关于地铁列车运行中振动和噪声问题的探讨

关于地铁列车运行中振动和噪声问题的探讨

作者：来瑞珉

地铁列车运行引起的噪声和环境振动问

题日趋突出，引起了各有关部门的高度重视。结合城市既有地铁线路两侧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的不同减振减噪措施，以期对后续的地铁工程建设环境影响评价、工程设计提供一定的参考依据。

城市轨道交通在运营中不可避免地要产生噪声，对司机、乘客以及周围的行人、居民产生或多或少的影响。本线为市域快速线，行车速度较高，其车辆的减振降噪问题更是突出。因此，有针对性地寻求降低、衰减噪声的措施和途径，对现存的噪声进行防护，最大限度地降低对人体造成的损伤，是城市轨道交通减振降噪的主题。减振降噪主要从噪声源（车辆、线路）和传播途径上着手。地铁车辆运行中主要噪声有两种来源，一是因为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。这些噪声源恶化了地铁车辆车厢内的环境。在地铁车辆编组中的拖车主要引起轮轨接触的滚动噪声，动车中还有电动-机械噪音。轮轨接触引起的噪音主要分为三种：滚动噪音、刺耳尖利的摩擦噪音和通过曲线时的蠕滑噪音。由于汉城地铁有很多曲线地段，因此摩擦噪音和蠕滑噪音出现比较频繁。其中车辆的减振降噪是从噪声源上降噪，涉及车辆动力系统、传动系统、车体、转向架等，这些都涉及车辆制造行业的技术进步。通过有关资料介绍在这方面的降噪是有一定限度的，在此限度以上，要降低每一分贝的成本都是极高的。因此车辆的减振降噪只能是在现有技术条件下，在投资控制范围内进行，以满足本线噪声指标要求。

列车运行噪声主要由轮轨噪声、车辆动力系统和非动力系统噪声。以及高架桥梁结构的振动辐射噪声组成。列车运行噪声不仅全方位向空间传播，而且具有声级高、频带宽、影响范围广、不易治理等特点。因此在线路规划阶段就应充分考虑尽量避绕噪声敏感建筑，以达到缩小列车运行噪声影响范围，减少噪声影响人数的目的。对噪声的防治最直接有效的办法是控制并降低噪声源强，噪声源强的控制，包括选用低噪声车辆、对轮轨系统和桥梁结构采取减振措施等，但是采取这些措施后仍不能保证沿线环境噪声达标，因此还应从噪声传播途径采取拦截措施，包括采用设置声屏障及对噪声敏感建筑采取保护性措施如对敏感建筑加设隔声门和双层玻璃窗密闭或对个别敏感建筑物采取搬迁或功能置换等。从多方面同时采取措施即采取综合防治措施，才能达到噪声防治的预期目标。

此外，地下车站、变电所和区间隧道的通风空调系统和局部通风空调系统所采用的设备如风机、冷却塔等，其运行噪声即噪声源强，直接影响到周围环境噪声强度。对这些系统设备的选择强调采用低噪声、低能耗产品，是降低周围环境噪声最直接也是最有效的办法。

地铁列车在轨道上行驶时,由于车轮偏心,车轮与道岔、钢轨的碰撞以及线路不平顺等原因,引起车轮的振动,经铜轨→扣件→轨枕→道床→隧道结构→围护地层传至地面及建筑物。

噪声治理计划主要是采用防治措施，一面在建设新线时严格执行欧洲技术标准,降低新建铁路运营的整体噪声水平，一面在遇到噪声敏感点时采取声屏障、隔声窗等降噪措施，对敏感环境进行保护。德国地铁采用声屏障的形式就多种多样,在有景观要求的城市噪声敏感区段采用了较为美观的透明式有机玻璃屏障或铝合金屏障,在城外一般采用混凝土、木屑混凝土屏障或生态墙。城区范围内机车不鸣笛。通过采取措施,德国铁路噪声水平能够保持在欧洲标准规定的限值范围内。有关节能计划,德铁目前重点在推进电气化改造,通过采用电化牵引,达到节能和减污的目标。

创造一个良好的声环境,需要相当的代价。即使有了经济实力,但是在有些时候,仍然存在技术上是否可行的问题。这种代价与环境质量的关系,涉及到在什么阶段采用什么处理方式、手段的问题。因此,从噪声源控制噪声,比起在受声点治理,具有更有效、更经济的实力。环境噪声的治理,是一项全局性的决策,需要社会各级主管部门的重视。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,同时,也会造成新的视觉污染,如隔声屏障等。对于因城市规划和建设布局造成的不合理而导致环境噪声的污染局面,只有通过重新调整建设布局,或者进行搬迁等措施加以解决。因此,噪声污染、防治必须从单纯的点源治理,转变为整体的区域噪声防护。法律必须在城市规划和建设布局上提出明确的噪声污染防治要求。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；地方各级政府,在制定城乡建设规划时,应当统筹考虑,全面、合理地安排功能分区和建设布局。

地铁的振动控制主要采取弹性扣件、浮置板道床等措施。

轨道交通工环保设施的建筑和构筑物的用地受到一定限制，布置一般比较紧凑，给日后的改、扩建带来一定困难。同时这些建、构筑物的改、扩建工程量大，施工周期长，施工期将造成已建环保设施较长时间的停运，必将给环境带来不良影响。因此，环保设施的主体结构，不易改、扩建的土建以及附设于轨道交通的主体设施上预埋件必须按远期需要设置并与初期工程同步设施。

环境保护日益受到重视,国家对建设项目的环境管理在可研设计阶段有环境影响评价制度

指导设计,在竣工验收阶段有环境保护设施竣工验收制度控制工程环保设施的执行,在施工阶段有政府的环境监督并引入了环境监控和环境监理。但施工过程中的环境管理目前是个薄弱点,铁路建设项目施工期对环境的影响以生态的破坏为主,生态环境破坏后恢复困难,生态代价大,因此有必要加强施工期环境理。

根据以上分析，生产厂和运行使用单位在生产以及采购车辆的同时可以采取以下几种措施：

1. 优化转向架的设计，优化轮轨粘着系数、车轮振动阻尼特性，车轮选用能降低摩擦噪声的材质，以降低摩擦噪声；

2. 车轮踏面的镟修以减少轮轨接触面的粗糙度，选用能降低滚动噪声的材质，以降低轰鸣噪声和地面承载噪声；

3. 尽量将突出车体的设备或装置改进或移到可用隔音罩予以屏蔽的车体下部，以降低空气动力噪声；

4. 在车体向下延伸部分装设车裙，以降低牵引动力系统噪声；

5. 制动系统的闸瓦

作者简介：来瑞珉女中南大学交通运输学院03届毕业生，现就职于天津地下铁道总公司建设公司设备部，车辆专业。(end)

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