地铁轨道减振降噪的措施分析与研究论文_刘鹏飞

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摘要:对地铁轨道运行状况进行分析,认识到减振降噪的必要性。结合当前地铁轨道减震降噪控制措施及研究现状,总结噪音发生对轨道结构以及周围建筑影响。旨在通过问题的分析构建解决策略,以提升地铁轨道减振降噪的整体效率,推动地铁工程建设的稳步发展。

关键词:地铁;轨道;减震降噪

伴随城市进程的发展,城市地铁作为人们主要的交通形式,可以满足人们的出行需求。在城市地铁运行中,由于轮轨之间的相互作用会产生振动,振动会通过多种传播方式传入到地铁的土体结构之中,严重会对地铁沿线的建筑结构造成影响,降低居民的生活质量。因此,在当前地铁项目规划中,应该认识到地铁轨道减震降噪技术构建的必要性,结合地铁工程项目设计的特点,进行减震降噪技术的完善,以提高地铁运行的安全性、稳定性,为当前城市化的发展提供支持。

1地铁轨道产生的噪音类型

1.1轮轨噪声

在地铁运行中,轮轨噪声通常分为以下几种形式,第一,滚动噪声通常由车轮以及钢轨表面的粗糙状况所形成的,钢轨的波浪磨损呈现出周期性纵向、横向滑动;第二,冲击噪声。对于冲击噪声而言,主要是由钢轨表面不平或是车轮踏面局部磨损导致的,这种现象与地铁焊接形式存在关联,为了降低磨损现象,应该提高对钢轨打磨质量的控制,并通过牵引系统的运用提高防滑性能,若不能得到合理控制,会产生冲击噪音[1]。

1.2牵引动力噪声

针对地铁系统运行状况,牵引力设备运行会产生噪音,造成这种噪音的原因与引电机、冷却风扇以及齿轮传动存在关联。其中最为重要的是电机冷却风扇噪音,在这种噪音的影响下会随着地铁速度的提升呈现增长的状态[2]。

1.3车辆非动力噪声

地铁运行中,非动力系统噪声通常是由制动噪声、通风噪声以及车门等造成的,这些噪声的延续时间相对较短,而且是一种短暂的噪音形式。但是,在地铁运行中,当遇到摩擦制动、车轮踏面损害等问题,会增加噪声。因此,在当前地铁轨道噪音控制中,应该认识到这些影响因素,通过车辆非动力噪音的控制,提高系统运行的稳定性,为地铁轨道的稳定运行提供支持。

2地铁轨道减振降噪技术研究

2.1支承轨道结构

在地铁轨道减震降噪技术运用中,为了提高减震降噪控制的有效性,应该结合地铁工程项目的施工特点,进行支承技术的设计。通常状况下,支承轨道结构设计技术体现在以下几个方面:第一,对于整体支承技术,其存在着结构简单、施工误差小等优势,而且整体的支承面积较大,可以更好的抵抗轨道振动及噪音问题,但是,在这种支承技术使用中存在着维修性能差的问题。第二,线性支承技术。通过线性支承技术的使用,可以实现节约材料、轨道结构固有频率不高的优势。第三,在分布式支承技术使用中,轨道纵向振动以及噪音能力相对较差,在地铁支承轨道结构设计中,可以更好的避免噪音出现,而且也能够全面提升噪音控制的有效性[3]。

2.2耦合动力计算

通过地铁轨道减震降噪技术的运用,通过耦合动力计算,可以有效确定地铁车辆、轨道以及浮置版的动力学模型。因此,在耦合动力计算中应该做到:第一,在连续分布参数轨道模型设定中,可以通过简化参数模型的设定,解决复杂性的计算问题。第二,在地铁轨道施工中,需要通过连续单弹性离散支承保证模型的设计,提高地铁列车设计的稳定性,有效解决地铁运行中的噪音问题。第三,在模型扣件、轨道下弹性垫板床的支承技术使用中,可以通过等效弹性技术的分析,确定刚度设计方案,以实现对地铁轨道的抗震控制[4]。

