乌鲁木齐城市轨道集团有限公司 新疆乌鲁木齐 830001
摘要：快速发展的城市轨道交通在方便市民出行的同时，也引发了相应的振动和噪声问题。轨道减振降噪措施的应用减少了地铁运营对建筑物的振动及噪声影响。目前，轨道减振降噪技术研究还不够完善，深入开展轨道减振降噪技术研究，是城市轨道交通路网规划和建设中不可回避的。本文从地铁振动的产生、传播机理以及轨道减振降噪措施应用等方面，对地铁轨道减振降噪技术进行总结，以推动地铁建设的持续发展。
关键词：地铁轨道；减振降噪；技术措施
引言
随着城市轨道交通事业日新月异的发展，地铁不仅缓解了城市公交的压力，给市民提供舒适愉悦的出行环境，而且也创造了良好的经济、社会和环境效益。然而，也不可避免地给城市带来的振动和噪声问题，已成为人们日益关注的扰民和公害问题。
一、地铁振动的产生与传播机理
1、地铁振动产生原因
地铁振动产生的主要原因可分为：①列车本身制作误差在运行时产生的自身振动；②地铁建成通车后，由于长时间运行、保养不足，造成轨道磨损产生振动；③由于运行线路存在曲线，造成轮缘与钢轨内侧撞击，形成振动；④运行列车通过钢轨、道岔相互连接处的轨缝，产生的振动。
2、振动的传播机理
城市轨道交通在运营过程中，列车车轮与钢轨之间产生撞击振动，经过轨枕、道床，传递至隧道或桥梁基础，再传递给地面，从而对周围区域产生振动，并进一步传播到周围建筑物。这种振动干扰不仅对地铁沿线民宅、学校、医院等环境产生不良影响，而且可能对沿线基础较差的建筑物造成损害。
二、轨道振动与噪音的种类
1.主要振动源：列车与结构的动态相互作用车辆动力系统振动；轨道结构振动；轮轨不平顺。
2.主要噪声源：轮轨噪声包括滚动噪声、冲击噪声、摩擦噪声、结构噪声（由于轮轨表面相互作用产生的振动通过轨道、桥梁和地基等传递，导致相应结构振动而辐射噪声）；车辆动力设备噪声包括牵引电机、通风机、压缩机受电弓等设备噪声和车辆运行时的空气动力噪声。
三、轨道振动与噪音的种类及减振降噪措施
1、噪声产生源头的控制
（1）根据噪声产生机理分类。对于轮轨噪声，可以采用耐磨钢轨，以减缓波形磨耗产生的速度。而当磨耗达到一定程度的时候，还可以采用磨轨机磨轨。但是磨轨太早，降噪效果不明显，还会减短钢轨使用寿命；而磨轨过晚，则在磨轨之前的降噪目标达不到要求，而且会增加磨轨厚度，所以，选择适宜的磨轨时间至关重要。由于轮轨之间的摩擦产生的噪声，可以从车体轻型化、采用径向转向架、弹性车轮、采用直线电机牵引等方法入手。
（2）基础结构噪声。当钢轨直接置于轨枕、轨枕置于整体道床上，轮轨之间的振动在往下部传递的过程中受到较大刚度的作用而无法衰减或衰减量很小，引起下部及基础的振动。针对此类噪声，目前国内外采用的方法大多是改变基础结构型式，以改变道床的动柔度。比较常见的有浮置板轨道结构和钢轨垫片。
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2、钢轨方面减振降噪措施
（1）打磨钢轨，使轮轨表面平滑。轮轨噪声是轨道交通噪声的主要来源，抑制钢轨的振动，减小钢轨的振动加速度和频率是降低噪声的关键。通过钢轨打磨，可以保证轮轨表面接触的平顺性，从而在根本上控制噪声和振动。在整个线路铺设完毕后，用轨道打磨列车对整条线路进行打磨可降低滚动噪声级超过5dB。
（2）采用重型钢轨。重型钢轨在受列车冲击时振动相对较小，随着钢轨重量的增加，钢轨的垂向刚度增大，因而采用重型钢轨可有效抑制钢轨的垂向振动。
（3）采用减振降噪型钢轨。为了最大限度地减小钢轨腹板振动引起的噪声，可在钢轨腹板两侧粘贴减振橡胶和钢板。粘贴钢板是为了增加振动质量，起到衰减振动的作用；粘贴橡胶则是阻尼振动，达到降噪目的。
3、无砟轨道结构的选用
城市轨道交通的轨道结构类型应优先选用无砟轨道结构，以减少维修工作量，增加轨道稳定性，保持美观和清洁。地铁洞内维修工作受作业环境和空间的影响更能突出无砟轨道的优点。选择合理的轨道建筑高度。轨道建筑高度大有利于振动的衰减和降低噪声，但会增大隧道的断面尺寸，工程造价大幅度增加；轨道建筑高度小，虽然可大幅度降低土建工程造价，但不利于振动的衰减，减振的费用会相应增加，且轨道建筑高度必须满足整体道床最小厚度要求，提供坚实稳定的轨道基础。采用多种整体道床形式，增加轨道弹性，衰减振动降低噪声。为了减少振动，降低噪声，城市轨道交通在规划设计中应考虑环境保护，并应优先考虑在轨道结构方面采取措施，从降低振源的激振强度方面解决沿线的噪声污染问题。
4、特殊减振措施
特殊减振措施的减振效果一般为15dB以上。在线路中心距离医院、学校、音乐厅、精密仪器厂、文物保护、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。可采用橡胶浮置板道床或钢弹簧浮置板整体道床。
橡胶浮置板道床是利用浮置板下面的大橡胶垫提供弹性，广州地铁一号线铺设了这种减振轨道结构。更换大橡胶垫较为麻烦。目前在地铁中，普遍采用钢弹簧浮置板整体道床。钢弹簧浮置板减振轨道结构又称质量-弹簧系统。其基本原理是在轨道上部建筑与基础间插入一固有振动频率远低于激振频率的线性谐振器，即将具有一定质量和刚度的混凝土道床板浮置在橡胶或者弹簧隔振器上，利用浮置板质量惯性来平衡列车运行引起的动荷载，仅有没有被平衡的动荷载和静荷载才通过钢弹簧组件传到路基或者隧道结构上，达到减振的目的。
结语
随着社会的发展，人们出行的交通工具种类越来越多，作为当代百分之七十年轻人出行的首要选择的地铁，是交通运输业建设的重点之一。由于地铁轨道在建设、使用过程中会产生振动及噪音危害，为了降低这些危害，减振降噪技术的使用就显得十分必要。
地铁环境振动和噪声问题的解决，是城市轨道交通路网规划和建设中不可回避的。深入开展地铁振动、噪声的产生及传播机理以及轨道减振降噪措施研究，利用轮轨系统动力学认识并改进轮轨动态相互作用关系，是研究和缓解城市轨道交通振动和噪声问题的前提，也是不断发展和完善城市轨道交通的必要条件。
参考文献
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[3]孙洪强.简析城市轨道交通减振降噪措施[J].现代城市轨道交通，2012，04：60-63.
论文作者:瓦尔斯,吾甫
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/26
标签：噪声论文; 轨道论文; 钢轨论文; 减振论文; 轨道交通论文; 降噪论文; 地铁论文; 《基层建设》2017年5期论文;