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方案是從目的、要求、方式、方法、進(jìn)度等都部署具體、周密,并有很強(qiáng)可操作性的計(jì)劃。以下是本站分享的城市軌道交通噪聲控制方案,希望能幫助到大家!【摘要】城市軌道交通雖然為城市發(fā)展提供了非常便利的交通服務(wù),但是城市軌道交通帶來的噪聲污染和振動(dòng)污染等負(fù)面因素嚴(yán)重影響著軌道沿線居民的正常生活和工作。城市軌道交通噪聲測(cè)試可以為科學(xué)
制定噪聲治理方案提供高價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。在本文中,筆者以某城市的地鐵運(yùn)行線為例,就城市軌道交
通噪聲測(cè)試工作的相關(guān)問題進(jìn)行分析和探討。
【關(guān)鍵詞】城市軌道交通交通噪聲噪聲測(cè)試環(huán)境檢測(cè)
前言
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)城市的現(xiàn)代化進(jìn)程,對(duì)于現(xiàn)代化的城市而言,智能化、立體化的交通系統(tǒng)是不可
或缺的,并且該交通系統(tǒng)還要與城市的發(fā)展布局保持一定的協(xié)調(diào)性。因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ň哂羞\(yùn)行時(shí)間相
對(duì)準(zhǔn)確、乘客運(yùn)輸規(guī)模相對(duì)較大等優(yōu)點(diǎn),因而在不少城市尤其是大型城市當(dāng)中獲得了應(yīng)用,緩解了城市
交通擁堵和土地緊張的矛盾局面,目前已經(jīng)成為不少城市發(fā)展城市交通體系的重點(diǎn)關(guān)注環(huán)節(jié)。城市軌道
交通帶來的噪聲、振動(dòng)等環(huán)境污染同樣不可忽視,不少國(guó)家為了降低城市軌道交通的負(fù)面影響,如果城
市軌道交通運(yùn)行單位不采取降噪措施,則會(huì)強(qiáng)制要求其降低其運(yùn)行速度甚至限制運(yùn)行。
在現(xiàn)代城市當(dāng)中,交通噪聲是干擾周圍居民生活工作環(huán)境的重要噪聲來源之一,在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)城市軌道交
通噪聲能夠?yàn)榭茖W(xué)制定噪聲治理方案提供高價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。
1.城市軌道交通噪聲的產(chǎn)生原理
一般而言,城市軌道交通噪聲主要分為機(jī)械噪聲和氣動(dòng)噪聲,其中,機(jī)械噪聲又包括滾動(dòng)噪聲、沖擊噪
聲以及嘯叫噪聲。不同噪聲有著不同的產(chǎn)生原理,具體而言:
1.1機(jī)械噪聲
第一,滾動(dòng)噪聲。滾動(dòng)噪聲主要是指輪軌處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),不均勻的輪軌表面會(huì)導(dǎo)致輪軌出現(xiàn)垂直方向
上的振動(dòng),從而輻射噪聲。輪軌表面的粗糙程度是造成輪軌表面不均勻的重要原因,其基本的物理過程
是:"輪軌表面不均勻引起波動(dòng)→輪軌發(fā)生振動(dòng)響應(yīng)→振動(dòng)產(chǎn)生聲音→聲音輻射→聲音傳播到接受點(diǎn)"
第二,沖擊噪聲。沖擊噪聲是滾動(dòng)噪聲的一種極端表現(xiàn),即,在軌道的焊點(diǎn)、接縫、鄰近車站處或者是
輪表面的不連續(xù)處便會(huì)產(chǎn)生沖擊噪聲,其主要的振動(dòng)方向依然是垂直方向的,但是非線性表現(xiàn)得十分明
顯。
第三,嘯叫噪聲。嘯叫噪聲出現(xiàn)在小半徑曲線位置上,發(fā)生側(cè)向的水平向的振動(dòng)。由于嘯叫噪聲的發(fā)生
機(jī)理非常具體,關(guān)于嘯叫噪聲的處理無法獲得很好地廣泛適用性,這一點(diǎn)是與滾動(dòng)噪聲不同的。但是,
在處理滾動(dòng)噪聲時(shí),對(duì)嘯叫噪聲也具有一定程度的抑制效果。
1.2氣動(dòng)噪聲
氣動(dòng)噪聲的產(chǎn)生以及噪聲的分貝大小與機(jī)車的運(yùn)行時(shí)速是密不可分的,一般而言,如果機(jī)車的時(shí)速越大
