高速铁路环境保护

车轮辐射的噪声次之，但车轮对总噪声的贡献也是不可忽略
的。
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
9.1.1 噪声源
和尖啸声。轮轨噪声主要来源于以下三个方面：
1.轮轨噪声
按轮轨噪声产生机理的不同，轮轨噪声可分为滚动噪声、冲击噪声 （1）车轮通过钢轨轨缝、道岔及擦伤后的车轮在钢轨上滚动时产 （2）车轮与钢轨粗糙的接触表面相互作用时产生的轮轨振动啸鸣 （3）车轮通过小半径曲线时轮缘挤压外轨，以及内侧车轮踏面在
9.2.1 高速铁路振动及
9.2 高速铁路振动特点及控制技术
控制概况 高速列车运行所引起的结构振动通过周围地层向外传播，引起周围环
境振动，并进一步诱发附近地下结构及邻近建筑物的二次振动，会对建筑 物特别是古旧建筑物的结构安全造成影响。在郊区地段，新建高速铁路往 往靠近既有铁路线路，列车运行产生的振动通过轨道结构及土体向外传 播，引起附近区域内地基土体及邻近线路的结构振动，势必会对邻近铁路 线路的结构和列车运行产生影响。铁路进入市区后产生的振动作为一种环 境公害，会影响建筑物的安全及精密仪器的正常使用，并直接影响人们的 正常工作和生活。当频率为0.1~1 Hz的低频水平振动达到 65 dB以上 时，将对人们的日常生活产生不同程度的影响，严重时甚至会影响人的生 理和心理健康。
次噪声或结构噪声。高架结构噪声的频率比较低，主要为几十赫兹到数
百赫兹，而且高架结构的辐射面积较大，采用声屏障隔声的方法控制二 次噪声几乎没有效果。控制高架结构噪声最有效的方法是阻止轨道振动
的传递，即用隔振的方法降低轨道传递给结构的振动，从而降低结构的
振动能量，减少结构的噪声辐射。
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
境评价标准
9.2 高速铁路振动特点及控制技术
《城市区域环境振动标准》（GB 10070—1988）的规 定，铁路干线两侧列车运行所引起的环境振动标准规定为：昼 间80 dB、夜间80 dB。这里所指的铁路干线两侧是指距每日 车流量不少于20列的铁道外轨30 m外两侧的住宅区。这项标
准是基于我国既有铁路振动影响而确定的，而未考虑高速铁路
9.1.1 噪声源
这种二次噪声的声源主要来源于以下两个方面：
4.建筑物二次噪声
（1）车轮与钢轨间冲击振动的轮轨噪声经由轨道传向周围的建筑 物，产生第二次辐射振动。它与噪声的传播途径密切Biblioteka Baidu关。
（2）桥梁噪声是建筑物噪声的主要声源。桥梁噪声的大小与桥梁
的类型有关，板式结构的刚桥梁噪声最大。 高速铁路列车运行时产生的总噪声级由以上几种噪声叠加而成。在
种不同类型的噪声组合而成的。按发生部位的不同，高速铁路噪声可分
为轮轨噪声、集电系统噪声、空气动力噪声和建筑物二次噪声等。
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
9.1.1 噪声源
1.轮轨噪声 所谓轮轨噪声，就是指轮轨系统相互作用而使车轮与轨道
部件产生振动所激发的噪声。目前，对于车轮与轨道哪个是主
要噪声源有三种观点：一是欧洲的研究认为是车轮；二是日本 的研究认为是轨道；三是认为轨道是轮轨噪声的主要噪声源，
生的冲击声。 声。 钢轨上滑动时所产生的摩擦噪声。
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
9.1.1 噪声源
2.集电系统噪声
在列车运行过程中，集电系统产生的噪声主要有受电弓滑板
与接触线摩擦产生的噪声、受电弓高速运动时产生的空气动力噪
声、受电弓瞬间离线产生的火花和电弧放电噪声。
第一节 （ 1）摩擦噪声。
9.2.1 高速铁路振动及
控制概况
9.2 高速铁路振动特点及控制技术
环境振动按振级变化的不同分为三种，即稳态振动（在观测时间 内振级变化不大的环境振动）、冲击振动（具有突出性振级变化的环 境振动）和无规振动（未来任何时刻不能预先确定振级的环境振 动）。 高速铁路列车运行产生的环境振动属于冲击振动。根据日本对新 干线振动的实际测试结果，可知受振点的振级变化很大，距线路20 m处，列车速度大于160 km/h时的振级为 70~95 dB。
附着流的分离现象，形成复杂的涡流流动，而这些复杂的涡流将 产生很高的脉动压力，从而诱发较大的空气动力噪声。这种噪声
与列车的行驶速度、车体表面的粗糙度及车体前端是否流线化等
因素有关。
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
9.1.1 噪声源
