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1、浅谈城市轨道交通噪声分析与降噪措施摘要:由于近年来城市的发展,城市道路与车辆都大幅度增加,产生了各种各样的环境危害。所以城市交通学者们已经形成了共识:要解决城市交通问题的根本是建立一个以轨道交通系统为骨干、道路公共交通为基础、出租车为补充的大城市公共交通系统。但是城市轨道交通系统在给人们出行带来便捷的同时,也不可避免对周围环境造成一定的影响。本文分析城市轨道交通系统形成的噪声源原因、列车噪声的危害,并从降低噪声源的激振强度、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 噪声源 降噪措施一、城市轨道交通系统噪声
2、的形成城市轨道交通按产生噪声的声源可分为:轮轨噪声、车辆非动力噪声、牵引动力系统噪声、高架轨道噪声、地下铁道的地面承载噪声等。(一)轮轨噪声:是钢轨与车轮之间相互作用而产生的声响。这种相互作用在车轮和轨道相接触处产生力的作用,造成车轮和轨道的振动而向外辐射声波。轮轨噪声主要有三种类型:尖叫噪声、冲击噪声、和滚动噪声。轮轨噪声产生的主要原因有:1.尖叫噪声主要是当列车通过小半径曲线时,由于车轮受转向架约束,不能正切钢轨运行,即车轮不能处于曲线的径向位置,车轮在钢轨上向前滚动时同时沿轨面横向滑动,产生轮轨接触面的粘着和空转,引起车轮共振,产生强的窄频带尖叫声。2.冲击噪声是列车车辆通过轨缝
3、、道岔或车轮踏面擦伤、剥离等轮轨表面的不连续性而引起的垂直激励产生非线性的振动并辐射噪声。3.滚动(轰鸣)噪声是由于列车运行时,由钢轨表面粗糙、凸凹不平,钢轨表面伤痕、马鞍形磨耗及轮轨尺寸偏差等引起车轮和钢轨相互振动,并通过轨道结构传递辐射噪声。(二)车辆非动力噪声:主要指制动系统中在实施制动时闸瓦与制动盘之间摩擦振动,它激发制动闸瓦片、闸瓦托架以及制动盘等产生自激振动形成噪声,此外还有车辆的辅助系统(空调装置、空压机等)所辐射的噪声。(三)牵引动力系统噪声:是牵引系统设备运转所产生的噪声,包括牵引电机及其冷却风扇、齿轮箱以及空气压缩机的噪声,它是城市轨道交通主要的噪声。牵引系统的噪声
4、,特别是电机冷却风扇的噪声,随列车运行速度的提高而增长,其程度往往要大于轮轨噪声。(四)高架轨道噪声:当列车行驶于高架轨道上时,轮轨相互作用所产生的振动通过轨道传递给支承结构,支承结构将噪声向周边地区进行传播,它比之列车行驶于一般的路堤带坡度道床时所产生的噪声级要高得多,一般要高20dB(A)。(五)地下铁道的地面承载噪声:地下轨道轮轨间相互作用而产生的振动被传递给隧道结构,继而又传向周围的土壤。振动通过土壤再向邻近的建筑物传播,从而导致地下及墙壁的振动和噪声向建筑物内房间的第二次辐射,它是一种低频声响,就如同外界振动使房间中的窗户所发出的“喀喀”声响。地面承载噪声和振动是一个相当严重
5、的干扰源,它也是公众向交通部门抱怨的一个主要对象。二、噪声的危害噪声通常是指那些难听的、令人厌烦的、引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。噪声的音波波形是杂乱无章的。噪声给人带来生理上和心理上的危害主要有以下几方面:(一)会有害于人的心血管系统;(二)会损害视力;(三)会影响人的神经系统,使人急躁、易怒;(四)会影响睡眠,造成疲倦;第3页共3页(五)会使人心情烦躁,不能集中精神,使人的工作效率降低;(六)由于城轨交通的噪声有的是随着振动而产生的,所以会对周围的建筑物产生危害,造成建筑物的裂缝、坍塌等;(七)城轨的噪声对轨道周围特殊场所会造成一定危害,比如学校、医院正在使用的设备等
6、,还有对歌剧院的影响会特别的大。三、降噪的措施城市轨道交通系统产生的噪声通过辐射而传播、影响到区域或个人。为降低噪声或控制噪声的不利影响,可从降低噪声源的激振强度、切断噪声的传播途径或在传播途径上削弱噪声、合理规划设计使建筑物避开噪声影响区等几个方面着手。(一)从环保的降噪规划设计上入手,可采取以下措施:在轨道交通路网规划和可行性研究前期,采取的环保措施是:以现场环境调查或环评告为依据,对环境敏感点尽量绕避,对可能的小半径段落尽量采取增大曲线半径的做法,但此两点往往受地形、地物、地质、线路敷设方式、城市规划等条件的制约不易实现。(二)从城市轨道交通线路上入手,可采取以下几种措施减少噪声
7、污染:1.采用60kg/m以上的重轨,重轨具有寿命长,稳定性能和抗振性能良好的特点,钢轨的垂向刚度增加,可以把列车冲击而产生的振动降低10%,从而降低噪音。还可以尽量采用无缝线路,即将标准轨焊接成长钢轨,减少钢轨接头数量,从而减少接头处轮轨冲击引起的振动与噪声。无缝线路较普通线路可降低噪声10dB。2.经常打磨钢轨表面,保证钢轨表面光滑,可以有效的降低噪声。实践表明,钢轨打磨后,在振动频率为8~100Hz范围内,振动噪声可下降4~8dB(A)。