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地铁环境振动超标影响到高精尖仪器,怎么办?
关键字: 地铁环境振动地铁环境震动超标地铁高精尖仪器地铁开通之前,在这两所中国最著名的高校,因公交和铁路引起的环境振动,已逼近甚至超过某些仪器规定的安全值。不过,因为这些仪器在制订正常使用环境振动要求时留有富余量,绝大部分仍能正常工作。临近的地铁线一旦开通,两所大学中对振动敏感的精密仪器,很可能无法在最高精度下正常工作。
有学者认为,这造成巨大的浪费,“花100万美元买回来的仪器,只能当10万美元的用”。
许多仪器的使用者并不知晓,地铁振动会影响仪器。曾有同事找到雷军,抱怨实验室一台测量岩石年龄的精密仪器突然不正常了。这位老师叫来厂家,左调右调,愣是修不好,厂家也摸不着头脑。
雷军问:“什么时候开始不正常的?”对方说:“从2009年开始。”事实上,并非仪器坏了,而是地铁4号线开通后,振动干扰了仪器。
“国内研究地铁振动问题的专家,包括设备厂商,总共不到百来人。”北交大副教授马蒙感慨,这是一个非常小的学术圈子,其中大部分专家还在同一个微信群里。
10多年来,雷军一直在各种场合呼吁关注地铁振动问题。作为九三学社社员,他多次写建议书希望向全国人大反映这一问题。一有机会,他便向不了解的学者和学生科普地铁振动的影响。
在很长一段时间内,原本搞地震学的他,一门心思扑进这个冷门的学术领域。家人常劝他,别“不务正业”。
在雷军看来,这个领域相当重要。他敲着桌子问:“中国正经历工业化转型,可为什么这些年我们的科技成果都是大块头的?一些核心电子元件,包括芯片、光刻机、光栅薄材等许多领域零部件的加工,为什么即便我们买回了国外全套生产线,也造不出一样的东西?很大一个原因就是环境振动超标。今天我们已经能生产粗犷的工业品,我们的短板主要在精度上,一小一精就不行。”
他曾为两个单位做过环境振动评估。一个是中国计量科学研究院,是国家最高计量科学研究中心,原址环境振动严重超标,后来搬迁到昌平,评估却发现新址仍有一些问题。另一个是某国防计量站,环境振动超标100多倍。
对专门研究环境振动的专家来说,地铁引起的微振动,看似蝴蝶扇动翅膀,但在对振动敏感的高精尖领域,足以酿成灾难性的风暴,从而制约一个国家的发展:光刻机需要在1毫米内画上千条线,需要外部环境保持极度稳定;导弹系统中高速旋转的陀螺仪,加工时必须保证质量中心和几何中心完全重合,否则就会指东打西。
两败俱伤的妥协
同许多外界学者一样,雷军原本也不知道地铁振动对精密仪器有影响。在中国,北大与地铁的激烈抗争,头一回让这一问题浮出水面。
2003年,北京市地铁4号线方案公布,将贴北大东门一路向北。地铁线两边紧密分布着北大几大理工科学院及众多重要实验室,北大相当一部分精密仪器集中在这些科研楼中。有学者提醒北大,得研究下地铁对精密仪器是否有影响。
雷军此前研究建筑物抗震,都是较大级别的振动,没怎么关注过微振动的影响。着手采集北京市其他地铁线的振动数据后,他才发现,“这个问题很复杂,比想象的要严峻得多”。
因为他和同事的报告,北大反对4号线经过。当时北大和地铁公司为两个方案反复争论:要么北大整个搬走,要么地铁4号线改线。
直至最后一次研讨会,双方仍僵持不下。那次会议由北京市一位副市长主持,邀请了一位院士和多位北大校外专家。
那位院士在会上表示,轨道隔振方案可行。他拿自己做过的一个方案打比方,“用手一摸,振动感觉不到了。”
北大一位代表当场反问:“人的手这种传感器灵敏度有多高?”北大对振动最为敏感的那台电子显微镜,敏感度是人体的成百上千倍。
会上最终形成决议,采用一个折中的方案——4号线经过北大的789米轨道段,将采用世界上最先进的轨道减振技术,也就是在钢轨下铺设钢弹簧浮置板。这种浮置板由一家德国公司发明,上面是约50厘米厚的钢筋混凝土板,下面是支撑着的钢弹簧,能将列车的振动与道床隔离。
- 原标题:减振
- 责任编辑:李东尧
- 最后更新: 2018-04-25 14:14:24
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