,則氣動(dòng)噪聲的分量便會(huì)越大。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)[1],如果機(jī)車運(yùn)行時(shí)速等于低于100km/h時(shí),那么氣動(dòng)
噪聲對(duì)于總體噪聲的貢獻(xiàn)則要明顯小于機(jī)械噪聲對(duì)于總體噪聲的貢獻(xiàn);但是,如果當(dāng)機(jī)車運(yùn)行時(shí)速高于
300km/h時(shí),則氣動(dòng)噪聲和機(jī)械噪聲的貢獻(xiàn)比例便會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)。然而由于噪聲源位于傳播媒介當(dāng)中,因
此想要有效地處理氣動(dòng)噪聲則顯得異常困難,但是也不是完全不可能處理,規(guī)定的機(jī)車的最佳運(yùn)行時(shí)速
則是比較有效且容易執(zhí)行的方法。
通過上述論述我們知道輪軌的表面波動(dòng)是機(jī)械噪聲產(chǎn)生的非常重要的激勵(lì)源,這并不是表示其它因素對(duì)
于機(jī)械噪聲的產(chǎn)生不重要。例如,機(jī)車通過枕木時(shí)的低頻振動(dòng)同樣是機(jī)械噪聲的主要激勵(lì)源。
2.城市軌道交通噪聲測(cè)試方案的確定
第一,監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)。
噪聲測(cè)試點(diǎn)位的布設(shè)必須要依照相關(guān)原則,能夠保證測(cè)試點(diǎn)位布設(shè)達(dá)到以下目標(biāo):首先,能夠充分地掌
握地鐵軌道沿線屬性敏感點(diǎn)不同、結(jié)構(gòu)不同以及距離不同時(shí)噪聲增量的差異情況;其次,能夠充分掌握
建筑物對(duì)噪聲的聲屏降噪效果和阻擋情況、24h分布規(guī)律、垂直方向衰減規(guī)律、水平方向衰減規(guī)律。
噪聲測(cè)試點(diǎn)位的布設(shè)必須要依照的原則主要是:首先,敏感點(diǎn)位原則。(1)調(diào)查并對(duì)比環(huán)境影響報(bào)告書
當(dāng)中敏感點(diǎn)位的實(shí)際受影響情況,核實(shí)相關(guān)解決方案的落實(shí)情況。(2)監(jiān)測(cè)環(huán)境影響報(bào)告書當(dāng)中遺漏的
距離軌道、車輛段、車站等較近的敏感點(diǎn)情況,了解并掌握此類敏感點(diǎn)影響程度,據(jù)此提出合理化的解
決對(duì)策。(3)監(jiān)測(cè)環(huán)境影響報(bào)告書當(dāng)中新增的距離軌道、車輛段、車站等較近的敏感點(diǎn)情況,了解并掌
握此類敏感點(diǎn)影響程度,據(jù)此提出合理化的解決對(duì)策。(4)監(jiān)測(cè)后排受到阻擋的建筑物與前排建筑物在
同一層級(jí)的噪聲情況,了解建筑物對(duì)于交通噪聲的阻擋效果。其次,傳播規(guī)律原則。(1)高架線路段選
擇距軌道最近和較近的2個(gè)點(diǎn)位。為本次未測(cè)的敏感點(diǎn)提供類比分析依據(jù)。(2)對(duì)場(chǎng)、段廠界選取監(jiān)測(cè)
。了解車輛段、停車場(chǎng)廠界噪聲影響程度。(3)高架線路段,沿不同樓層高度設(shè)噪聲豎直衰減斷面;高
架線路段,垂直軌道方向近軌中心線20m、40m、60m、80m處,高度1.2m設(shè)立噪聲水平衰減斷面。分
析環(huán)境噪聲隨時(shí)間、空間的變化規(guī)律。
第二,監(jiān)測(cè)要求。
嚴(yán)格依照《鐵路邊界噪聲限值及其測(cè)量方法》、《城市區(qū)域環(huán)境噪聲測(cè)量方法》、《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲
測(cè)量方法》當(dāng)中的相關(guān)規(guī)定。
第三,數(shù)據(jù)分析。
分析與地鐵并行道路的車流量,道路交通噪聲、列車噪聲、混合噪聲的取值時(shí)間及對(duì)應(yīng)的噪聲值,列車
對(duì)不同距離噪聲敏感建筑物的影響程度及噪聲分布規(guī)律,噪聲的24h分布規(guī)律,列車噪聲、混合噪聲對(duì)
背景噪聲的貢獻(xiàn)量,聲屏障的降噪效果等。
3.結(jié)束語