3地铁轨道减振降噪的控制措施

3.1地铁轨道一般减振措施

在城市地铁工程中,为了降低地铁轨道噪音的影响,应该在减震降噪技术使用中,确定地铁车辆的减噪措施,结合地铁轨道的运行特点,在一般减振技术运用中应该做到:第一,对地铁车轮进行控制。通过地铁车轮镟削处理,保证车轮的光洁度,并通过对摩擦系数的控制以及外形的控制等,避免磨损现象的出现。而且,在减小轮轨间转向力的过程中,应该对蛇行以及车体的摆动进行控制,将摆动的状态控制在最小状态,以降低噪声。第二,地铁车辆减噪中,需要合理选择最小曲线半径的轴距,需要对轴距以及最小曲线的半径关系进行处理,结果如表一所示。第三,在地铁减震降噪技术设计中,也需要逐渐提高防滑控制水平,并将不规则磨损以及尖叫噪声进行合理控制。第四,需要在车轮上安装谐波消音器,通过弹性车轮的的使用,降低振动,以提高地铁运行的稳定性。第五,使用60kg/m重型钢轨,并采用弹性分开的扣件模式,合理铺设无缝线路,以有效降低钢轨所受到的列车冲击,降低噪声对沿线建筑物的干扰。第六,在小半径曲线地段的钢轨设计中,需要经常涂油,并定期对钢轨进行打磨,抑制钢轨滚动噪声,使地铁轨道中的噪声、振动得到有效控制。第七,在环境相对敏感的位置,可以避免选择小半径曲轴,降低轮轨接触中的尖叫噪声[5]。

表一 轴距和最小曲线半径的关系配置

3.2地铁轨道中等减振措施

在中等减振中,应该做到:第一,采用弹性短轨枕,并套上胶减振套靴,将振动的影响控制在最低状态。第二,在地铁轨道减振降噪中,可以使用GJ-Ⅲ型的减震降噪扣件,这种扣件由上铁垫板、中间橡胶垫等共同组成,可以有效限制振动对周围建筑物造成的影响。

3.3地铁轨道高等减振措施

通过对高等减振措施的分析可以发现,通过VANGUARD扣件的使用,可以在通车的状况下将竖向位移达到3mm,有效减少振动系统,而且,这种技术比浮置板成本低,而且能够更好的维护及保养减振降噪现象,降低投资资源,提高地铁轨道运行的安全性。同时,在高等减振技术使用中,也需要对轨道结构的振动、噪声等进行隔离处理,以有效降低轨道部件应力及损耗问题,保证地铁轨道的长期、稳定运行。

3.4地铁轨道特殊减振措施

对于特殊减振控制技术而言,通常会被运用在音乐厅、精密仪器厂以及医院等位置。也就是说,在地铁轨道施工中,为了降低噪音对周围建筑的影响,可以采用特殊减振轨道结构。例如,在特殊位置,通过橡胶浮置板道床的设计,不仅可以保证地铁运行的安全性,而且也可以利用轨道中的弹簧系统,维持地铁运行的平衡状态,降低噪音对周围环境的影响。

结束语:

总而言之,地铁轨道减振降噪技术分析中,其作为地铁工程项目中较为重要的内容,应该通过地铁减振降噪结构的设计,降低地铁噪声对地铁系统以及周围建筑的影响。由于地铁轨道的减振通常会传播到轨道结构之中,因此,需要针对振动的等级,确定减振降噪的处理方案,以有效提高地铁轨道减振降噪问题处理的有效性,为当前城市地铁产业的稳步发展提供支持。

参考文献:

[1]尹华拓.高架桥轨道减振措施的降噪效果量化分析 [J].都市快轨交通,2018,v.31;No.152(04):53-58.

[2]许永富,刘鹏辉,王东方,等.宁波轨道交通高架段减振轨道降噪效果测试分析 [J].城市轨道交通研究,2017,20(4):77-81.

[3]徐宁,王岗,张用兵.低速工况下浮轨扣件减振降噪及钢轨波磨分析 [J].噪声与振动控制,2018(4):213-216,236.

[4]周建军.刍议城市轨道交通车辆段物业开发减振降噪设计 [J].科技与创新,2017(14):37-41.

[5]于超,黄微波,张锐.我国地铁减振降噪技术研究进展 [J].环保科技,2018,v.24;No.103(04):50-54.

论文作者:刘鹏飞

论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期

论文发表时间:2019/9/21

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地铁轨道减振降噪的措施分析与研究论文_刘鹏飞
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