PRZYPADKI PRZEKAZYWANIA SIĘ Z PODŁOŻA NA BUDYNKI DRGAŃ OD KOMUNIKACJI MIEJSKIEJ.pdf

PRZYPADKI PRZEKAZYWANIA SIĘ Z PODŁOŻA NA

BUDYNKI DRGAŃ OD KOMUNIKACJI

MIEJSKIEJ

Antoni ABRATAŃSKI 1 , Jarosław CHEŁMECKI 2

Edward MACIĄG 3 , Tadeusz TATARA 4 ,

STRESZCZENIE

Badano wpływ sposobu mocowania akcelerometrów w gruncie na przebiegi

mierzonych drgań gruntu. Mierzono drgania gruntu przed budynkami i budynków

wzbudzane przejazdami tramwajów i samochodów; analizowano parametry tych drgań.

Słowa kluczowe: komunikacja miejska, drgania gruntu, drgania budynków

WPROWADZENIE

Poznanie zjawiska przekazywania się drgań wzbudzanych przejazdem

pojazdów komunikacji miejskiej (samochodów i tramwajów) na budynki ma sens

poznawczy i praktyczny (w ocenie szkodliwości drgań komunikacyjnych dla

budynków) oraz może być wykorzystane w prognozowaniu skutków, np. w takich

przypadkach jak:

a) istnieje droga, a budynki będą wznoszone; przez analogię można

oceniać skutki przekazywanych drgań,

b) budynki istnieją, a droga lub/i linia tramwajowa będzie budowana; w

tym przypadku należy symulować drogę lub/i tory tramwajowe z

odpowiednim źródłem drgań i zmierzać do podania spodziewanych

parametrów drgań podłoża,

1 inż. Antoni Abratański - Politechnika Krakowska, Instytut Mechaniki Budowli, ul.

Warszawska 24, PL – 31 155 Kraków

2 inż. Jarosław Chełmecki - Politechnika Krakowska, Instytut Mechaniki Budowli, ul.

Warszawska 24, PL – 31 155 Kraków

3 Prof. zw. dr hab. inż. Edward Maciąg – Politechnika Krakowska, Instytut Mechaniki

Budowli, ul. Warszawska 24, PL – 31 155 Kraków

4 Dr hab. inż. Tadeusz Tatara – Politechnika Krakowska, Instytut Mechaniki Budowli, ul.

Warszawska 24, PL – 31 155 Kraków

c) droga lub/i linia tramwajowa oraz budynki istnieją, ale ruch pojazdów

ulegnie zmianie, np. przez budowę drugiego pasma, przesunięcia torów

tramwajowych, uruchomienie lub przedłużenie linii autobusowej lub

tramwajowej.

Ocena wpływu drgań komunikacyjnych na budynki jest ostatnio tematem

modnym, o czym może świadczyć kilka prac z tego zakresu, publikowanych tylko

w 2003r. przez pracowników Instytutu Mechaniki Budowli PK [1, 2, 3, 4].

Niniejszy referat związany jest z oceną wpływu ruchu pojazdów

samochodowych i wozów tramwajowych na budynki jak w przypadku a) i c). I tak

w jednym przypadku, w związku z budową kolejnego odcinka drogi szybkiego

tramwaju w Krakowie i zakupem wozów nowego typu, które m.in. miały kursować

na budowanym odcinku toru szybkiego tramwaju; chodziło o ocenę skutków

nowego źródła drgań (względem źródła drgań w postaci ruchu pojazdów

samochodowych z uwagi na już istniejącą drogę dla tego ruchu) na będącą w

sąsiedztwie zróżnicowaną zabudowę. W drugim przypadku, w związku z

przesunięciem odcinka kilkudziesięciu metrów torów tramwajowych o ok. 2m

bliżej budynków, zaplanowano wykonanie ekranu antywibracyjnego, mającego

zmniejszyć poziom drgań przekazywanych z gruntu na jeden z najbliżej

usytuowanych budynków względem przesuniętego toru tramwajowego. Wreszcie

w trzecim przypadku przewidziano wzniesienie budynku w bliskim sąsiedztwie

istniejącej linii tramwajowej, po której kursowały wozy tramwajowe różnego typu.

Prognozowanie oddziaływań drgań wzbudzanych ruchem samochodów i

tramwajów na budynki już istniejące, jak i projektowane, oraz ochrona tych

budynków przed drganiami, wymaga określenia sposobu przekazywania się drgań

z podłoża na fundamenty i ściany piwnic budynków. Złożony charakter tych

zjawisk wynika z faktu ruchomego źródła drgań. Budynek podlega działaniom

zmiennych przebiegów drgań. Wraz ze zmianą odległości od źródła, zmienia się

charakter przebiegów drgań.

1. WPŁYW SPOSOBU MOCOWANIA AKCELEROMETRÓW W

GRUNCIE NA PARAMETRY MIERZONYCH DRGAŃ

W celu zbadania przekazywania się drgań czujniki pomiarowe ustawia się na

gruncie przed budynkami (lub z boku budynków) od strony źródła drgań oraz w

budynkach w poziomie terenu lub poniżej, na fundamentach. Budynki znajdowały

się w różnych odległościach od źródeł drgań, tj. przejeżdżających pojazdów, więc

drgania gruntu mierzono w różnych odległościach od dróg i torów tramwajowych.

