摘要：概述了對(duì)地鐵噪聲問(wèn)題的研究,提出了減緩地鐵車輛振動(dòng)和噪聲的措施.

　　關(guān)鍵詞：地鐵,地鐵車輛,噪音控制,振動(dòng)。

　　城市交通成為每位市民最為關(guān)注的問(wèn)題。除了日常交通工具(公交車、小汽車、電動(dòng)車、自行車)外，地鐵開(kāi)行也減緩了人口出行的交通壓力。不論是何種交通工具，噪音是不可忽視的問(wèn)題。結(jié)合國(guó)內(nèi)城市軌道交通運(yùn)行中的噪聲和環(huán)境振動(dòng)出現(xiàn)的問(wèn)題和影響、以及對(duì)周圍環(huán)境的影響程度和應(yīng)該采取怎樣的減振降噪措施是我們研究的課題。

　　新建的城市軌道交通線路，在建設(shè)階段就針對(duì)性地尋求降低、衰減噪聲的措施和途徑，改善城市軌道交通周邊環(huán)境。減振降噪主要從噪聲源(車輛、線路)、傳播途徑和接收點(diǎn)三方面進(jìn)行研究。軌道交通運(yùn)行的噪聲影響著線路附近區(qū)域人員，還有某些高端設(shè)備的精密儀器實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，列車上的噪聲主要由乘坐該車的乘客所接受，車站內(nèi)的噪聲主要由站內(nèi)候車的乘客所接受。

　　一、 噪聲標(biāo)準(zhǔn)：

　　國(guó)內(nèi)城市五類環(huán)境噪聲值列于下表：噪聲等級(jí)Laeq:dB

　　各類標(biāo)準(zhǔn)的適用區(qū)域：

　　0類標(biāo)準(zhǔn)適用于療養(yǎng)區(qū)、高級(jí)別墅區(qū)、高級(jí)賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域;

　　1類標(biāo)準(zhǔn)適用于居住以及文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域;

　　2類適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū);

　　3類適用于工業(yè)區(qū);

　　4類適用于城市中的道路交通干線道路兩側(cè)區(qū)域、穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域。穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側(cè)區(qū)域的背景噪聲。

　　美國(guó)公共交通協(xié)會(huì)制定的城市軌道交通噪聲控制指標(biāo)為：車內(nèi)可接受噪聲為70—80dB;站內(nèi)最大噪聲應(yīng)為75--85 dB;路邊噪聲的上限值在居民區(qū)為70dB，在工業(yè)區(qū)為85 dB(在線路中心線15m處)。其噪聲級(jí)指標(biāo)是在0.35m處以確保私人談話能以正常聲音進(jìn)行而測(cè)定的。

　　二、噪聲來(lái)源：

　　1) 車輛噪音：

　　城市軌道交通的噪聲源可分為：輪軌噪聲、車輛非動(dòng)力噪聲、牽引動(dòng)力系統(tǒng)噪聲、高架軌道噪聲、地面承載噪聲等。地鐵車輛運(yùn)行中主要噪聲來(lái)源有：一是輪軌接觸而產(chǎn)生的輪軌滾動(dòng)噪音;二是牽引電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)-機(jī)械噪音。輪軌噪聲是車輪與鋼軌接觸應(yīng)力的作用，造成車輪與鋼軌之間的摩擦和振動(dòng)，從而向外輻射聲波。輪軌噪音主要分為三類：滾動(dòng)噪音、刺耳尖利的摩擦噪音和通過(guò)曲線時(shí)的蠕滑噪音(卡滯---蠕滑效應(yīng))、摩擦噪音。這主要從噪聲源上降噪，涉及車輛動(dòng)力、傳動(dòng)、車體、轉(zhuǎn)向架軸距、車輪的阻尼特性、輪軌表面之間的粘著和所采用的材料等。

　　撞擊噪音是由于車輪與鋼軌的表面局部不連續(xù)所造成的，例如鋼軌的軌隙、不平整的鋼軌接頭、車輪踏面局部的擦傷和磨平等，從而造成車輪的圓度不夠，使車輪在行駛過(guò)程中不斷地發(fā)出撞擊聲。

　　車輛的非動(dòng)力噪聲主要是指制動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)施制動(dòng)閘瓦與制動(dòng)盤之間的摩擦制動(dòng)時(shí)，閘瓦片、閘瓦托架以及制動(dòng)盤等自激形成噪聲。另外在列車懸掛、連接和支座中所使用的套銷和銷軸在列車運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生撞擊而產(chǎn)生噪音。

　　牽引動(dòng)力系統(tǒng)噪聲包括齒輪減速箱與空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的噪聲，這是主要噪聲源。有研究表明高架軌道動(dòng)力系統(tǒng)噪聲級(jí)比地面道床要高5dB。其原因是軌道下缺少吸振材料，如泥土、道渣等。

　　2) 列車運(yùn)行噪音：

　　列車運(yùn)行噪聲全方位傳播，具有聲級(jí)高、頻帶寬、影響范圍廣、難于治理的特點(diǎn)，所以在線網(wǎng)規(guī)劃階段就應(yīng)充風(fēng)考慮避繞噪聲敏感建筑，以達(dá)到減小噪聲影響范圍的目的。目前最直接的處理辦法就是控制噪聲源，選用低噪聲車輛、對(duì)路基和道床多加吸振材料。再者，控制噪聲傳播途徑也是其中可行的辦法，如采用聲音屏障、對(duì)噪音敏感建筑加設(shè)隔音門和雙層隔音玻璃窗，在建筑敏感地段或居民區(qū)股道下鋪設(shè)彈性材料以減小噪音的傳播。

