城市轨道交通噪声控制的探讨.doc

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1、城市轨道交通噪声控制的探讨摘　要:分析了城市轨道交通中噪声产生的原因,并从控制噪声源、隔离传播途径等方面,提出了在城市轨道交通中降低噪声的措施,以治理城市轨道交通中的噪声问题。关键词:城市轨道交通,噪声,原因,控制1　概述城市轨道交通以其运量大、速度快、安全可靠、时间准确等诸多优点,已经在大城市公共交通中得到人们的认可,但其产生的噪声问题亦不容忽视。城市轨道交通要走可持续发展的道路,在解决好交通的同时也要确保良好的生活环境。2　城市轨道交通噪声产生的机理城市轨道交通引起的噪声可分为:轮轨噪声、动力系统噪声、特定结构噪声及气动噪声等。理论分析和实验研究表明,在城市轨道交通中噪

2、声的主要来源是轮轨作用而产生的噪声。当列车通过轨道结构时,由于轨面和车轮踏面都存在各种不平顺,轨道结构和车辆都会产生振动,轮轨表面越不平顺,振动越强烈,同时噪声也越大。1)轮轨噪声。当列车以一定的速度通过轨道时,车辆和轨道将产生振动,从而向外界辐射声波。这种噪声,一是列车行驶在成洪水危害的集水区进行综合治理,减少灾害性洪水的发生,并修筑排洪渠、跌水等工程以疏导可能发生的洪水,避免洪水对路基的冲刷。半径很小的曲线上所发出的“尖啸声”;二是车轮滚过钢轨接头时所发出的“撞击声”;三是车轮与钢轨接触面之间的微小不平造成有节奏的“轰隆声”亦称滚动噪声。2)动力系统噪声。主要来自牵引电

3、动机、压缩机、发电机、齿轮箱及空调器等设备的运转噪声,此类噪声的大小取决于车辆的性能优劣。它是城市轨道交通的主要噪声来源之一。3)特定结构噪声。在地下行驶的列车会引起车体和轨道结构的振动,而后者又会激起地铁隧道的振动,并引起靠近隧道或直接建在隧道上的建筑物振动,从而导致噪声向建筑物内的第二次辐射。而且列车在封闭狭长的隧道内高速行驶,会形成强大的活塞风噪声。当地铁内的通风机开动时,还会产生一定的机械和气流噪声。当列车行驶在高架结构上时,还会激发高架结构的振动从而向邻近建筑物辐射噪声。4)气动噪声。它是车辆与空气相互作用产生的,它与速度和车辆的外轮廓有关。5)接触网与集电弓之间

4、产生的摩擦声。城市轨道交通产生的噪声是上述噪声的综合效果,并且受列车运行状态和轨道设备状态的影响。3　城市轨道交通噪声的控制降低噪声、减小振动主要是通过衰减振源、避免结构共振、隔离传播途径、吸声等方法进行,应根据不同的防治目标确定最佳的防治措施。3.1　控制噪声源城市轨道交通中噪声的主要来源是轮轨噪声、车辆设备产生的噪声和架空接触网与集电弓之间的摩擦声,活塞风和通风系统引起的噪声只存在于地铁中,由高架结构的振动而辐射的噪声只产生于高架结构中。31)轮轨噪声的控制。一方面,通过优化轨道结构,减少激振源达到减振降噪的目的;另一方面,还可以通过改变轨道结构的振动参数来控制振动,从

5、而起到抑制噪声的作用。影响轨道结构振动特性的主要参数是质量、阻尼和刚度。其振动微分方程可以表示为:[M]v+[C]v+[K]v=F(t),式中[M]、[C]、[K]分别为质量、阻尼和刚度矩阵。具体的方法如下:在涉及到曲线时,尽量少用小半径曲线。这是由于小半径曲线会增大轮轨作用力,加速钢轨磨耗,也因此产生较大的噪声。铺设无缝线路。减少钢轨接头数量,从而减少列车与钢轨接头的撞击声。采用重型钢轨。重型钢轨的垂向刚度大可以有效降低列车冲击而引起的钢轨垂向振动,从而减少噪声。另外增加钢轨质量提高了轨道框架刚度,可以减小受载后轨道的变形,为车轮运行提供一个较为平顺的轨面,从而减小列车运

6、行时的轮轨轰鸣声。选用合适的道床形式。增加道床参与振动的质量,增加轨下基础弹性,提高轨下结构的阻尼参数,从而降低轨道结构的振动,减少噪声。道床有碎石道床和整体道床,在地面线部分宜采用碎石道床,地下线和高架线宜采用整体道床。碎石道床分为弹性轨枕道床和道碴垫道床,前者是在枕下加设橡胶垫,后者是在道碴底下加设橡胶垫,两者都能有效地降低振动。整体道床分为无枕式和轨枕式,无枕式整体性好,刚度大,因此冲击振动比轨枕式大得多。轨枕式整体道床包括短枕式和长枕式。上海地铁选用了长枕式,效果良好。另外弹性支承块式整体道床和浮置板式整体道床的减振效果十分显著。弹性支承块式轨道结构由弹性支承块、道

7、床板和混凝土底座及配套扣件构成。弹性支承块是由橡胶靴套包裹的钢筋混凝土支承块及块下大橡胶垫板组成。浮置板式轨道结构系统采用三层水平垫板(钢轨下橡胶垫板,铁垫板下橡胶垫板,板下橡胶垫板)和在浮置板两侧设置的橡胶垫组成。定期打磨钢轨顶面,消除轨顶面不平顺,从而减小列车运行时的轰鸣声。采用减振扣件和铺设轨道减振器。在我国城市轨道交通中使用的主要扣件有:DT系列的DTⅡ至DTⅥ型和WJ系列的WJ21至WJ24型,他们能满足一般地段的减振要求。轨道减振器俗称“科隆蛋”,能有效减少振动和噪声,主要用于减振要求较高的地段。2)车