發布時間：2021-03-12所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要以無錫某地道路施工近距離經過尼康光學儀器廠為研究背景，對現場道路邊和廠區內精密儀器所在位置的環境振動進行測試。對測試數據進行統計和處理，得出振動壓路機振動速度以及鉛垂向Z振級衰減規律，預測廠區精密儀器處振動幅值;并與實測值進行對比。結合
摘要以無錫某地道路施工近距離經過尼康光學儀器廠為研究背景，對現場道路邊和廠區內精密儀器所在位置的環境振動進行測試。對測試數據進行統計和處理，得出振動壓路機振動速度以及鉛垂向Z振級衰減規律，預測廠區精密儀器處振動幅值;并與實測值進行對比。結合國際通用的VC標準，以此評價壓路機振動對精密儀器的影響。研究結果表明，壓路機引起的地面振動速度和鉛垂向Z振級隨振心距的增大逐漸減小，衰減規律符合負冪函數關系曲線。預測精密儀器位置處振速v=3.974×10-2mm/s，介于VC-A和VC-B曲線之間，滿足企業提出的精密儀器振動控制標準。預測精密儀器位置處鉛垂向Z振動級VLZ=67.519db，接近VC-A曲線限值，基本滿足企業提出的控制標準。在不考慮精密儀器基礎隔振系統的影響下，預測值基本符合環境振動分析儀測量值。
關鍵詞振動壓路機精密儀器VC標準Z振級
當前，在城市公路新建以及改建過程中，振動壓路機特別是重型壓路機由于壓實效果好，工作效率高，在公路修建過程中應用越來越廣泛。然而一些路線規劃不可避免地穿過工廠、醫院或科研機構，對里面精密儀器的正常使用造成影響，這類包括地鐵、火車運行，壓路機碾壓等造成的環境振動對精密儀器的影響已成為了目前亟待解決的問題。國內眾多學者對此做了大量的研究工作，粟潤德[1]研究了地面振動疊加對精密儀器正常使用可能帶來的影響，提出了地面振動存在一個“等振頻率”。張鵬飛[2]通過建立有限元模型，分析鐵路環境振動對精密儀器影響，得出振動幅值隨距離的衰減規律。張志峰，馮忠緒等[3，4]通過量綱法分析和對實際監測數據回歸分析，提出壓路機引起的振動衰減規律符合負冪函數關系曲線。楊凱[5]從Z振級和地震烈度的角度分析路基碾壓振動對環境的影響。于梅，武文山[6，7]通過對比國內外相關標準，對精密儀器測量和評價方法進行了深入的研究。
本文以無錫某地道路施工近距離經過尼康光學儀器廠為研究背景，對現場道路邊和廠區內精密儀器所在位置處的環境振動進行測試。根據其工程特性，分析以振動壓路機為主的施工機械作業時對廠區內精密儀器造成的影響，通過分析壓路機振動的衰減規律及其對精密儀器的影響程度，以期為該地鐵施工過程和振動控制提供參考依據和建議。
1現場測試
1.1施工機械技術參數
本次測試主要涉及到的工程機械為徐工XS262MP振動壓路機。振動壓路機主要技術參數有:壓路機激振力、靜質量、靜線壓力、振動頻率等。具體參數見表1。
1.2測試儀器及布置
1.2.1測試儀器
現場路邊測試采用成都交博科技公司生產的L20型爆破測振儀，傳感器為DH610低頻速度傳感器，頻率響應范圍為0.1～100Hz;廠房內采用的是AWA6256B+型環境振動分析儀，用于測試精密儀器所在位置的環境振動值VLZ10。
1.2.2儀器布置
車間外沿廠區路邊布置4個測點(A1、A2、A3、A4)，與振動點距離分別為12m、15m、30m、45m，旨在研究施工機械作業影響范圍和振動衰減規律。車間內重點保護儀器共4臺，距離壓路機振動源處約100m，根據與企業協商確定需布置2個測點，分別在MAIS和UA3P設備所在位置地面。具體儀器布置及測點位置如圖1所示。
2測試結果與分析
2.1振速衰減統計規律
描述振動的參數包括:振幅、頻譜和持時，其中振幅是指以振動速度、加速度或位移表述的峰值或有效值。施工機械振動主要研究的即是地面振動振幅的大小和其變化規律。
目前，針對環境振動對精密儀器的影響與評價，國內尚沒有統一的標準，國際上廣泛采用的是ISO2631—2標準和VC標準(vibrationcriteria)，它們均限定了精密設備環境振動允許值。ISO2631—2標準名稱為“機械振動與沖擊—人體暴露于全身振動的評價—第二部分:建筑物內的振動(1～80Hz)”，該標準給出了建筑物內環境振動限制的建議[10];VC標準采用1/3倍頻程帶寬速度譜的形式，共繪有7條曲線，從VC-A到VC-G，每條曲線對應一類精密儀器環境振動允許值[11]。表3中給出了兩種標準的環境振動允許值。
在對尼康光學儀器廠實際監測過程中，利用AWA6256B+型環境振動分析儀，針對車間內精密儀器(MAIS和UA3P設備)兩個測點的鉛垂向Z振級VLZ10開展了測試，每次測試時長為15min，測試結果如圖6所示。結合尼康公司初步提出的精密設備振動控制標準為63db，從圖6中測試結果可以看出，兩個測點的背景振動分別為58.85db和54.45db，平均值為56.65db，此值只比企業提出的控制標準63db小10%;振動壓路機振動工作時的振級分別為72.85db和68.45db，平均值為70.65db，比控制標準大約12.1%;因此，在地面施工時，重點要注意振動壓路機工作時的振動控制。
結合壓路機振動速度衰減公式:v=272.74r-1.918，當振心距r=100m時，振速v=3.974×10-2mm/s，介于VC-A和VC-B曲線之間;鉛垂向Z振級衰減公式VLZ=160.378r-0.188，當振源距為100m時，反算出來的振動級為67.519db，接近VC-A曲線限值，在不考慮精密儀器基礎隔振系統的影響，預測值基本符合環境振動分析儀測量值。
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3結論
1)廠區內背景振動平均值為56.65db，比企業提出的控制標準63db小10%，說明設備的控制標準要求比較高;振動壓路機工作時的振級平均值為70.65db，比企業控制標準大約12.1%;因此振動壓路機作業應該是今后施工控制的重點。
(2)壓路機引起的地面振動速度和鉛垂向Z振級隨振心距的增大逐漸減小，衰減規律符合負冪函數關系曲線。衰減公式分別為振速:v=27.274r-1.918，Z振級:VLZ=82.907r-0.211;預測距振源100m遠精密儀器位置處振速:v=3.974×10-2mm/s，鉛垂向Z振級:VLZ=67.519db;在不考慮精密儀器基礎隔振系統的影響下，預測值基本符合環境振動分析儀測量值。
(3)為滿足精密儀器振動監測需求，應盡快指定統一的國家標準，為環境振動對精密儀器的影響與評價提供依據。——論文作者：程琳王長柏*許彪徐丹
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