4.建筑物二次噪声
当高速列车在高架结构上运行时，会激发轨道结构振动并将这种振 动通过高架结构各个部件(如承重梁、墩台等)从地面向邻近的建筑物传 递，引起建筑物的墙壁、地板及天花板振动而产生的低频噪声，称为二
9.1.3 高速铁路噪声环
境评价标准
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
9.1.4 高速铁路噪声控
制技术
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
控制噪声一般可从噪声源、传播途径和受声 点三个方面入手。在噪声源方面，可通过优化列 车相关结构及参数来降低噪声源强；在传播途径
方面，通过拦截噪声的传播，从而隔离噪声源来
害
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
3.影响睡眠
9.1.2 高速铁路噪声危
害
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
3.影响睡眠
9.1.2 高速铁路噪声危
害
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
4.降低工作效率
9.1.3 高速铁路噪声环
境评价标准
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
不同国家不同发展阶段的高速铁路，在噪声水平控制技术上有很大 的差异。尤其是铁路噪声所受的影响颇多，在噪声产生和传播的过程 中，不同的线路结构、桥梁结构、建筑类型和布局以及不同的动车组等 均对噪声的大小及范围有很大影响。因此，确定噪声的控制标准是一项 比较复杂的任务。 有关高速铁路噪声标准，目前仅日本和法国已经制定执行，其他国 家大多仍采用既有铁路噪声控制标准。标准值是由各国通过调查沿线居 民对噪声的烦恼度，进行数理统计分析后提出的，因而其数值大小与各 国国情有关。
9.1.3 高速铁路噪声环
境评价标准
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
日本新干线噪声限值为列车通过时的最大声级LA，max，其限制如 下：Ⅰ类地区（住宅地区），LA，max≤70 dB(A)；Ⅱ类地区（商 业、工业等Ⅰ类以外地区），LA，max≤75 dB(A)。 法国高速铁路标准为等效声级Lep，昼间为65 dB (A)。 我国铁路噪声标准仍执行《铁路边界噪声限值及其测量方法》(GB 12525—1990)，铁路边界噪声限值按表9-3的规定执行。 其他国家既有铁路边界噪声限值为60~68 dB（A）。等效声级Lep相 当于以一个稳定的连续噪声来代替随机噪声，两者在规定的一段时间 内具有相同的能量。
（2）空气动力噪声。 （3）放电噪声。
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
9.1.1 噪声源
3.空气动力噪声
高速列车空气动力噪声的产生机理十分复杂。列车在高速行 驶过程中会与空气发生相互作用，使得车体附近的空气不断受到 压缩和膨胀作用，形成复杂的流场；此外由于列车外形复杂，近
壁面的气流多是不平顺的，因而在车身表面的曲率变化处会发生
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
与高速铁路行车速度有关的环境因素主要为噪声污染，噪 声污染已经严重影响了铁路两侧居民的正常工作、学习和生活。 国际上已把振动噪声列为七大环境公害之一，高速铁路的噪声 问题日益受到各方关注。如何降低铁路环境噪声对敏感点的影 响，一直是环境保护工作者的重要任务之一。因此，如何减少 高速铁路噪声污染，是当前车辆制造和铁路建设中的一个十分 重要的课题。
2.传播途径及受声点方面的措施
传播途径及
（1）在线路两侧设绿化带。
受声点方面
的措施
（2）设置防声屏障以限制噪声的传播 。 （3）合理布置路线。
9.2.1 高速铁路振动及
控制概况
9.2 高速铁路振动特点及控制技术
随着高速铁路网的加密和列车运行速度的提高，列车运行所引起的 振动问题越发严重，受到人们的广泛关注。高速运行的列车会对轨道和 基础产生冲击，尤其当列车速度接近轨道及基础系统的临界速度时，冲 击荷载产生的能量来不及在轨道结构和周围地基中逸散，积聚在车轮和 轨道接触位置附近，使列车和地基产生很大的振动位移。高速移动荷载 引起的振动会导致两个方面的问题：一方面是高速运行列车引起的列 车、轨道和地基的振动，涉及运行舒适性和安全性问题；另一方面是振 动以波的形式通过土体向外传递，引起周围环境的振动问题。
