城市軌道交通高架線的環(huán)境噪音探討

1、城市軌道交通高架線的環(huán)境噪音討論摘要：本文分析了城市軌道交通高架線噪聲產(chǎn)生根源、傳播規(guī)律，介紹了噪聲評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并從聲源、傳播途徑和受聲點(diǎn)保護(hù)三方面提出了降噪技術(shù)措施及應(yīng)用實(shí)例。關(guān)鍵詞:城市軌道交通；輪軌噪聲；噪聲控制1、前言城市軌道交通是一種平安舒適、準(zhǔn)時(shí)快捷、大運(yùn)量的交通工具，對解決城市人口密度大、交通需求突出、城市環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，具有無可比擬的優(yōu)越性。但其噪聲影響問題已經(jīng)成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是高架線的噪聲影響，這在一定程度上是決定高架線是否能得到人們承受和認(rèn)可的關(guān)鍵。2、城市軌道交通高架線的噪聲根源與形成分類城市軌道交通系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲主要來自軌行系統(tǒng)、列車牽引系統(tǒng)、輔助設(shè)備和高架橋

2、梁構(gòu)造的輻射噪聲及列車運(yùn)行時(shí)空氣動(dòng)力噪聲等。1)輪軌噪聲主要是列車行駛時(shí)車輪和鋼軌互相作用引起的噪聲，包括車輪撞擊軌道不連續(xù)部位時(shí)的撞擊聲、輪軌踏面凸凹不平時(shí)發(fā)出的轟鳴聲和列車沿小曲線半徑軌道運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的尖叫聲。2)牽引動(dòng)力系統(tǒng)噪聲牽引系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的噪聲，包括牽引電機(jī)及其冷卻風(fēng)扇、齒輪箱以及空氣壓縮機(jī)的噪聲。3)輔助設(shè)備噪聲主要是指制動(dòng)系統(tǒng)在施行制動(dòng)時(shí)閘瓦與制動(dòng)盤之間的摩擦振動(dòng)，它激發(fā)制動(dòng)閘瓦片、閘瓦托架以及制動(dòng)盤等產(chǎn)生自激振動(dòng)形成噪聲。此外，還有制動(dòng)懸掛連接件之間互相撞擊產(chǎn)生的噪聲和空調(diào)裝置以及電氣設(shè)備冷卻風(fēng)扇發(fā)出的噪聲等。4)高架橋的低頻噪聲當(dāng)列車行駛在高架橋上時(shí)，輪軌互相作用產(chǎn)生振

3、動(dòng)通過軌道傳遞給支撐構(gòu)造，支撐構(gòu)造將噪聲向周邊環(huán)境進(jìn)展傳播，形成一種低頻噪聲。5)車輛運(yùn)行時(shí)的空氣動(dòng)力噪聲隨著列車速度進(jìn)步，空氣動(dòng)力噪聲明顯增大，當(dāng)列車速度到達(dá)200k/h以上時(shí)，空氣動(dòng)力噪聲急劇上升，并且成為環(huán)境噪聲的重要組成部分。但是城市軌道交通的行車速度都在80120k/h，所以輪軌噪聲成為最為突出的問題。3、城市軌道交通噪聲的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)目前我國還未制定城市軌道交通噪聲的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如今普遍采用等效聲級laeq:db作為環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)，并分晝夜兩個(gè)時(shí)間進(jìn)展評價(jià)，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照下表。城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值gb3096-93單位：dba3、城市軌道交通高架線的噪聲傳播規(guī)律及特性噪聲作為一種聲音，是由

4、于噪聲源的振動(dòng)引起的，實(shí)際是在介質(zhì)中傳播的機(jī)械波，它具有能量特征。根據(jù)噪聲的傳播方式，可分為：空氣傳播噪聲和構(gòu)造輻射噪聲。空氣傳播噪聲是噪聲以波的形式并以一定速度在空氣中傳播，其強(qiáng)度在遠(yuǎn)離聲源的區(qū)域逐漸減弱；構(gòu)造輻射噪聲是振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲波以不同的速度在固體物質(zhì)中傳播，它主要以折射波的形式傳播。高架線噪聲傳播特性：1、高架線噪聲源的位置高、傳播面廣。由于高架橋的位置相對較高，噪聲傳播的面較廣。噪聲傳至受聲點(diǎn)的途徑一種是直接傳播，另一種是通過地面的反射。受聲點(diǎn)的噪聲強(qiáng)度往往是兩者共同作用的結(jié)果。2、軌道交通噪聲的規(guī)律性、間歇性。列車只有在運(yùn)營期間才產(chǎn)生噪聲影響，而列車的發(fā)車間隔是35分鐘，長度14

5、0的列車以80k/h通過某點(diǎn)的時(shí)間約為6.3秒。這樣可以看出列車的噪聲影響與運(yùn)營時(shí)間、發(fā)車間隔相關(guān)聯(lián)，具有間歇性，這相對道路噪聲有明顯的區(qū)別。3、軌道交通的人均噪聲的產(chǎn)生量較校廣州地鐵二號線采用6輛編組列車，每列車的標(biāo)準(zhǔn)荷載1800人。這相對于其他運(yùn)載工具，人均的噪聲產(chǎn)生量較校4、高架線降噪的工程措施及應(yīng)用實(shí)例為降低噪聲的不利影響，可從噪聲源、噪聲傳播途徑和噪聲敏感目的防護(hù)上著手。從噪聲源著手進(jìn)展控制是主動(dòng)有效的，但由于如今的技術(shù)程度和條件限制，很難到達(dá)理想效果，因此還必須在其傳播途徑、受聲點(diǎn)保護(hù)上采取適當(dāng)?shù)拇胧?)采用特殊的車輛構(gòu)造設(shè)計(jì)高架軌道交通車輛應(yīng)進(jìn)展特殊設(shè)計(jì),如增加車輛裙板及車底設(shè)

