城市轨道交通噪音问题的处理

摘要：概述了对地铁噪声问题的研究,提出了减缓地铁车辆振动和噪声的措施.

关键词：地铁；地铁车辆；噪音控制；振动。

Abstract: this paper analyzed the subway noise problem, put forward the subway vehicle vibration and noise mitigation measures.Key words: subway; metro vehicles; noise control; vibration

中图分类号：F570.3文献标识码： A 文章编号：

城市交通成为每位市民最为关注的问题。除了日常交通工具（公交车、小汽车、电动车、自行车）外，地铁开行也减缓了人口出行的交通压力。不论是何种交通工具，噪音是不可忽视的问题。结合国内城市轨道交通运行中的噪声和环境振动出现的问题和影响、以及对周围环境的影响程度和应该采取怎样的减振降噪措施是我们研究的课题。

新建的城市轨道交通线路，在建设阶段就针对性地寻求降低、衰减噪声的措施和途径，改善城市轨道交通周边环境。减振降噪主要从噪声源（车辆、线路）、传播途径和接收点三方面进行研究。轨道交通运行的噪声影响着线路附近区域人员，还有某些高端设备的精密仪器实验准确性，列车上的噪声主要由乘坐该车的乘客所接受，车站内的噪声主要由站内候车的乘客所接受。

噪声标准：

国内城市五类环境噪声值列于下表：噪声等级Laeq:dB

各类标准的适用区域：

0类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域；

1类标准适用于居住以及文教机关为主的区域；

2类适用于居住、商业、工业混杂区；

3类适用于工业区；

4类适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域、穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声。

美国公共交通协会制定的城市轨道交通噪声控制指标为：车内可接受噪声为70―80dB；站内最大噪声应为75--85 dB；路边噪声的上限值在居民区为70dB，在工业区为85 dB（在线路中心线15m处）。其噪声级指标是在0.35m处以确保私人谈话能以正常声音进行而测定的。

二、噪声来源：

1） 车辆噪音：

城市轨道交通的噪声源可分为：轮轨噪声、车辆非动力噪声、牵引动力系统噪声、高架轨道噪声、地面承载噪声等。地铁车辆运行中主要噪声来源有：一是轮轨接触而产生的轮轨滚动噪音；二是牵引电动机产生的电动-机械噪音。轮轨噪声是车轮与钢轨接触应力的作用，造成车轮与钢轨之间的摩擦和振动，从而向外辐射声波。轮轨噪音主要分为三类：滚动噪音、刺耳尖利的摩擦噪音和通过曲线时的蠕滑噪音（卡滞---蠕滑效应）、摩擦噪音。这主要从噪声源上降噪，涉及车辆动力、传动、车体、转向架轴距、车轮的阻尼特性、轮轨表面之间的粘着和所采用的材料等。

撞击噪音是由于车轮与钢轨的表面局部不连续所造成的，例如钢轨的轨隙、不平整的钢轨接头、车轮踏面局部的擦伤和磨平等，从而造成车轮的圆度不够，使车轮在行驶过程中不断地发出撞击声。

车辆的非动力噪声主要是指制动系统在实施制动闸瓦与制动盘之间的摩擦制动时，闸瓦片、闸瓦托架以及制动盘等自激形成噪声。另外在列车悬挂、连接和支座中所使用的套销和销轴在列车运行过程中发生撞击而产生噪音。

牵引动力系统噪声包括齿轮减速箱与空气压缩机所产生的噪声，这是主要噪声源。有研究表明高架轨道动力系统噪声级比地面道床要高5dB。其原因是轨道下缺少吸振材料，如泥土、道渣等。

2） 列车运行噪音：

列车运行噪声全方位传播，具有声级高、频带宽、影响范围广、难于治理的特点，所以在线网规划阶段就应充风考虑避绕噪声敏感建筑，以达到减小噪声影响范围的目的。目前最直接的处理办法就是控制噪声源，选用低噪声车辆、对路基和道床多加吸振材料。再者，控制噪声传播途径也是其中可行的办法，如采用声音屏障、对噪音敏感建筑加设隔音门和双层隔音玻璃窗，在建筑敏感地段或居民区股道下铺设弹性材料以减小噪音的传播。