　　地鐵列車在軌道上行駛時(shí),由于車輪偏心、車輪圓度不夠，車輪與道岔、鋼軌碰撞以及線路不平順等原因,引起車輪的振動(dòng),經(jīng)鋼軌→扣件→軌枕→道床→隧道結(jié)構(gòu)→圍護(hù)地層傳至地面及建筑物。

　　通過(guò)對(duì)地鐵車站環(huán)境噪聲的日變化趨勢(shì)分析表明:地鐵列車高速運(yùn)行是地鐵車站環(huán)境噪聲的主要噪聲源,地鐵車站環(huán)境噪聲還與車站的廣播次數(shù)、廣播音量、客流量、車流量(列車經(jīng)過(guò)頻率)等因素有關(guān);地鐵列車車廂內(nèi)噪聲除了與地鐵線路質(zhì)量、列車運(yùn)行速度及地鐵列車結(jié)構(gòu)有關(guān)外,還與車廂內(nèi)廣播次數(shù)、廣播音量有密切聯(lián)系;屏蔽門能有效降低噪聲;地鐵噪聲的頻率特性是以中高頻噪聲為主,屬寬頻帶噪聲。

　　對(duì)于地下車站、變電所和區(qū)間通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)所用設(shè)備如冷卻塔。通風(fēng)機(jī)都是噪聲的主要制造者，聲源較強(qiáng)，直接影響周圍的環(huán)境。

　　三、降噪措施：

　　降低噪聲需要采用有效地防治措施：一是嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),降低新建鐵路整體噪聲水平;二是在噪聲源方面做技術(shù)改進(jìn)，如車輛主體、軌道線路的結(jié)構(gòu);三是在噪聲敏感點(diǎn)采取聲屏障、隔聲窗等降噪措施。例如采用聲屏障形式，在有景觀要求的城市噪聲敏感區(qū)段，采用較為美觀的透明式有機(jī)玻璃屏障,在城外一般采用混凝土、木屑混凝土屏障或生態(tài)墻。

　　城市環(huán)境的建設(shè)如果沒(méi)有合理的城市規(guī)劃和建設(shè)布局,僅僅針對(duì)單個(gè)噪聲污染源采取防治措施,無(wú)法從根本上解決噪聲污染問(wèn)題。如果使用的屏障太多，就會(huì)導(dǎo)致視覺(jué)污染。在噪聲點(diǎn)控制比在噪聲源控制更經(jīng)濟(jì)、可靠。噪聲的控制不僅在噪聲源上，更要求法律在城市的建設(shè)和規(guī)劃上明確噪聲污染的防治措施。應(yīng)該將聲環(huán)境的保護(hù)目標(biāo)和任務(wù),以及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)措施,逐步納入各級(jí)政府的環(huán)保計(jì)劃。城市軌道交通的選址及規(guī)模都要做遠(yuǎn)期的預(yù)留并與初期工程同步施工，盡量避開(kāi)對(duì)噪音比較敏感的區(qū)域。

　　對(duì)于尚處于建設(shè)階段的城軌，需要在以下幾方面采取有效措施：

　　1.采用大曲線半徑碎石道床，可以起到衰減傳遞振動(dòng)和噪音，同時(shí)降低車內(nèi)噪聲。

　　2. 地鐵軌道采取彈性扣件、浮置板道床等措施，可以削減被傳遞到隧道壁的噪聲10dB～20dB,但不利條件涉及到造價(jià)問(wèn)題，這種情況需要增加隧道的尺寸。

　　3. 采用彈性鋼軌的緊固件限制高架線路結(jié)構(gòu)振動(dòng)，在道床和鋼軌之間鋪設(shè)丁基橡膠軌墊，這樣可以阻止振動(dòng)沿軌道向外傳播。

　　4. 增設(shè)不落輪鏇床完成對(duì)車輪定期的鏇修，車輪踏面的鏇修以減少輪軌接觸面的粗糙度，以降低轟鳴噪聲和地面承載噪聲。

　　5. 鋼軌面的磨削以及采用無(wú)縫鋼軌代替有縫鋼軌。

　　6. 線路兩側(cè)設(shè)隔音墻，以降低空氣動(dòng)力噪聲。

　　7. 在轉(zhuǎn)向架的懸掛中，車體與構(gòu)架之間，以及構(gòu)架軸箱之間采用空氣彈簧或橡膠彈性元件。

　　8. 制動(dòng)系統(tǒng)的閘瓦品質(zhì)及閘瓦摩擦面的結(jié)構(gòu)，應(yīng)在閘瓦托架上裝設(shè)阻尼裝置，在閘瓦和托架的連接上采用預(yù)張緊裝置。

　　9. 在輪輞和幅板上裝設(shè)諧振消聲器，使之與車輪的主頻率相一致，發(fā)生共振時(shí)，阻尼材料將振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為熱能，達(dá)到衰減輻射噪聲的目的。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1. 張振淼 城市軌道交通車輛 北京：中國(guó)鐵道出版社，2006.

　　2. 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50157---2003 中國(guó)計(jì)劃出版社

　　3.徐廣偉 降低地鐵車輛噪聲措施 軌道交通 2004年第01期