西安地铁运营分公司 经开区尚稷路6号 710016
摘要：随着城市的快速发展，轨道交通以其承载量大、快速便捷、造价低廉等优势特点，已成为大中城市交通体系中不可缺少的重要运输方式，但如何解决地铁带来的的振动和噪声，如何避免地铁对环境的破坏，如何降低地铁对于居民生活的影响，这些问题也逐渐成为人们关注地铁的焦点，成为城市轨道交通能否可持续发展的关键。本文首先分析了地铁中振动和噪声的来源，并根据来源提出隔振、降噪的方法，阐述了不同轨道减振设施在地铁中的应用，并相互比较为地铁设计提供更多选择。
关键词：地铁；浮置板；减振扣件；振动；
1 绪论
1.1 研究背景
在世界高速发展的今天，城市建设不断加快，但城市的可利用空间却在不断减小，日益凸显的交通压力，成为每个城市必然遇到的问题。地铁作为一种公共交通工具，具有运输量大、速度快捷、运行安全，准时、乘坐方便等优点，将城市交通运量转移到地下，能够极大限度缓解城市地上交通拥挤问题，而且地铁相比较其他交通设施，具有耗能较少、污染较少、占用土地较少，基本上不破坏城市整个结构，有利于保护人类的生存环境的特点，符合大城市可持续发展的原则。因此近些年，各个城市地铁建设项目突飞猛进。但是地铁在具有众多优点的同时却也带来了一些新的问题。比如在捷克斯洛伐克，因为地铁带来的振动，导致古教堂墙壁开裂；在北京地铁西单车站，附近的居民就地铁造成的振动和噪声问题对地铁公司进行过投诉；美国纽约地铁车站噪声曾高达100-115dB，接近人耳的痛闭；因此国际上已把振动列为七大环境公害之一。这些都对轨道交通系统提出了新的要求，减振降噪成为轨道交通系统必备的一个环节。
2、振动来源
轨道交通带来的振动和噪声，主要是因为列车在钢轨上行驶时，因为轨道或车轮不平顺（圆顺）造成的冲击和列车自重对钢轨、道床作用产生的，是不可避免的，主要由以下几个方面产生：
（1）列车以一定的速度运行时，重力加载产生对轨道的冲击；
（2）列车在轨道上运行时和车轮滚过钢轨接头时，轮轨相互作用产生的车轮与钢轨结构的振动；
（3）轨道的不平顺和车轮的损伤也是系统振动的振源。
3、主动控制减振方法
3.1 简述
在诸多减振措施中，我们主要关注主动控制减振中与轨道设备有直接关系的减振方法，因为这一部分最接近振源，是减振措施中最有效的部分。轨道结构的减振降噪措施，主要从钢轨、扣件、道床三个方面对振动和噪声进行降低。
3.2 轨道
地铁设计在钢轨的选型时应注意，使用重型钢轨不仅能够增强轨道的稳定性，降低列车的冲击振动，减少维修养护工作量和降低车辆运行能耗，而且可以有效降低列车的冲击荷载，更有利于减振降噪。
3.3 扣件
轨道扣件除了能固定钢轨、阻止钢轨的纵向和横向位移、防止钢轨的倾覆外，还能利用轨下胶垫和板下胶垫进行减振，提供适当的弹性。目前，国内地铁主要采用的扣件形式有DTVI2型、DTⅢ型、J-2型、WJ-2型和单趾弹簧扣件等。近年来，一些城市地铁因为对减振要求不断提高，开始采用减振效果更好的专用减振扣件，在广州、南京、上海、北京等地铁都采用了大量的科隆蛋减振扣件、Vnuragad扣件（先锋扣件）、GJ系列减振扣件等。
3.4 道床
3.4.1 碎石道床
从减振效果来说，碎石道床优于整体道床。城市地铁在使用碎石道床时，为了提高减震效果，在原有碎石道床的基础上，加设了橡胶垫道碴垫，称为减震垫碎石道床。这种道床在日本以及欧洲地铁中已被广泛采用。根据日本新干线测定，在高架桥上铺设道碴垫可以使得振动加速度降低，减振效果显著。