 地铁列车在轨道上行驶时,由于车轮偏心、车轮圆度不够，车轮与道岔、钢轨碰撞以及线路不平顺等原因,引起车轮的振动,经钢轨扣件轨枕道床隧道结构围护地层传至地面及建筑物。

通过对地铁车站环境噪声的日变化趋势分析表明:地铁列车高速运行是地铁车站环境噪声的主要噪声源,地铁车站环境噪声还与车站的广播次数、广播音量、客流量、车流量（列车经过频率）等因素有关;地铁列车车厢内噪声除了与地铁线路质量、列车运行速度及地铁列车结构有关外,还与车厢内广播次数、广播音量有密切联系;屏蔽门能有效降低噪声;地铁噪声的频率特性是以中高频噪声为主,属宽频带噪声。

对于地下车站、变电所和区间通风空调系统所用设备如冷却塔。通风机都是噪声的主要制造者，声源较强，直接影响周围的环境。

三、降噪措施：

  降低噪声需要采用有效地防治措施：一是严格执行技术标准,降低新建铁路整体噪声水平；二是在噪声源方面做技术改进，如车辆主体、轨道线路的结构；三是在噪声敏感点采取声屏障、隔声窗等降噪措施。例如采用声屏障形式，在有景观要求的城市噪声敏感区段，采用较为美观的透明式有机玻璃屏障,在城外一般采用混凝土、木屑混凝土屏障或生态墙。

城市环境的建设如果没有合理的城市规划和建设布局,仅仅针对单个噪声污染源采取防治措施,无法从根本上解决噪声污染问题。如果使用的屏障太多，就会导致视觉污染。在噪声点控制比在噪声源控制更经济、可靠。噪声的控制不仅在噪声源上，更要求法律在城市的建设和规划上明确噪声污染的防治措施。应该将声环境的保护目标和任务,以及相关的经济、技术措施,逐步纳入各级政府的环保计划。城市轨道交通的选址及规模都要做远期的预留并与初期工程同步施工，尽量避开对噪音比较敏感的区域。

对于尚处于建设阶段的城轨，需要在以下几方面采取有效措施：

1.采用大曲线半径碎石道床，可以起到衰减传递振动和噪音，同时降低车内噪声。

2. 地铁轨道采取弹性扣件、浮置板道床等措施，可以削减被传递到隧道壁的噪声10dB～20dB,但不利条件涉及到造价问题，这种情况需要增加隧道的尺寸。

3. 采用弹性钢轨的紧固件限制高架线路结构振动，在道床和钢轨之间铺设丁基橡胶轨垫，这样可以阻止振动沿轨道向外传播。

4. 增设不落轮镟床完成对车轮定期的镟修，车轮踏面的镟修以减少轮轨接触面的粗糙度，以降低轰鸣噪声和地面承载噪声。5. 钢轨面的磨削以及采用无缝钢轨代替有缝钢轨。

6. 线路两侧设隔音墙，以降低空气动力噪声。

7. 在转向架的悬挂中，车体与构架之间，以及构架轴箱之间采用空气弹簧或橡胶弹性元件。 8. 制动系统的闸瓦品质及闸瓦摩擦面的结构，应在闸瓦托架上装设阻尼装置，在闸瓦和托架的连接上采用预张紧装置。

9. 在轮辋和幅板上装设谐振消声器，使之与车轮的主频率相一致，发生共振时，阻尼材料将振动的能量转化为热能，达到衰减辐射噪声的目的。

参考文献：

张振淼城市轨道交通车辆北京：中国铁道出版社，2006.

地铁设计规范GB50157---2003中国计划出版社

徐广伟 降低地铁车辆噪声措施 轨道交通 2004年第01期

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。