制技术
力的作用。
9.2 高速铁路振动特点及控制技术
1.动车组方面
（1）动车组车辆轻型化。降低车辆轴重，以减少轮轨之间垂直动 （2）采用弹性车轮。在轮箍与轮心间添加橡胶垫，以防止振动和 消除轮轨间的噪声。 （3）改进车辆的转向架结构。如选择柔软的弹簧悬挂系统，以降 低车体的浮沉自振频率；安装具有阻尼特性的油压减振器，以减轻车体 的横向振动或垂直振动；采用空气弹簧和橡胶件，以隔离和吸收高频振 动，避免产生二次激励振动等。
的特点。
9.2.2 高速铁路振动环
境评价标准
9.2 高速铁路振动特点及控制技术
考虑上述影响因素，参照国外（主要是日本）高速铁路有关资 料，振级VL的计算公式为 VL=L0+Ld+Lg+Lt+Lb+L1+Ls 式中， L0为参考条件下的振级；Ld、Lg、Lt、Lb、L1、Ls分别为 距离、地质条件、列车速度、基础、高架桥、线路条件下的振级修正 量。 日本新干线的研究结果表明，距离轨道20 m处，软土地质，钢梁 结构高架桥，预制桩结构，速度200 km/h环境下，L0为97 dB。
项目9 高速铁路环境保护
项目9 高速铁路环境保护
学习目标
第一节 （1）了解高速铁路环境噪声的来源及危害。 （2）熟悉高速铁路振动环境评价标准。 （3）掌握高速铁路噪声、振动和电磁干扰 的控制技术。
项目9 高速铁路环境保护
目 录
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术 9.2 高速铁路振动特点及控制技术 9.3 高速铁路的电磁干扰及其防护措施
保护对象。其中，从噪声源方面入手来降低噪声 污染是较为经济有效的方法。
9.1.4 高速铁路噪声控
制技术
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
1.噪声源方面的措施
（1）控制轮轨噪声。
噪声源方面的
措施
（2）控制列车整体噪声。
（3）控制桥梁低频噪声和隧道噪声。
9.1.4 高速铁路噪声控
制技术
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
不同的列车速度和不同的减振降噪措施下，上述各种噪声对总噪声级的
贡献呈动态变化。
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
9.1.1 噪声源
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
9.1.1 噪声源
9.1.2 高速铁路噪声危
害
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
噪声对人体的影响和危害是多方
面的，概括起来，强烈的噪声可以引
起耳聋，诱发各种疾病，影响人们的 休息和工作，干扰语言交流和通信， 掩蔽安全信息，造成生产事故，降低 生产效率，影响设备的正常工作。
9.1.2 高速铁路噪声危
害
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
1.引发噪声性耳聋
9.1.2 高速铁路噪声危
害
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
2.影响人体健康
9.1.2 高速铁路噪声危
第一节
9.1 高速铁路噪声来源及控制技术
9.1.1 噪声源
声音是由物体振动产生的，通过声波传到人们的耳朵里。声波具有
能量，能量越大，声音越强。正常人刚能听到最小的声音叫作听阈，听 阈的声强为0 dB；人耳开始感到疼痛的声音叫作痛阈，痛阈的声强为
120 dB。
高速铁路具有高速、高架、电气化等特点，其辐射噪声与普通铁路 有所不同，主要体现在噪声源及辐射强度等方面。高速铁路噪声是由各
9.2.2 高速铁路振动环
境评价标准
9.2 高速铁路振动特点及控制技术
9.2.3 高速铁路振动控
制技术
9.2 高速铁路振动特点及控制技术
按照振动传播的三个环节（振动源、传
播途径、受振点），高速铁路振动控制技术 可以从以下几个方面来讨论： 第一节 1.动车组方面 2.线路、桥梁方面
9.2.3 高速铁路振动控
9.2.1 高速铁路振动及
控制概况
9.2 高速铁路振动特点及控制技术
高速铁路环境振动是一系列复杂因素共同作用的结果，影响 环境振动强度的因素包括


（1）列车运行速度的影响。
（2）线路结构形式的影响。 （3）地质条件类型的影响。

（4）路基高度、轨道平整程度及轨道焊接顺畅与否的影
响。
9.2.2 高速铁路振动环