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3.4.2 梯形轨枕轨道
梯形轨枕轨道是由日本铁道综合技术研究所开发的专利技术。该系统由预应力混凝土制纵梁与保持轨距用钢管制联接杆构成梯形纵向轨枕。梯形轨枕轨道系统具有利于行车安全，维护保养方便，减振降噪等改善环境特性。
3.4.3 减振垫浮置板道床
减振垫浮置板道床按照混凝土施工方式分为：连续现浇浮置板和轨枕板式预制浮置板。连续现浇浮置板是在橡胶绝缘体上面铺设一层金属片模板，在金属片模板中填充混凝土，浮置板基础低凹处用环氧树脂砂浆和支座下调整垫板找平。预制板式浮置板一般是按照规定的尺寸在工厂预制，然后运到施工隧道内进行铺设。其独特优点是可以使用叉形起重机安装，使用气压千斤顶定位。
3.4.4 钢弹簧浮置板道床
钢弹簧浮置板轨道是一种新型的特殊减振轨道结构形式，由道床板、钢弹簧隔振器、剪力铰、密封条、水平限位装置、钢轨与扣件等组成。它将具有一定质量和刚度的混凝土道床板置于钢弹簧隔振器上，构成质量－弹簧－隔振系统。其基本原理就是在轨道和基础间插入一固有频率远低于激振频率的线性隔振器，借以减少传入基础的振动量，是减小向下部结构传振和传声的最有效方法。
钢弹簧浮置板技术几乎可用于各种轨道交通线路，包括：有轨电车、轻轨、地铁、城际铁路、高速客运专线等。
3.4.5 弹性轨枕道床
这种道床形式是在一般混凝土枕的两端、中部和两侧及底部加设弹性垫板，构成减振箱，将其安置在整体道床上。这种结构便于维修，可以方便的进行轨下橡胶垫的更换和高低调整，还可以根据线路的不同要求来选择弹性系数不同的橡胶垫板。
四、不同减振轨道结构的选择
根据《GB_50157-2003_地铁设计规范》，城市地铁减振轨道结构选择，根据减振需求决定，其中规范中说明：
（1）一般减振轨道结构可采用无缝线路、弹性分开式扣件和整体道床或碎石道床。
（2）线路中心距离住宅区、宾馆、机关等建筑物小于20m及穿越地段，宜采用较高减振的轨道结构，即在一般减振轨道结构的基础上，采用轨道减振器扣件或弹性短枕式整体道床或其他较高减振轨道结构型式。
（3）线路中心距离医院、学校、音乐厅、精密仪器厂、文物保护和高级宾馆等建筑物小于20m及穿越地段，宜采用特殊减振轨道结构，即在一般减振轨道结构的基础上，采用浮置板整体道床或其他特殊减振轨道结构型式
5 结论
在地铁减振、降噪中，应重视主动控制减振，利用轨道、扣件、道床，将引起的振动降低，确保列车运行经过时产生的振动和噪声不会直接影响到人们的生活和健康，对周围环境不造成破坏。在地体设计中，应明确划分一般减震地段、中等减振地段、高等减振地段和特殊减振地段，在允许条件下，应避免选择维修困难或造价过高的设备。
与其他的减振方式相比，钢弹簧浮置板道床减振效果明显，是高、特殊减振地段的首选，但存在运营中维修困难的问题。各类减振扣件是中等减振地段的首选，尤其是技术较为成熟的科隆蛋扣件，维修十分方便，在我国城市地铁中已经广泛使用。地铁减振方式选择多样，目的都是采取不同方式进行隔振，在选择设计中应有反复的探测和研究，选择最切合需要的减振方式。
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论文作者:何凯强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：减振论文; 轨道论文; 扣件论文; 地铁论文; 钢轨论文; 结构论文; 弹簧论文; 《基层建设》2018年第5期论文;