交通噪聲監(jiān)測(cè)布點(diǎn)均要充分體現(xiàn)主體不同噪聲源、不同降噪措施,與受體敏感點(diǎn)距噪聲源的不同距離、
不同樓層、不同結(jié)構(gòu)、不同屬性的組合,同時(shí)根據(jù)噪聲距離傳播規(guī)律和時(shí)間規(guī)律斷面布點(diǎn)。監(jiān)測(cè)頻次應(yīng)
遵循峰平兼顧、晝夜不誤的原則。
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摘要:目前國(guó)內(nèi)軌道交通發(fā)展如火如荼,已經(jīng)有近四十個(gè)城市規(guī)劃或正在建設(shè)軌道交通工程,然而有軌道交通運(yùn)營(yíng)帶來的振動(dòng)和噪聲也是所有軌道交通項(xiàng)目非常重視的課題。文章闡述了地鐵振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理、振動(dòng)控制措施,并以深圳地鐵為例介紹目前常用的軌道減振措施及其效果。
關(guān)鍵詞振動(dòng)控制;地鐵;結(jié)構(gòu);振動(dòng)
Abstract:Atpresentdomesticrailtransitdevelopmentlikearagingfire,therehavebeennearlyfortycityplanningorunderconstructionofrailtrafficengineering,however,thevibrationandnoiseofrailtransitoperationbringsisalsoallrailtransitprojectisveryimportant.Inthispaper,themechanismofsubwayvibrationandvibrationcontrolmeasures,andtakingShenzhenMetroasanexampletointroducethecurrenttrackdampingmeasurescommonlyusedanditseffect.
Keywordsvibrationcontrol;subway;structure;vibration
中圖分類號(hào):TU99文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào):
1引言
城市軌道交通是現(xiàn)代化城市中一種重要的交通工具,由于其具有有效利用底下空間、運(yùn)量大、速度快、準(zhǔn)時(shí)、方便等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為解決城市交通擁擠和減少大氣污染的一種有效手段。但與此同時(shí),地鐵列車運(yùn)行時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲也是世界各國(guó)軌道交通普遍存在的一個(gè)值得重視的問題。在國(guó)際上,振動(dòng)已被列為七大環(huán)境公害之一。
地鐵列車高速運(yùn)行是地鐵振動(dòng)的主要發(fā)生源,不僅直接影響到列車內(nèi)駕乘人員的舒適及健康,也使地鐵沿線地面建筑物發(fā)生受迫振動(dòng)。由于地鐵線路大都從建筑物及人群密集的城市中心地段穿過,地鐵振動(dòng)對(duì)環(huán)境和周邊建筑物內(nèi)居民的生活和工作都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。國(guó)內(nèi)各大城市地鐵都出現(xiàn)過地鐵沿線居民投訴地鐵運(yùn)行帶來的振動(dòng)問題,因此,減振降噪將是目前如火如荼的軌道交通工程必須引起高度重視和有效解決的一個(gè)課題。
2地鐵振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理及影響因素
2.1產(chǎn)生機(jī)理
地鐵列車高速行進(jìn)是地鐵振動(dòng)的主要發(fā)生源,具體來源于輪軌系統(tǒng)和列車的動(dòng)力系統(tǒng),主要表現(xiàn)為:
(1)列車行駛時(shí),對(duì)軌道的重力加載產(chǎn)生的沖擊,造成車輪與軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng);
(2)地鐵車輛運(yùn)行時(shí),眾多車輪與鋼軌同時(shí)發(fā)生作用所產(chǎn)生的作用力,造成車輛與軌道結(jié)構(gòu)(包括鋼軌、構(gòu)件、道床等)上的振動(dòng),實(shí)測(cè)表明振源處振級(jí)可達(dá)103dB;
