國，夏禾，曹艷梅，等.運(yùn)行列車對(duì)周圍建筑物振動(dòng)影響的試驗(yàn)研究[J].振動(dòng)工程學(xué)報(bào)，2008（5）：476-481.

[30]馮牧.列車引起建筑物振動(dòng)分析及其控制[D].南昌：華東交通大學(xué)，2009：27-31.

[31]C MADSHUS，A.M.KAYNIA.High-speed railway lines on soft ground dynamic behaviour at critical train speed [J].Journal of Sound and Vibration，2000，231（3）：689-701.

[32]G DEGRANDE，L SCHILLEMANS.Free field vibrations during the passage of analysis high-speed train at variable speed[J]. Journal of Sound and Vibration，2001，247（1）：131-144.

[33]雷曉燕.城市軌道交通環(huán)境振動(dòng)預(yù)測與評(píng)價(jià)[J].城市軌道交通研究，2008（11）：12-17.

[34]辜小安，劉憲章，張春華.地鐵環(huán)境振動(dòng)預(yù)測方法淺析[J].環(huán)境工程，1996（5）：35-39.

[35]閆維明，張祎，任珉，等.地鐵運(yùn)營誘發(fā)振動(dòng)實(shí)測及傳播規(guī)律[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（2）：149-154.

[36]魏鵬勃.城市軌道交通引起的環(huán)境振動(dòng)預(yù)測與評(píng)估[D].北京：北京交通大學(xué)，2009：132-153.

[37]孫曉靜.地鐵列車振動(dòng)對(duì)環(huán)境影響的預(yù)測研究及減振措施分析[D].北京：北京交通大學(xué)，2008：145-159.

[38]U.S.FEDERAL RAILROAD ADMINISTRATION.High-speed ground transportation noise and vibration impact assessment[R] .Washington D.C.:U.S.Department of Transportation，2005.

[39]王另的，張斌，戶文成，等.美國聯(lián)邦公共交通管理局的地鐵環(huán)境振動(dòng)預(yù)測方法及其應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2013（1）：91-96.

[40]王另的，張斌，戶文成，等.北京地鐵環(huán)境振動(dòng)預(yù)測模型[J].城市軌道交通研究，2013（6）101-106.

[41]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB/T 50452-2008古建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[42]徐洪磊，何吉成，衷平，等.地鐵列車引起的振動(dòng)對(duì)鄭州二七塔的影響[J].城市軌道交通研究，2012，15（12）：55-58.

[43]王之龍.軌道交通振動(dòng)對(duì)古建筑影響預(yù)測與防護(hù)措施分析[J].建筑遺產(chǎn)，2013（14）：173-174.

[44]申躍奎.地鐵激勵(lì)下振動(dòng)的傳播規(guī)律及建筑物隔振減振研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2007：69.

[45]楊永斌.高速列車所引致之土壤振動(dòng)分析[R].臺(tái)灣：臺(tái)灣大學(xué)，1996：23-50.

[46]呂愛鐘，蔣斌松，尤春安，等.位移反分析有限元網(wǎng)格劃分范圍的研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，1999，32（1）：26-30.

[47]張寶才.淺埋地下工程及相關(guān)系統(tǒng)振動(dòng)控制的工程實(shí)踐和理論分析[D].北京：鐵道部科學(xué)研究院，2002：57-69.

[48]王新敏.ANSYS工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析[M].北京：人民交通出版社，2007：10.

[49]ANSYS幫助文件[CP].

[50]韓增堯.有限元頻響分析中網(wǎng)格劃分技術(shù)研究[J].強(qiáng)度與環(huán)境，2003，30（3）：18-22.

[51]孫海濤.蘇州城市軌道交通振動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2013：33-34.

[52]董國慶.高速鐵路高架橋的振動(dòng)與場地隔振分析[D].湖南：湖南大學(xué)，2010：35-37.

