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。

2) 车辆设备产生的噪声控制。进行车辆轻量化设计。减少自重,从而减小轮轨间的相互作用力,降低噪声。

采用弹性车轮和充气橡胶轮胎。在车轮上加设橡胶件能有效吸收和衰减一部分由车轮产生的噪声,改善噪声的频谱特性。

采用直线电机牵引。使动力系统不需要从旋转运动转换成直线运动,省去齿轮箱等一系列传动机构,从而减少噪声源。

采用径向转向架。以消除列车在曲线上运行时产生蠕滑,从而消除列车通过曲线时的“尖啸声”。

3) 隧道和高架结构的振动而辐射的噪声的控制。地铁隧道上方建筑物的基础可设置弹性装置(如橡胶垫块等) 能有效地降低振动。对于那些防振要求很高的建筑物,如精密仪器实验室, 轨道 交通 线路应尽可能绕避,或迁移建筑物。高架桥宜采用混凝土梁,尽量少用钢梁,桥梁支座采用橡胶支座,桥梁两侧设置隔音板。

4) 集电系统的噪声控制。尽量减少集电弓的数量,安装集电弓外罩,提高接触网的拉力。

3. 2 控制噪声传播途径城市轨道交通噪声传播的主要媒介是空气。控制噪声传播途径的基本原理是在噪声传播过程中,在声源和接受点之间设置障碍物,避免直达声,使受声点只接受透射声和绕射声,并可利用屏障本身所具有的吸音性能在传播途径中消耗声能量,以降低接受点的声能强度。

1) 在线路两侧设置声屏障。可利用沿线的土堤、路堑和其他建筑物作为声屏障,根据情况也可专门设计隔音墙,为有效控制声透射和声绕射,隔音墙的材料选用、墙的厚度和高度设计是关键。

2) 线路两侧大密度种植树木,形成树障。

3) 设置车轮隔音罩和在车辆两侧设置下裙边。

4) 采用密封车体设计,减小噪声进入车内。

5) 在隧道内、车内以及声屏障靠近声源的一侧应采用吸音涂层,以减少声反射。

3. 3 运营阶段产生的环境 影响 需经过各种治理设施治理,并达到国家和地方规定的排放标准(浓度标准和总量标准) 后,才能消除。因此,按照“三同时”原则,所有污染治理设施均要精心设计, 同时按照“清洁生产”的原则,尚需选用低污染设备,严禁选用国家已公布淘汰的污染环境的工艺和设备。

3. 4 铁路工程环境保护设计应解决铁路工程建设运营中产生的环境影响,而铁路产生的环境影响随着铁路技术的进步、管理手段的提高而变化。总之,铁路技术进步的同时,也减缓了对环境的影响,如铁路电气化改善了铁路沿线的大气环境质量。与环境保护关系密切的未来铁路 发展 方向有:铁路高速化产生的噪声干扰较 目前 大;铁路电气化产生的电磁干扰,主要是对居民收看电视质量有所影响,同时也消除了大部分废气排放;铁路密集化,随着 电子 技术的发展,未来同一条线路上列车对数远较现在密集,且高速,其产生的噪声干扰较目前大;车站卸放的旅客列车垃圾远较目前多,站车垃圾的收集、回收、处置将成为重要 问题 ;机车车辆检修模块化,随着电子技术的发展,实现列车运行全程监控,较小的技术故障在列车运行中即能解决,大大提高列车的途运时间,检修时拆下旧模块,换上新模块,模块集中检修, 这样就使目前的检修设施大为减少且集中,对于解决污水处理、废气治理将大有好处。

3. 5 随着铁路技术的进步和管理的 现代 化,未来铁路环境保护设计应着重解决以下几方面的问题:加强铁路沿线生态环境保护,建设铁路绿色长廊;加强铁路噪声防护,建设铁路清静长廊; 加强铁路站车垃圾收集、回收、处置;建设铁路卫生车站;加强铁路电磁防护,清新千家万户。

3. 6 为了更好地贯彻环规,建议铁道部适时出台以下标准规范:铁路工程环境保护设施划分标准、铁路噪声治理工程设计规范、铁路站车垃圾处置工程设计规范。

4 结语

铁路要发展,环境要保护,这是人类永久一致的目标。但是这既是一项 科学 技术工作,又是一项科学的管理和组织宣传工作。所以,应该共同努力并行动起来保护人类赖以生存的环境。

参考 文献 : [2] 张 晨,黄继东,韩通新. 预测高速铁路电磁辐射的一种有效方法[J ]. 中国 铁道科学.2000,

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