(3)車輪滾過鋼軌接縫處時(shí),輪軌相互作用產(chǎn)生的車輪與鋼軌結(jié)構(gòu)的振動(dòng);
(4)軌道的不平順和車輪的粗糙損傷等隨機(jī)性激勵(lì)產(chǎn)生的振動(dòng);
(5)車輪的偏心等周期性激勵(lì)導(dǎo)致的振動(dòng)。
2.2影響因素
地鐵列車運(yùn)行時(shí)影響振動(dòng)源的因素涉及到車輛、軌道、道床、隧道、地質(zhì)條件等方面,嚴(yán)格意義上,上述各參量的關(guān)系為函數(shù)關(guān)系,但目前尚無成熟的精確表達(dá)式。上述主要參數(shù)中以列車速度、車輛重量、輪軌條件、隧道基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)類型及是否使用隔振措施等因素對(duì)地鐵振動(dòng)源特性影響較大,其主要表現(xiàn)為:
(1)在一定運(yùn)行速度范圍內(nèi),地鐵隧道振動(dòng)振級(jí)隨列車運(yùn)行速度的增加而增加,大體上速度每增大1倍,振動(dòng)振級(jí)增加約6dB;
(2)輪軌表面不規(guī)則,將使振級(jí)增加5~10dB,車輪不圓整將使振級(jí)增加10~22dB;
(3)在相同地質(zhì)條件下,當(dāng)隧道材料相同時(shí),結(jié)構(gòu)厚度增大1倍,墻壁振動(dòng)可降低5~18dB,而混凝土單洞隧道振動(dòng)低于鑄鐵或鑄鋼單洞隧道壁振動(dòng);三洞隧道結(jié)構(gòu)振動(dòng)低于雙洞隧道結(jié)構(gòu)振動(dòng),站臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)最低。
3地鐵振動(dòng)的控制措施
地鐵運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)問題,可以在地鐵工程最初的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工階段通過一些措施得到一定程度的控制。
3.1規(guī)劃階段的控制措施
在最初的規(guī)劃階段,要把線路選擇和城市規(guī)劃結(jié)合起來考慮:
(1)線路走向盡量與城市快速路、主干道或次干道重合。
(2)合理控制地鐵線路兩側(cè)擬建建筑物的建設(shè)距離。
(3)在軌道交通規(guī)劃布局中,應(yīng)充分利用振動(dòng)波的天然屏障,如河流、高大建筑物等,來阻隔振動(dòng)的影響。
3.2設(shè)計(jì)施工階段的控制措施
3.2.1振源減振控制
從振動(dòng)源頭減小振動(dòng)是最直接的控制方法,根據(jù)地鐵振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理和影響因素的分析,可以采取以下具體措施:
(1)車輛方面的改進(jìn),主要包括車輛輕型化、車輪平滑化、改進(jìn)列車制動(dòng)方式和適當(dāng)控制列車運(yùn)行速度等措施;。
(2)軌道結(jié)構(gòu)的改進(jìn),主要有采用重型鋼軌和無縫線路,采用各類減振扣件和減振道床。
3.2.2振動(dòng)傳播途徑控制
通過對(duì)振動(dòng)傳播途徑及其影響因素的分析,采取一些隔振或其他措施:
(1)在鋼軌與軌枕之間加隔振材料,主要有橡膠隔振墊板和浮置板隔振系統(tǒng);
(2)增加隧道埋深,增加隧道壁厚,根據(jù)實(shí)際情況選取合適的隧道結(jié)構(gòu);
(3)對(duì)于有碴軌道,增加道碴厚度,在道碴床和隧道之間鋪設(shè)整體橡膠道碴墊;
(4)用屏障隔振。
4深圳地鐵蛇口線中各類減振措施
深圳地鐵蛇口線中在軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)用了多種減振技術(shù)措施,主要分為一般、較高和高等減振地段技術(shù)措施,具體數(shù)量和效果見表1。
表1深圳地鐵蛇口線軌道減振技術(shù)措施一覽
4.1一般減振地段
一般減振地段主要是采用重型60kg/m鋼軌的無縫線路和DTⅢ型彈性扣件。60kg/m鋼軌的垂直剛度大,相比50kg/m鋼軌可以降低振動(dòng)強(qiáng)度2~4dB;無縫線路可以減少鋼軌接頭,有效地減少車輪與鋼軌之間的沖擊振動(dòng)和噪音,DTⅢ型彈性扣件主要依靠其軌下和鐵墊板下橡膠墊減少振動(dòng)。
