[发明专利]一种馆藏文物防轨道交通振动的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及文物保护领域，具体涉及一种馆藏文物防轨道交通振动的设计方法。

背景技术

博物馆是可移动文物的主要收藏场所，通常作为城市标志性建筑建造于城市繁华区。同时，我国城市轨道交通建设发展迅猛，交通网络不断密集，且越是在城市繁华区，交通越繁重，不可避免有轨道交通在博物馆周边或下方穿过的可能。轨道交通（如地铁）车辆在行进过程中，会产生较大的振动，这种振动频率范围较宽，能够通过土层传递到建筑基础，再传递到建筑结构的各个楼层，由楼层振动激发藏品展柜振动，进而使展柜中文物常年处于轨道交通振动影响的环境之中。

轨道交通振动对博物馆的馆舍及馆藏文物的危害属微振动疲劳损伤，短期内不易发觉，易遭到忽视，尽管轨道交通振动对文物安全稳定性的危害性已开始显现，但由于我国轨道交通建设迅猛发展时间不长，轨道交通振动对文物危害的严重性还没有真实体现出来，若不能科学地处理轨道交通建设与文物保护的关系，将对国家文物安全稳定性造成重大隐患。

轨道交通是国民经济发展的大动脉，是城市实力的表征，经济发展与社会进步离不开大规模轨道交通建设；文物是民族文化的瑰宝，传载着深远的历史和文化内涵，一旦失去将无法挽回。为此，在迅猛发展轨道交通建设的大背景下，亟待建立系统的科学量化的轨道交通振动下馆藏文物安全稳定性能化设计方法、防护标准及防护关键技术应用体系。

目前，国内外针对轨道交通振动下馆藏文物安全稳定性评价与设计的研究很少，认识深度不足，基本没有相关标准、规范，一般是由地铁或建设部门按照现代结构安全评价标准（基本不考虑文物的特殊安全需求）进行评价，国内外已因此造成多起文物安全事故。为此，亟需对馆藏文物的防振提出目标明确、量化可行的设计方法和相关减隔振技术措施。

发明内容

针对上述国内外在馆藏文物防轨道交通振动研究领域的不足和空白，本发明基于对轨道交通振动传播至馆藏文物的振动全过程进行深入研究，对振动传播、衰减规律及振动抑制方法有了准确把握，由此提出一种全新的馆藏文物防轨道交通振动的设计方法，有效解决在轨道交通振动影响下馆藏文物的安全稳定性问题。

本发明的目的在于提供一种馆藏文物防轨道交通振动的设计方法。

为了有效地隔离馆藏文物受轨道交通振动的影响，要先明确轨道交通振动传播到馆藏文物的过程。总的说来，轨道交通引发的振动传播到馆藏文物主要经历如下阶段：①轨道交通振动源→②在土体等传播介质中传播→③在建筑结构中传播→④在展柜结构中传播→⑤文物。其中，阶段②的振动一般是随传播距离的增加而衰减，阶段③和④的振动有可能会随传播距离的增加而放大。

本发明的一种馆藏文物防轨道交通振动的设计方法，以上述五个阶段来描述轨道交通振动从振源到馆藏文物的振动传播过程，具体包括以下步骤：

步骤I：确定计算文物振动响应R时所需要的参数；

步骤II：对振动传播过程的五个阶段的任意组合设计防振措施，形成多个防振方案；

步骤III：对于步骤II的每个防振方案，计算得到相应的文物振动响应R；

步骤IV：初步确定步骤II中的每个防振方案的各阶段的价格因子F_i、难度因子D_i和优先因子P_i，i∈{1、2、3、4、5}；

步骤V：根据步骤IV中的价格因子F_i、难度因子D_i和优先因子P_i，得到决策因子η，建立每个防振方案的“以决策因子η为目标函数，以文物振动响应R不超出限值[R]为约束条件”的优化方程；

步骤VI：找出决策因子η中的最大值max（η）为最优决策因子，选取与最优决策因子max（η）的偏差在δ%内的防振方案作为备选防振方案，实现馆藏文物防轨道交通振动的设计，如果没有则返回步骤II；

其中，步骤I与步骤II可互换，步骤III与步骤IV可互换。