[53]LYSMER J，KULEMEYE R L Finite dynamic model for infinite media[J].Journal of Engineering Mechanics Division，1969，95：859-877.

[54]王自法，廖振鵬.一致邊界的精度和離散化準(zhǔn)則[J].地震工程與工程振動(dòng)，1992（3）：33-40.

[55]DEEK A J，RANDOLPH M F.Axisymmetric time-domain transmitting boundaries[J].Journal of Engineering Mechanics，1994，120（1）：25-42.

[56]SMITH W.A non-reflecting plane boundary for wave propagation problems[J].Joumal of Computational Physics，1973（15）：492-503.

[57]KUNAR R R，MARTI J.A non-reflecting boundary for explicit calculations[J].Computational Methods for Infinite Domain Media-Structure Interaction，ASME，AMID46，1981：183-204.

[58]CLAYTON R，ENGQUIST B.Absorbing boundary conditions for acoustic and elastic wave equations[J].Bull Seism Soc Amer，1977（76）：1529-1540.

[59]CLAYTOM R，ENGQUIST B.Absorbing boundary conditions for wave-equation migration[J].Geophysics，1980，45：895-904.

[60]廖振鵬，黃孔亮，楊柏坡，等.暫態(tài)波透射邊界[J].中國科學(xué)：A輯，1984，26（6）：50-56.

[61]劉晶波，谷音，杜義欣.一致粘彈性人工邊界及粘彈性邊界單元[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2006，28（9）：1072-1073.

[62]劉晶波，呂彥東.結(jié)構(gòu)一地基動(dòng)力相互作用問題分析的一種直接方法[J].土木工程學(xué)報(bào)，1998，31（3）：55-64.

[63]高峰，馬澤寶.無限地基的數(shù)值模擬[J].蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，21（3）：9-13.

[64]夏禾.車輛與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[65]翟婉明.車輛-軌道耦合動(dòng)力學(xué)[M].北京：中國鐵道出版社，2001.

[66]賈穎絢.基于解析的車軌耦合模型及地鐵對(duì)環(huán)境的振動(dòng)影響研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2009：53-101.

[67]汪杰，宋瑞剛，袁天辰，等.地鐵列車荷載的仿真模擬[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（3）：213-216.

[68]張玉娥，白寶鴻.地鐵列車振動(dòng)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)激振荷載的模擬[J].振動(dòng)與沖擊，2000（3）：70-72+78+96.

[69]馮軍和，閆維明.列車隨機(jī)激振荷載的數(shù)值模擬[J].振動(dòng)與沖擊，2008（2）：49-52+175.

[70]劉維寧，夏禾，郭文軍.地鐵列車振動(dòng)的環(huán)境響應(yīng)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1996（S1）：586-593.

[71]馮軍和，閆維明，陳憲麥.不同列車荷載模擬方法的對(duì)比分析[J].鐵道建筑，2007（10：79-81.

[72]MA M，LIU WN，JIN H，et al.Prediction of Environmental Vibrations in Buildings Induced by Subway Trains and Mitigation Measures Analysis[C]//H.Xia，H.Takemiya，Environmental Vibrations Prediction，Monitoring，Mitigtion，and Evaluation.Beijing:China Railway Publishing House，2010：666-672.

[73]北京交通大學(xué)軌道減振與控制實(shí)驗(yàn)室.北京地鐵4號(hào)線對(duì)北大物理樓影響評(píng)估[R].北京：北京交通大學(xué)，2009：1-50.

[74]馬蒙，劉維寧，金浩，等.軌道交通振動(dòng)對(duì)建筑物影響程度的預(yù)測方法[J].中國鐵道科學(xué)，2011，32（2）：27-32.

[75]彭華，楊廣慶.城市軌道交通的噪聲與振動(dòng)及其控制措施[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2001（4）：37-39.