4.2較高減振地段
橡膠套靴彈性短軌枕減振技術(shù)是國(guó)際上廣泛采用的中等減振地段的軌道結(jié)構(gòu),就是在短軌枕外套一層橡膠套靴,短軌枕下墊入一高彈墊層,然后將套靴和短軌枕一起澆筑在混凝土道床中,減振效果可以達(dá)到12dB。
軌道減振器扣件是我國(guó)在德國(guó)科隆蛋扣件的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的一種減振扣件,底板成長(zhǎng)方形,承軌板與底座的連接處呈橢圓形,用橡膠將位于軌下的承軌板和連接軌枕的底座鐵墊板硫化在一起,減振效果可達(dá)5-8dB。
ZE減振型扣件也是一種新型減振扣件,深圳地鐵也是第一次使用這種扣件,全部用在蛇口線東延工程中。它通過在扣件體夾層和扣件鐵墊板下各設(shè)置一塊天然橡膠墊達(dá)到減振目的,扣件體上設(shè)有齒形凹槽可以配合齒形墊片調(diào)整軌距。
4.3高等減振地段
軌道橡膠隔振墊采用德國(guó)卡棱貝格道床墊技術(shù),該技術(shù)適用于高等減振地段,減振墊采用圓錐截頂結(jié)構(gòu),是點(diǎn)和面的組合,約束阻尼和橡膠彈簧的組合,從而使得隔離式減振在各方面的減振效果都相當(dāng)出色,減振效果為10~15dB。
梯形軌枕整體道床是一種新型的低噪音、低振動(dòng)的軌道系統(tǒng),該結(jié)構(gòu)由梯形軌枕、減振墊和混凝土底座組成,梯形軌枕由預(yù)應(yīng)力混凝土縱梁和鋼管連接,形狀像梯子,梯形軌枕以一定間隔支撐在L型的鋼筋混凝土臺(tái)座上,形成彈性支撐的軌道系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)減振效果可以達(dá)到大于10dB。
鋼彈簧浮置板減振道床是德國(guó)GERB(隔而固)公司研制的減振軌道結(jié)構(gòu),它采用螺旋彈簧支撐浮置板的道床,將浮置板道床和基礎(chǔ)分離開來,浮置板道床可提供足夠的慣性抵消車輛產(chǎn)生的動(dòng)荷載,只有靜荷載和少量殘余動(dòng)荷載通過螺旋彈簧等彈性組件傳遞到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上,減振效果可達(dá)15dB以上。
4.4車輛段減振技術(shù)措施
為了配合蛇口西車輛段上蓋物業(yè)開發(fā),蛇口西車輛段在試車線和咽喉區(qū)設(shè)置了橡膠隔振墊,全廠庫內(nèi)線采用無縫線路,庫外線路全部使用接頭減振夾板的方式減振。減振夾板通過減小車輪經(jīng)過軌縫的折角和臺(tái)階的方法,減緩車輪的沖擊振動(dòng),從而使車輪能平順過渡,達(dá)到減少振動(dòng)的效果,相比普通夾板線路可減少噪音量5dB。
5結(jié)語
在目前的各類減振措施中,改善輪軌關(guān)系,提高軌道減振性能的技術(shù)措施起到了很大的作用,尤其是針對(duì)減振要求不同的地段,提出了不同等級(jí)的減振手段和方式,此類減振效果得到了實(shí)踐的檢驗(yàn),并且已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外城市軌道交通工程中得到廣泛的應(yīng)用。
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作者簡(jiǎn)介:張?jiān)瘢?980—)、男、遼寧遼陽人、現(xiàn)供職于深圳市地鐵集團(tuán)有限公司、工程師
摘要: 介紹了城市軌道交通噪聲的形成與分類,提出了降低列車輻射噪聲的措施等。
關(guān)鍵詞: 城市軌道車輛;噪聲;
城市交通環(huán)境噪聲往往是人們普遍關(guān)注的問題。隨著我國(guó)城市交通的發(fā)展,地鐵、輕軌、獨(dú)軌等交通模式的出現(xiàn),軌道交通在大城市公共交通中越來越顯示出它的骨干作用。研究城市軌道交通的噪聲及防護(hù)越顯重要和迫切。城市軌道交通噪聲與一般鐵路噪聲在聲學(xué)特性上既有相同之處又有其獨(dú)有的特征。例如,城市軌道交通一般為2輛~8輛編組的電動(dòng)車組,采用全動(dòng)車或部分動(dòng)車,一般運(yùn)行于隧道和高架橋上。它沒有鐵路噪聲經(jīng)歷時(shí)間(一次通過)長(zhǎng),但行車頻率卻比鐵路高,一般2min~5min出現(xiàn)1次。它又不同于道路交通的噪聲,道路交通往往是由無數(shù)連續(xù)點(diǎn)聲源構(gòu)成線聲源。因而,可認(rèn)為城市軌道交通噪聲是介于鐵路與道路兩者之間的一種交通噪聲。
