摘要：简要叙述城市轨道交通解决车辆运行时产生振动噪音的常用措施，介绍主要控制技术，结合工程实际情况，对Vanguard扣件、梯形轨枕、浮置板道床等高等减振降噪技术情况进行分析，对如何结合工程实际选用适当的减振降噪措施提出建议。
关键词：减振降噪；扣件减振；梯形轨枕；浮置板道床
一、前言
城市轨道交通穿梭于城市商业中心、文化中心、市民居住区、办公区和工厂等人口稠密，近年由于轨道交通运行引起的振动及噪音问题日益突出，对沿线居民生活及环境造成较大影响，减振降噪迫在眉睫。广州地铁自一号线开通运营以来，先后采用了多种类型的轨道减振措施，几乎涵盖了国内轨道交通行业现阶段所有轨道减振措施，对减振措施选型前期也进行了大量的论证工作、线路投入运营后进行了大量的现场测试与检测工作。本文以广州地铁为实例，对Vanguard扣件、梯形轨枕、浮置板道床等几个常用的高等减振措施应用情况进行分析。
二、城市轨道交通减振降噪常用措施
轨道专业对振动源、振动路径采取减振、降噪及隔振处理，可使列车在运行中产生的振动得到有效控制。采取的主要综合减振措施：
（一）采用超长无缝线路，消除钢轨接头，减少轮轨间冲击，起到减振作用。
（二）对钢轨顶面不平度进行打磨，使轨面平顺，保证轮轨接触良好，减少振动和噪音。
（三）利用不同弹性减振扣件或减振道床型式等轨道技术设备对轨道结构进行分级减振工程实施。
（四）严格控制轨道施工质量，并对轨道进行经常性的养护维修，使轨道结构保持在良好工作状态。
（五）运营期间，对轨道进行经常性的养护维修，保持其良好状态。
（六）进一步研究轮轨关系，确定钢轨打磨方案，保证列车运行更平稳，从而减少振动。
三、轨道减振降噪措施等级及分类
（一）轨道减振降噪措施等级划分
列车运行所引起的振动和噪音，会影响沿线环境，尤其是距建筑物较近地段，会影响附近单位和居民的工作和休息，采取必要的分级减振措施，减低对环境振动和噪音影响，轨道专业针对轨道的振动源、振动路径采取减振、减噪及隔振处理，使列车在运行中引起的振动得到有效的衰减，满足环保要求。
根据地铁轨道减振设计和工程经验，并考虑一定的设计预留量，轨道减振措施分级见下表：
（二）轨道减振降噪措施类型划分
1．轨道减振设备在结构上可以大致分为三类：一是扣件类减振；二是弹性轨枕类减振；三是浮置板道床类减振。上述三类减振措施主要在系统刚度和参振质量指标上有较大差别。
2．扣件类减振又可分为：剪切型减振扣件和压缩型减振扣件；弹性轨枕类减振可分为弹性短轨枕、弹性长轨枕和梯型轨枕；浮置板道床类减振可分为橡胶浮置板和钢弹簧浮置板。
四、轨道高等减振降噪技术应用情况分析
（一）Vanguard扣件应用情况分析
1.Vanguard先锋扣件（浮轨扣件）是通过弹性支撑块扣紧钢轨两侧轨腰和轨头结合部位的特殊结构设计，让钢轨悬浮于轨下基础上，使扣件在很低刚度(7~10kN/mm)设计时，允许钢轨产生较大的垂向位移（3～4.5mm），又能很好地控制钢轨轨头的外翻变形。与常规扣件相比，该扣件具有较低的垂向刚度和较小的钢轨倾翻角。
2.Vanguard扣件地段列车通过时的下沉量大，是否会带来问题暂无权威性的明确评价。广州地铁三、四号线运用情况来看，有减振性能好的优点，但是现场运用问题较多：列车通过时钢轨噪声大，引起二次噪声，影响乘客舒适度；扣件安装困难，夹紧情况难以检查和监控；扣件拆卸麻烦，轨距难以调整，维修效率低；专用工具易损坏，采购困难；应急措施难度大，断轨应急措施时，难以安装鼓包夹板；钢轨易产生波磨耗，预防性打磨周期较短，钢轨使用寿命降低。
（二）梯形轨枕应用情况分析
1．梯形轨枕是一种预制钢筋混凝土纵梁支撑轨道结构，由预应力混凝土纵向长梁和钢轨形成复合轨道，两个纵向长梁中间用钢管连接形成框架，在预应力纵向长梁下设置弹性聚氨塑脂支垫，使其浮于混凝土基础之上，是一种轻型化的浮置板轨道结构。它具有自重轻、低振动、更换维修支垫方便、弹性垫使用寿命长等特点，隧道噪音较大，对波磨敏感，更换轨枕及减振材料困难。