6、置吸聲構(gòu)造等，香港西鐵就采用這種形式的車輛。采用低噪動(dòng)力牽引系統(tǒng)，溫哥華、底特律、吉隆坡等城市采用了直線電機(jī)牽引系統(tǒng)，省去了齒輪箱等一系列傳動(dòng)構(gòu)造，減少了許多噪聲源。另外，采用徑向轉(zhuǎn)向架車輛可以順利通過曲線，減少輪軌噪聲和輪軌磨耗。2)減少輪軌作用面的摩擦與不平順輪軌噪聲是軌道交通噪聲的主要來源。定期打磨鋼軌、鏇車輪，可以保證輪軌外表的光滑，減少振動(dòng)輻射噪聲。在韓國等地使用了kelsan的產(chǎn)品，列車通過時(shí)它可以在輪軌作用面形成薄膜，來改善輪軌接觸面的摩擦，減少尖叫聲。在使用了此產(chǎn)品的漢城地鐵通過測量比擬，10輛編組列車在通過同一曲線可以降低噪聲19db(a)。3)采用減振降噪鋼軌通過增加鋼軌阻

7、尼、增加鋼軌吸振性能、埋入式鋼軌等措施降低鋼軌輻射噪聲。在噪聲敏感地段,采用軌腰粘貼夾層構(gòu)造，外面是5鋼板通過一種特殊的彈性的黏合劑連接到高吸振層上。這樣可以增加振動(dòng)沿鋼軌的衰減率，從而到達(dá)降噪的目的。日本的高架鐵道采用了這種形式,經(jīng)測試可降低噪聲35db(a)。采用埋入式鋼軌是將鋼軌埋入混凝土槽中并用阻尼材料填充軌底及軌腰，鋼軌的振動(dòng)程度降低，噪聲隨之降低。在葡萄牙波爾圖市stp高架線，使用了荷蘭ediln公司的埋入式鋼軌產(chǎn)品，最終很好的控制高架線的噪聲。4)高架構(gòu)造形式的選擇采用合理的高架構(gòu)造也能減少構(gòu)造的輻射噪聲。加拿大的斯卡波羅輕軌高架橋構(gòu)造采用槽型梁也有利于降低噪聲；為了降低構(gòu)造輻射

8、的噪聲，香港西鐵采用雙箱單室梁構(gòu)造。5)采用減振軌道構(gòu)造，降低噪聲源的振動(dòng)程度減振軌道構(gòu)造包括減振扣件和減振軌下基矗減振軌下根底是在產(chǎn)生振源的軌道構(gòu)造下部加裝阻尼構(gòu)造到達(dá)減振目的，降低噪聲輻射。其中國內(nèi)外廣泛使用的有浮置板道床、彈性短軌枕構(gòu)造。減振扣件是用一些彈性元件隔斷部分振波或聲波，其中廣泛采用的主要有科隆蛋減振扣件。pandrl公司的vanguard扣件在英國的維多利亞線獲得了較好的減振降噪效果。vanguard扣件可以降低構(gòu)造振動(dòng)，控制構(gòu)造低頻噪音。6)合理的線路設(shè)計(jì)線路宜采用無縫線路，減少車輪對鋼軌接頭的沖擊噪聲。線路設(shè)計(jì)應(yīng)盡量防止使用小半徑曲線,以降低輪軌沖擊摩擦的尖叫噪聲。同時(shí)還

9、可結(jié)合自然地質(zhì)特性,采用相應(yīng)的敷設(shè)型式。如德國柏林的一條地鐵在穿越高檔別墅區(qū)時(shí)就采用了深路塹的方式來降低噪聲的影響。7)設(shè)置聲屏障或隔音罩是降低軌道交通噪聲的一種有效措施。聲屏障可將波長短的高頻噪聲反射回去，使屏障后面形成“聲影區(qū)，在聲影區(qū)內(nèi)噪音明顯下降。九廣鐵路太和火車站設(shè)置的強(qiáng)化玻璃纖維混凝土隔音罩后可以降低15-20db(a)列車噪音。香港輕軌位于屯門官立小學(xué)高架線采用1.9透明板塊聲屏障可以降低噪聲5-8db(a)。6、結(jié)語雖然軌道交通高架線的噪聲影響是人們非常關(guān)注的問題，但是國內(nèi)外的大量工程都已經(jīng)很好的解決了這個(gè)問題。在有世界上最嚴(yán)格環(huán)保要求的香港，西鐵高架線采取綜合措施：梁形為雙箱單室梁，列車安裝吸音內(nèi)襯和防聲裙，高架橋兩側(cè)安裝聲屏障；軌道兩側(cè)的人行道安裝了吸音材料，采用浮置板軌道構(gòu)造、科隆蛋減振扣件等如以下圖所示，最終列車通過的瞬時(shí)噪聲僅為61db(a)，完全滿足環(huán)保要求?？梢姡灰捎煤侠淼墓こ檀胧?，高架線的噪聲影響是可以解決的，并可以充分發(fā)揮高架線占地少、造價(jià)低、工期短、利于穿越地質(zhì)情況復(fù)雜地段等特點(diǎn)，這非常有利于城