1城市軌道交通噪聲的形成與分類
噪聲通過聲源、途徑、接受點(diǎn)3個(gè)方面進(jìn)行分類和研究。了解聲源、途徑、接受點(diǎn)就可以有針對(duì)性地尋求降低、衰減噪聲的措施和途徑,對(duì)現(xiàn)存噪聲進(jìn)行防護(hù),最大限度地減少對(duì)人體造成的損害。城市軌道交通按產(chǎn)生噪聲的聲源可分為:輪軌噪聲、車輛非動(dòng)力噪聲,牽引動(dòng)力噪聲、高架軌道噪聲及地下鐵道的地面承載噪聲等。
1.1輪軌噪聲
鋼軌與車輪之間相互作用而產(chǎn)生的聲響。車輪和軌道相接觸處產(chǎn)生力的相互作用,造成車輪和軌道的振動(dòng)而向外輻射聲波。輪軌噪聲主要有摩擦噪聲、撞擊噪聲和轟鳴噪聲。
1.2車輛非動(dòng)力噪聲
主要是指制動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)施制動(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)懸掛連接件之間的間隙在運(yùn)行中相互撞擊產(chǎn)生的噪聲等。
1.3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,它是城市軌道交通的主要噪聲。近年的研究表明,使用車裙與車下吸聲處理相結(jié)合的措施可降低噪聲。
1.4高架軌道噪聲
當(dāng)列車行駛在高架鐵路上時(shí),輪軌相互作用產(chǎn)生的振動(dòng)通過軌道傳遞給支承結(jié)構(gòu),支承結(jié)構(gòu)將噪聲向周邊地區(qū)進(jìn)行傳播,形成較高的噪聲。抑制高架軌道噪聲一方面可從降低鋼軌振動(dòng)的技術(shù)著手,另一方面從限制傳遞給高架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)考慮。沿軌道側(cè)面設(shè)置聲屏障,可以降低鋼軌噪聲向周圍地區(qū)的傳播。
1.5地下鐵道的地面承載噪聲
地下鐵道輪軌間相互作用而產(chǎn)生的振動(dòng)被傳遞給隧道結(jié)構(gòu),繼而又傳向周圍的土壤。振動(dòng)通過土壤再向鄰近的建筑物傳播,從而導(dǎo)致地下及墻壁的振動(dòng)和噪聲向建筑物內(nèi)房間的第二次輻射,它是一種低頻聲響。抑制和降低地面承載噪聲和振動(dòng)的措施:
(1)車輪踏面的鏇修、鋼軌面的磨削以及采用無縫鋼軌代替接縫鋼軌等,都有利于衰減輪軌相互作用而產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲,同樣也適用于降低地面承載噪聲和振動(dòng)。
(2)在軌道和路基之間鋪設(shè)一層彈性材料,可以起到減弱振動(dòng)傳遞的作用。另一種有效的措施是裝設(shè)彈性的“浮置板面”的軌道路基,即在鋼軌與混凝土軌道基板面之間設(shè)置一層彈性墊板,這種結(jié)構(gòu)可以削弱被傳遞到隧道墻壁的振動(dòng)噪聲達(dá)10dB(A)~20dB3.(A)。
(3)在軌道和路基面之間采用碎石構(gòu)成的道床,可以起到衰減從鋼軌向路基傳遞的振動(dòng)和噪聲,這種道床還可以降低車內(nèi)噪聲級(jí),但采用這種道床要求有較大的隧道半徑。
2城市軌道交通噪聲的評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn)
目前,國(guó)際上還沒有一套標(biāo)準(zhǔn)的城市軌道交通噪聲的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo),可參考工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家以及國(guó)際性大都市擬訂適用于本國(guó)和本市的軌道交通噪聲測(cè)量以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。另外,可供借鑒的還有國(guó)際鐵路標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的《聲學(xué)2軌道車輛內(nèi)部噪聲測(cè)量》(ISO3381—1976(E))、我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路機(jī)車車輛內(nèi)部噪聲測(cè)量》(GB?《鐵路機(jī)車司機(jī)室噪聲T3449—94)、允許值》(GB?《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》T3450—94)、(GB3096—82)等。