[76]辜小安，任京芳，劉揚(yáng)，等.我國地鐵環(huán)境振動(dòng)現(xiàn)狀及控制措施[J].鐵道勞動(dòng)安全衛(wèi)生與環(huán)保，2003（5）：206-209.

[77]耿傳智，廖志軍.地鐵振動(dòng)衰減特性研究[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009（3）：344-348+368.

[78]孫曉靜，劉維寧，張寶才.浮置板軌道結(jié)構(gòu)在城市軌道交通減振降噪上的應(yīng)用[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2005（8）：65-69+114. [79]崔凱.北京萬松老人塔塔基的地鐵振動(dòng)隔振措施研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2010：23-66.

[80]馬蒙，劉維寧，丁德云，等.地鐵列車引起的振動(dòng)對(duì)西安鐘樓的影響[J].北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，34（4）：88-92.

[81]楊華中，陳錦華.蘭州軌道交通1號(hào)線對(duì)白衣寺影響數(shù)值分析[J].中國建材科技，2013（4）：90-91+108.

[82]丁浩民，王田友，申躍奎，等.不同振源影響下土層振動(dòng)與建筑物隔振的研究現(xiàn)狀[J].建筑結(jié)構(gòu)，2006（36）：80-85.

[83]TECHNICAL COMMITTEE SCHWINGUNGSFRAGEN IN BAUWESEN.DIN4150-3:1999 Structural Vibration.Part3:Effects of Vibration on Structures[S].Germany：DIM Deutsches Institut，1986.

[84]SWISS CONSULTANTS FOR ROAD CONSTRUCTION ASSOCIATION.VSS-SN640-312a Effects of Vibration on Construction [S].Switzerland:Zurich，1992.

[85]FEDERAL TRANSIT ADMINISTRATION，F(xiàn)TA-VA-90-1003-06 Transit Noise and Vibration Impact Assessment[S].USA:National Technical Information Service，2006.

[86]WHIFFEN A C，LEONARD D R.A survey of traffic induced vibrations[R].UK:Transport and Road Research Labs，1971.

[87]J H Rainer，Effect of vibration on historic buildings[J].The Association for Preservation Technology Bulletin，1982(1）：2-10.

[88]北京理工大學(xué)，北京航天醫(yī)學(xué)工程研究所.GB/T14124-2009機(jī)械振動(dòng)與沖擊建筑物的振動(dòng) 振動(dòng)測量及其對(duì)建筑物影響的評(píng)價(jià)指南[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[89]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JBJ16-88機(jī)械工業(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社.1988.

[90]馬蒙，劉維寧，鄭勝藍(lán)，等.古建筑振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)探討[J].文物保護(hù)與考古科學(xué)，2013，25（1）：54-60.

Research Review on Influence of Vibration Induced by Urban Rail Transit on Ancient Architecture

Zhang Yijing，Chen Su，Zhou Junjie，Sun Binbin
（School of Urban Rail Transportation,Soochow University,Suzhou 215131,China）

Influence of vibration induced by urban rail transit on ancient architecture is a hot issue in modern society.Because of ancient architecture’s profound historical value and the impossibility for its recovery,the protection standard of ancient architecture is stricter.Aiming at strengthening the vibration-proof protection of ancient architecture,the paper introduced transmission ways of vibration,the influencing mechanism,research methods,control measures and evaluation criteria of reducing ancient architecture’s vibration.The research status and progress of this field over the past ten years was summarized，based on which the paper put forward further issues to be studied.

urban rail transit;ancient architecture;vibration

U231

A

1005-0523（2015）06-0001-07

（責(zé)任編輯 王建華 李 萍）

2015-06-13

蘇州市軌道交通有限公司基金項(xiàng)目(SZZG06YJ1030009)；蘇州市科技局基金項(xiàng)目（SS201519）

張逸靜(1991—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)檐壍澜煌ㄒ鸬沫h(huán)境振動(dòng)。

陳甦(1962—)，男，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榈鼗幚怼?/p>