2．梯形轨枕自重轻，每节纵梁长6.15m，一对纵梁中间用三个钢管连接，纵横向刚度较大，稳定性好；与橡胶浮置板相比由于其减轻了参振质量，减振效果低于浮置板，但是和弹性支承块轨道相比，减振效果略优于弹性支承块轨道，理论研究其减振可达15dB；系统固有频率25-30Hz左右，梯形轨枕在人体能感觉到的频率范围（60～2000Hz）的减振效果较好。
3．目前国内北京、上海、广州、深圳地铁正在推广应用，国内单位也在进行国产化开发应用。由于减振用弹性聚氨塑脂支垫等核心技术和材料造价高，轨道工程综合单价较高。广州地铁八号线铺设了1100多米，目前存在车内噪音较大，中部排水有积水现象。
（三）橡胶浮置板道床
1．橡胶浮置板道床就是将预制的钢筋混凝土浮置板置于天然橡胶支座上，建立质量—弹簧体系，通过橡胶支座的弹性变形来隔离和缓冲列车运行带来的振动。广州地铁一、二号线均铺设了这种橡胶浮置板道床，浮置板侧向及纵向也分别设置隔振橡胶垫。
2．橡胶浮置板道床，优点：隔振性能好，造价相对较低。缺点：为增加隔振体质量，浮置板一般体积较大，轨道结构较高，矩形断面浮置板设计不受影响，盾构地段限界限制了轨道高度，不得不减小浮置板体积而牺牲减振效果。从广州地铁使用来看，存在橡胶支座维修更换困难、道床排水等问题。
（四）钢弹簧浮置板道床
1．钢弹簧浮置板道床维修更换方便，无需动用大型设备更换隔振阻尼器，不影响行车，适用于各种隧道结构。隔振阻尼器使用寿命长，可中置也可侧置，较橡胶浮置板轨道可省去纵向及侧向橡胶支座，对限界有利。目前广州地铁多条线均有运用。
2．钢弹簧浮置板道床造价较为昂贵，钢弹簧隔振器和传力剪力绞施工工艺和精度要求很高。
3．钢弹簧浮置板用于圆形隧道时，轨道结构高度为840mm。钢弹簧浮置板道床具有减振性好，维修少的优点，但造价太高，施工进度较慢，只适合对特别敏感点进行减振，并应注意与一般道床排水沟衔接过渡问题。后期维护只能通过沉降测量进行检查，预防性维护方面没有对应措施。广州地铁应用反映来看，存在预留的观察孔不方面观察，里面的排水槽浅小，时间长了，一旦积累太多的碳酸钙则很难清除，而预留的观察孔不能很好地观察道床内部情况等问题。
五、轨道高等减振措施选型建议
轨道高等减振降噪产品的选型除了适用性和经济性以外，建议重点从以下几个方面考虑：
（一）采用技术成熟、安全性高、寿命长、免维护或易维护的轨道减振降噪产品。
（二）减振降噪产品除了有产品性能之外，需要有明确的产品应用条件和与产品适应施工技术（质量）要求。
（三）扣件类减振设备，主要从整体性好、能承受运营各种方向荷载和冲击、动静刚度变化小、免维护或少维护、便于现场更换和轨道几何尺寸调整等方面考虑；道床类减振设备主要从免维护或易维护、便于现场监控、与普通道床接口良好等方面考虑。
（四）选取技术实力雄厚、服务承诺好的厂家，作为现场用户长期的技术合作和支持，在产品周期内负责处理所有产品技术问题和成本费用。
（五）所有新型减振产品上线之前必须在相同条件的既有线进行试验2年以上。
六、结束语
随着我国城市轨道交通建设的发展，各种类型的轨道减振降噪产品相继出现，产品是否满足实际需要与设计理念、理论依据、材料质量、工艺制造水平、应用试验历史等方面有关。通过对减振产品应用情况分析，总结优缺点及需完善内容，为轨道交通减振措施应用提供参考。
参考文献
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[2]于占洋，庄严城.市轨道交通减振降噪分析及工程措施初探.科技资讯 2017
[3]刘福金，王安斌，谢銮松.城市轨道交通轮轨主要减振降噪措施对比分析.铁道建筑2018
论文作者:陈广飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/9/29
标签：减振论文; 轨道论文; 扣件论文; 轨枕论文; 钢轨论文; 措施论文; 降噪论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;