最常用的幾種評(píng)價(jià)方法有:A計(jì)權(quán)聲級(jí)、等效連續(xù)聲級(jí)、響度級(jí)、語言干擾級(jí)。除此之外,較有名的還有感覺噪聲級(jí)、更佳噪聲標(biāo)準(zhǔn)(PNC)曲線、噪聲污染級(jí)、晝夜等效級(jí)、噪聲沖擊指數(shù)、噪聲掩蔽等等。
城市軌道交通的噪聲級(jí)的強(qiáng)度直接與系統(tǒng)的特性有關(guān)。軌道設(shè)置的位置,即設(shè)于地下、地面或高架等,都是影響噪聲級(jí)的決定因素。地下鐵道一般比地面軌道產(chǎn)生更大的車內(nèi)噪聲級(jí)。高架鐵路軌道產(chǎn)生的路邊噪聲級(jí)比地面軌道的噪聲級(jí)要高。其他影響因素還有列車的運(yùn)行速度、采用鋼軌型式、車輪踏面上的擦傷、鋼軌表面局部粗糙狀況以及線路小半徑曲線等。
運(yùn)載設(shè)備使用時(shí)間長(zhǎng)短是噪聲級(jí)的另一個(gè)決定因素。使用年久的車輛車內(nèi)噪聲級(jí)一般較高,新出廠車輛和車站由于采用了許多聲學(xué)上的處理,車內(nèi)和車站噪聲級(jí)都會(huì)有明顯降低。路邊噪聲級(jí)在新舊系統(tǒng)中的差異并不像其他噪聲那么大,而更多地受到列車運(yùn)行速度和輪軌狀況的影響。
美國(guó)公共交通協(xié)會(huì)所制定的噪聲級(jí)指標(biāo)是以確保私人談話能以正常聲音進(jìn)行而設(shè)計(jì)制定的。在背景噪聲級(jí)為78dB(A)時(shí),人們?cè)?135m的距離處可以用正常的聲音進(jìn)行談話,但當(dāng)背景噪聲級(jí)達(dá)83dB(A)時(shí),為使對(duì)方能聽見自己的聲音,他們必須要提高嗓音。按該指標(biāo)規(guī)定,根據(jù)城市軌道交通類型的不同,可接受的最大車內(nèi)噪聲應(yīng)在70dB(A)~80dB(A),站內(nèi)噪聲75dB(A)~85dB(A)。對(duì)于地鐵來說,噪聲級(jí)的上限可設(shè)得高些,因?yàn)閷⑺脑肼暭?jí)降到與地面鐵路相同的程度是極其困難的,在經(jīng)濟(jì)上也是極其昂貴的。路邊噪聲級(jí)的上限隨路邊地區(qū)建筑物和地面類型的不同而有所差異,其上限值在居民區(qū)為70dB(A)、在工業(yè)區(qū)為85dB(A)的范圍內(nèi)變化(距線路中心線15m處)。
我國(guó)《地下鐵道車輛通用技術(shù)條件》(GB?T7928—87)規(guī)定:司機(jī)室內(nèi)的噪聲不超過80dB(A),客室內(nèi)的噪聲以不超過83dB(A)為限??晒﹨⒖嫉倪€有我國(guó)《鐵路機(jī)車司機(jī)室噪聲允許值》規(guī)定,鐵路新造、大修后的內(nèi)燃、電力機(jī)車司機(jī)室內(nèi)部穩(wěn)定噪聲應(yīng)在78dB(A)~80dB(A),添加間隙噪聲后的等效聲級(jí)應(yīng)不超過85dB(A)。
3控制和降低列車輻射噪聲的措施
3.1線路環(huán)境噪聲的組成及列車輻射噪聲的特征
軌道交通沿線的環(huán)境噪聲主要由列車輻射的穩(wěn)態(tài)噪聲和與列車有關(guān)的間歇噪聲組成。穩(wěn)態(tài)噪聲有輪軌噪聲、車輛動(dòng)力裝置與輔助系統(tǒng)噪聲以及高速運(yùn)行時(shí)的空氣動(dòng)力噪聲等。間歇噪聲包括過曲線、道岔,制動(dòng),鳴笛,交會(huì)和調(diào)車所引起的噪聲。
通過對(duì)列車運(yùn)行輻射噪聲的測(cè)試與分析研究,可知:
(1)列車運(yùn)行輻射噪聲頻譜呈低中頻特性,峰值頻率在63Hz~500Hz范圍,該頻譜主要是由輪軌噪聲、動(dòng)力裝置噪聲和列車聲學(xué)特性所決定。當(dāng)車速超過60km/h~50km/h時(shí),輪軌噪聲對(duì)列車輻射噪聲起主導(dǎo)作用。
(2)在相同條件下,車型不同,A聲級(jí)也不同,這主要是由于不同機(jī)車車輛聲學(xué)處理方法不同,一般客車比貨車稍低。