Na rys. 1a, b są pokazane składowe poziome (x) przebiegów drgań pomierzonych

na gruncie w odległości 30 m od toru tramwajowego A (bliższego stanowiska

pomiarowego). Są to przyspieszenia drgań pomierzone w kierunku propagacji

drgań (x) tj. prostopadle do osi toru, wywołane przejazdem tramwaju składającego

się z dwu wozów typu 105N. Drgania z rys. 1a pomierzono akcelerometrem

przykręconym do aluminiowej kostki sześciennej (o wymiarach boków = 10 cm), a

ta przymocowana była do betonowego pustaka częściowo zagłębionego w gruncie

Rys. 1

Drgania z rys. 1b pomierzono w tych samych warunkach, z tym, że aluminiowa

kostka osadzona została na bolcu wbitym w grunt (obok betonowego pustaka).

Maksymalne amplitudy obu przebiegów drgań istotnie się różnią, wynosząc

odpowiednio 3.05 i 1.55 cm/s 2 . Składowe y (prostopadłe do kierunku x) i pionowe

z, tu nie pokazywane, są praktycznie takie same. Wyraźna różnica, w tym

przypadku, dotyczy składowych drgań w kierunku ich propagacji. Rys. 2a i 2b

przedstawiają składowe x przebiegów drgań wywołanych przejazdem TIRa drogą

Rys. 2

równoległą do torów tramwajowych biegnącą za torami. Drgania z rys. 2a

pomierzono na pustaku betonowym, a z rys. 2b z użyciem bolca wbitego w grunt.

Maksymalne amplitudy obu przebiegów drgań niewiele się różnią (2.08 i

1.92cm/s 2 ). Porównując przebiegi drgań z rys. 1a, b oraz z rys. 2a, b widać istotną

różnicę w charakterze drgań; te ostatnie przebiegi zawierają składowe z

dominującymi niższymi częstotliwościami (zgodnie z oczekiwaniami). We

wszystkich przypadkach przejazdów samochodów zarejestrowane drgania gruntu

zawierają niższe dominujące częstotliwości drgań niż w przypadku przejazdów

tramwajów. Na rys. 3a, b są pokazane przebiegi drgań (składowe poziome x)

pomierzone na gruncie, również w odległości 30m od toru tramwajowego A,

wzbudzone przejazdem tramwaju nowego typu NGT6 (oznaczonego tu jako

Rys. 3

tramwaj „N”), nazywanego niskopodłogowym lub „bombardierem”. Drgania z rys.

3a zostały zarejestrowane akcelerometrem związanym z pustakiem betonowym, a z

rys. 3b akcelerometrem przykręconym do stalowego krzyżaka z czterema bolcami

wbitymi w grunt. Widoczna jest istotna różnica w charakterze drgań gruntu

wywołanych przejazdem tramwaju składającym się z wozów typu 105N (rys. 1a,b)

i tramwaju „N” (rys. 3a, b). Drgania z rys. 3a, b zawierają dominujące składowe z

wysokimi częstotliwościami. Intensywność drgań pomierzona akcelerometrem

związanym z krzyżakiem (rys. 3b) jest znacznie mniejsza niż akcelerometrem

osadzonym na betonowym pustaku (rys. 3a). Maksymalne amplitudy przyspieszeń

wynoszą odpowiednio 0.76 i 1.48 cm/s 2 . Akcelerometr poprzez krzyżak i cztery

bolce jest lepiej związany z gruntem. Porównywano też drgania mierzone

wówczas, gdy jeden krzyżak osadzony był na powierzchni gruntu, a drugi w

zagłębieniu (ok. 25cm poniżej powierzchni terenu). Przebiegi drgań nie były

identyczne, różnice między a max były niewielkie, ale wbrew przypuszczeniu, nie

zaobserwowano intensywniejszych drgań, gdy krzyżak był na powierzchni gruntu.

Mierzono też równocześnie drgania, gdy akcelerometry poprzez aluminiową

kostkę były przymocowane do zagłębionego pustaka i zagłębionej betonowej

kostki. Różnice w przebiegach drgań składowych x były niewielkie, gdy

dominującym składowym tych drgań odpowiadały niskie częstotliwości; różnice

bywały znaczące w przypadku przebiegów drgań z wysokimi częstotliwościami.

Na rys. 4a, b i c są pokazane składowe poziome x przebiegów drgań wzbudzonych

przejazdem tramwaju (2 wozy typu 105N torem A) pomierzone na gruncie w

odległości 9.2m od osi toru A. Pomiary drgań prowadzono w związku z

przewidywaną budową obiektu mieszkalno-usługowego w sąsiedztwie torów.

Przebiegi drgań z rys. 4a, b i c mierzono przy różnych

Rys. 4

sposobach posadowienia akcelerometrów w gruncie. Drgania z rys. 4a

zarejestrowano, gdy kostka aluminiowa przymocowana była do betonowej trylinki,

z rys. 4b, gdy akcelerometr związany był z krzyżakiem (z 4 bolcami wbitymi w

grunt), a drgania z rys. 4c pomierzono, gdy kostka aluminiowa (z akcelerometrem)

osadzona była na bolcu wbitym w grunt. Maksymalne amplitudy przebiegów drgań

z rys. 4a, b i c oraz składowych y i z, tu nie prezentowanych, wyniosły

odpowiednio:

a xmax = 17.0,

a ymax = 12.6,

a zmax = 22.5 cm/s 2

a xmax = 13.4,

a ymax = 6.6,

a zmax = 21.1 cm/s 2

a xmax = 42.8,

a ymax = 20.0,

a zmax = 25.6 cm/s 2 .

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: