淺談地鐵軌道減振降噪的措施

1、    淺談地鐵軌道減振降噪的措施    黃虎林【摘要】隨著城市軌道交通事業(yè)日新月異的發(fā)展，城市地鐵不僅緩解了城市公交的壓力，給市民提供舒適愉悅的出行環(huán)境，然而，也不可避免地給城市帶來的振動和噪聲問題，已成為人們日益關注的擾民和公害問題。因此，合理選擇軌道結構的型式是最為有效的減振降噪措施。通過對各種軌道結構減振型式的分析比選，得出城市地鐵軌道交通合理、有效減振降噪的技術措施?！娟P鍵詞】城市地鐵軌道；減振降噪；技術措施1.地鐵振動的產生與傳播機理1.1振動的傳播機理城市軌道交通在運營過程中，列車車輪與鋼軌之間產生撞擊振動，經過軌枕、道床，傳遞至隧道或橋梁

2、基礎，再傳遞給地面，從而對周圍區(qū)域產生振動，并進一步傳播到周圍建筑物。這種振動干擾不僅對地鐵沿線民宅、學校、醫(yī)院等環(huán)境產生不良影響，而且可能對沿線基礎較差的建筑物造成損害。1.2地鐵振動產生原因地鐵振動產生的主要原因可分為：列車本身制作誤差在運行時產生的自身振動；地鐵建成通車后，由于長時間運行、保養(yǎng)不足，造成軌道磨損產生振動；由于運行線路存在曲線，造成輪緣與鋼軌內側撞擊，形成振動；運行列車通過鋼軌、道岔相互連接處的軌縫，產生的振動。2.減振降噪型軌道結構的設計原則地鐵振動帶來的危害不容小覷，解決方案主要分為主動減振和被動減振兩種，主動減振主要是通過科技發(fā)展，減少制作誤差，定期保養(yǎng)維修線路，但這

3、些只能降低振動能量，而不能避免振動，因此被動減震應運而生。地鐵施工中主要運用的減振方法是采用減振道床，其中包括：一般減振整體道床、橡膠減振墊浮置板整體道床、鋼彈簧浮置板道床。減振降噪應以工程環(huán)境評價報告為依據(jù)，經現(xiàn)場詳細調研，明確振動與噪聲的保護對象和范圍，確定期望值，根據(jù)線路鋪設形式、地質條件等合理選型。減振降噪型軌道結構的設計應遵循以下主要設計原則：（1）良好的穩(wěn)定性和耐久性，良好的減振降噪性；（2）結構簡單，施工和安裝的簡便性；（3）軌道幾何形位的可調性；（4）低成本、少養(yǎng)護維修。3.對于減振降噪技術措施的比選3.1對于一般減振措施（1）采用 60 kg/m 重型鋼軌，彈性分開式扣件，鋪

4、設無縫線路，以減小鋼軌所受的列車沖擊振動，降低地鐵運營對沿線建筑物的振動影響。（2）在小半徑曲線地段鋼軌側面經常涂油，定期對鋼軌表面進行打磨，對車輪進行碹削，從而有效抑制滾動噪聲的產生。（3）在半徑小于 400 m 的曲線及高架線跨越鐵路、城市主干道等地段，采用彈性減磨、防脫護輪軌。（4）在環(huán)境敏感地段，線路選線設計時應盡量避免采用小半徑曲線，以減小輪緣對鋼軌內側的沖擊，降低輪軌接觸中的尖叫噪聲。3.2對于中等減振措施中等減振措施的減振效果為 8 db 左右。（1）采用彈性短軌枕。彈性短軌枕是在短軌枕外面，套上橡膠減振套靴，這樣能大幅度降低道床應力，減少振動。（2）采用 gj-型減振降噪扣件。

5、該扣件由軌下橡膠墊、上鐵墊板、中間橡膠墊、下鐵墊板和自鎖機構等組成。上鐵墊板用來固定彈條和支撐鋼軌；下鐵墊板的作用，對下是通過錨固螺栓將整個扣件固定在軌枕上；對上通過鎖定機構將上鐵墊板位置鎖定，限制鐵墊板前后左右上五方向的運動，只允許其向下在中間橡膠墊上做彈性運動。軌下橡膠墊和中間橡膠墊是主要的彈性組件，采用彈性好、綜合力學性能優(yōu)良的天然橡膠制作?？奂撞靠杉釉O一層或幾層橡塑墊板，其靜剛度高，主要起調高和加強絕緣的作用，最大調高量可達 30 mm。該扣件與一般彈性扣件一樣可隨時更換其中每一個部件，便于維修和替換。從對扣件的落錘沖擊實驗得出，該扣件較一般彈性扣件，振動降低明顯。目前該扣件已經在北

6、京、上海、深圳地鐵中廣泛采用。3.3對于高等減振措施高等減振措施的減振效果為 8 15 db?？刹捎?vanguard扣件或 calenberg 道砟墊等措施來實現(xiàn)減振降噪。（1）vanguard 扣件具有很低的動態(tài)剛度（7.5 kn/mm）或更低，通車條件下的豎向位移達到 3 mm 或更多；減振效果類同浮置板系統(tǒng)，但成本比浮置板系統(tǒng)低得多，更易于平時的維護保養(yǎng)和調整。該扣件能有效降低振動及二次噪音；可用于現(xiàn)存的鋼軌高度嚴格受限的區(qū)域；對新線建設，vanguard 扣件可降低隧道斷面尺寸，大大節(jié)約建設投資；所有組件的更換都簡便易行，從而極大地方便了平常的維護保養(yǎng)。（2）calenberg 道砟

7、墊鋪設在道床下，對結構振動和噪聲具有高效隔離性；可減少軌道部件的應力和磨耗；使用壽命長，施工方便、快速；不影響過軌管線，在道岔區(qū)使用方便。但該道砟墊不足之處是更換較為困難。3.4對于特殊減振措施特殊減振措施的減振效果一般為 15 db 以上。在線路中心距離醫(yī)院、學校、音樂廳、精密儀器廠、文物保護、高級賓館等建筑物小于 20 m、及穿越地段，宜采用特殊減振軌道結構。可采用橡膠浮置板道床或鋼彈簧浮置板整體道床。橡膠浮置板道床是利用浮置板下面的大橡膠墊提供彈性，廣州地鐵一號線鋪設了這種減振軌道結構。更換大橡膠墊較為麻煩。目前在地鐵中，普遍采用鋼彈簧浮置板整體道床。鋼彈簧浮置板減振軌道結構又稱質量-彈

8、簧系統(tǒng)。其基本原理是在軌道上部建筑與基礎間插入一固有振動頻率遠低于激振頻率的線性諧振器，即將具有一定質量和剛度的混凝土道床板浮置在橡膠或者彈簧隔振器上，利用浮置板質量慣性來平衡列車運行引起的動荷載，僅有沒有被平衡的動荷載和靜荷載才通過鋼彈簧組件傳到路基或者隧道結構上，達到減振的目的。4.地鐵軌道減振降噪的一些建議每種減振降噪措施都有自己的應用范圍和優(yōu)缺點，隨著我國城市軌道交通建設的發(fā)展，各種類型的軌道減振降噪產品相繼亮相，產品質量的優(yōu)劣有設計理念、理論依據(jù)、材料質量、工藝制造水平、應用試驗歷史等方面有關，建議軌道減振降噪產品的選型除了適用性和經濟性以外，主要從以下幾個方面考慮：（1）采用技術成

9、熟、安全性高、壽命長、免維護或易維護的軌道減振降噪產品。（2）減振降噪產品除了有產品性能之外，需要有明確的產品應用條件和與產品適應施工技術（質量）要求。（3）扣件類減振設備，主要從整體性好、能承受運營各種方向荷載和沖擊、動靜剛度變化小、免維護或少維護、便于現(xiàn)場更換和軌道幾何尺寸調整等方面考慮；道床類減振設備主要從免維護或易維護、便于現(xiàn)場監(jiān)控、與普通道床接口良好等方面考慮。（4）選取技術實力雄厚、服務承諾好的廠家，作為現(xiàn)場用戶長期的技術合作和支持，在產品周期內負責處理所有產品技術問題和成本費用。（5）所有新型減振產品上線之前必須在相同條件的既有線進行試驗2年以上。5.結語總之，地鐵振動的原因是多方面的，不僅是車輛本身的問題， 而是各種振動源及振動傳播方式的綜合結果。地鐵振動原因的復雜性增加了減振的困難程度，但隨著社會的發(fā)展，人們對于生活質量的要求越來越高，地鐵減振還是應該受到高度的重視。因此，通過綜合治理減少地鐵振動，為居民