(3)列車輻射噪聲級(jí)隨運(yùn)行速度的提高而增加,列車種類、線路結(jié)構(gòu)、軌枕、軌道等對(duì)其均有影響。
(4)列車輻射噪聲沿垂直于軌道方向的不同距離的衰減規(guī)律如圖1所示。由圖可知,測(cè)點(diǎn)從3m移到25m,A聲級(jí)衰減9dB(A)~11dB(A)。
3.2幾種降低噪聲的措施
3.2.1輪軌噪聲
(1)采用橡膠彈性車輪。在車輪的輪輞與輻板之間加設(shè)橡膠件,使二者之間的金屬脫離直接接觸,利用橡膠元件把輪輞和輻板的振動(dòng)轉(zhuǎn)化成熱能,吸收和衰減一部分噪聲。據(jù)日本資料介紹,彈性車輪對(duì)水平和垂直激擾的消聲效果相對(duì)于全鋼整體車輪可降低噪聲達(dá)10dB(A)~20dB(A)。
(2)選擇具有抑制“卡滯2滑動(dòng)效應(yīng)”的鋼軌材料,用特制的具有摩擦剩磁效應(yīng)和滑動(dòng)性的低合金鋼15NiCuMoNb5、50CrMoV4和14NiCr14,可使曲線運(yùn)行時(shí)軌道與車輪運(yùn)行方向之間的臨界傾角增大。即在不改變轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)前提下,通過列車輻射噪聲沿更改鋼軌用鋼,降低車輛通
圖2高度分布情況過曲線時(shí)的噪聲
增大軌道與車輪運(yùn)行方向之間的臨界傾斜角,使得轉(zhuǎn)向架通過曲線時(shí)不產(chǎn)生輪軌噪聲的最小曲線半徑減小。除此之外,磨削車輪踏面和鋼軌軌面,提高其光潔度,車輪和鋼軌的材料合理匹配,也是降低滾動(dòng)噪聲行之有效的措施。
3.2.2制動(dòng)噪聲
閘瓦制動(dòng)會(huì)使車輪踏面周期性地變得粗糙,甚至出現(xiàn)局部熔結(jié),使踏面出現(xiàn)所謂的波浪形磨耗,由此加劇了輪軌噪聲。采用盤形制動(dòng)代替閘瓦制動(dòng),改善了踏面狀態(tài),消除了波浪形磨耗,可降低輪軌噪聲達(dá)8dB(A)。在盤形制動(dòng)上采用合成閘瓦(粉末冶金燒結(jié)閘瓦),其所產(chǎn)生的制動(dòng)噪聲將比裝用鑄鐵閘瓦低。為減少制動(dòng)噪聲,還可在制動(dòng)組件上添加減振裝置,例如在閘瓦托架裝設(shè)阻尼裝置,在閘瓦和托架的連接上采用預(yù)張緊裝置。采用這種措施后可降低噪聲達(dá)20dB(A)。
3.2.3轉(zhuǎn)向架各構(gòu)件的聲輻射和傳遞特性以及輔助隔音措施
由于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和搖枕大多為空腹的承載結(jié)構(gòu),彼此之間均采用橡膠連接元件或空氣彈簧懸掛。這種結(jié)構(gòu)能將各個(gè)聲源相互隔離從而衰減噪聲。其余的幾個(gè)直接激發(fā)噪聲的構(gòu)件,如輪對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置、盤形制動(dòng)和車輪等,可通過以上介紹的措施抑制和衰減其噪聲。
另外,在轉(zhuǎn)向架兩側(cè)面設(shè)置隔聲罩和在線路兩側(cè)設(shè)隔聲墻,可以降低和衰減滾動(dòng)和制動(dòng)噪聲。不過,這種措施投資高,困難大。
3.2.4列車輻射噪聲的防護(hù)措施
(1)提高車體和門窗的隔聲性能,降低噪聲向車內(nèi)輻射和傳遞。試驗(yàn)表明,在車體鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)表面涂以石棉瀝青漿或在鋼結(jié)構(gòu)上涂敷阻尼材料均可提高墻板的隔聲性能。采用雙層玻璃的門、窗結(jié)構(gòu)也可明顯地提高隔聲性能。車體的隔墻采用雙層墻代替單層墻是提高隔聲性能、減少車內(nèi)噪聲的重要措施。
(2)高架鐵路設(shè)置高度較低的聲屏障,能有效地降低列車輻射噪聲對(duì)周圍住宅的影響。圖3為在高架鐵路附近的住宅的不同高度布置測(cè)點(diǎn)P1、P2、P3,測(cè)得噪聲級(jí)分別為76dB(A)、79dB(A)、81dB(A)。低于軌道的P1點(diǎn)噪聲級(jí)比水平點(diǎn)P2低,而高于軌道的P3點(diǎn)噪聲級(jí)最高,這是由于軌道噪聲的指向特性所決定。如果在高架鐵路近旁設(shè)置高度較低的聲屏障,則各測(cè)點(diǎn)聲級(jí)均有較大幅度的下降,下部測(cè)點(diǎn)比上部更為顯著。
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