钢轨波磨对地铁列车振动噪声的影响

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钢轨波磨对地铁列车振动噪声的影响

钢轨波磨对地铁列车振动噪声的影响

钢轨波磨对地铁列车振动噪声的影响作者:姚学斌杨晓东付翔来源:《科学与信息化》2017年第08期摘要轨道交通车辆主要噪声来源于两部分,即轮轨噪声和车辆本身部件噪声,轮轨噪声主要是车辆在轨道上正常运行、加减速、过弯道等产生的轮轨滚动噪声、冲击噪声、啸叫噪声、刹车噪声,车辆本身部件噪声主要由其具有噪声源的电气部件产生,如受流装置、空桶与通风系统、牵引辅助系统、制动风源系统、PIS广播系统等。

关键词地铁;橡胶隔振垫轨道;钢轨波磨;振动;车内噪声轨道交通系统作为一种公共交通形式,目前已发展成为现代化大中型城市公共交通的骨干。

轨道交通系统通常具备安全快捷、省地节能、全天候、运量大及污染少等特点,可在缓解人口密集城市交通压力、拓展城市空间及治理城市环境污染等过程中起到至关重要的作用在城市轨道交通快速发展的同时,随着人们生活水平的提高、环保意识的加强以及噪声防治相关法律的强制实施,地铁列车车内噪声问题日益突出,受到了社会上的广泛关注[1]。

地铁列车噪声源主要包括轮轨噪声、辅助设备噪声、集电系统噪声、牵引系统噪声等。

国内外相关研究结果表明,车辆运行速度小于60 km/h时,列车牵引电机及辅助设备噪声占主要成分;当车辆运行速度在60~200 km/h时,轮轨噪声占主要成分;当车辆运行速度大于200km/h时,空气动力噪声占主要成分[2],如图1所示。

地铁列车运营时度通常为60~120 km/h,运行在该速度区间列车车内噪声的最为主要声源为轮轨噪声[2,3]。

通过国内外专家长期的分析与研究表明轮轨表面不平顺是激发轮轨振动的主要原因,而轮轨噪声的直接原因是轮轨振动。

运用噪声辐射及传播理论和多体动力学理论,考虑了包括轮轨表面粗糙度、接触滤波、地面反射在内等因素对轮轨噪声的影响,建立了轮轨噪声预测模型,并通过轮轨噪声预测软件(如STTIN),预测并评价了钢轨、车轮及轨枕的振动辐射噪声。

所有这些研究成果都是以钢轨、车轮、轨枕为研究对象,预测的是轮轨向环境的辐射噪声。

城市轨道交通线路噪声关键影响因素分析

城市轨道交通线路噪声关键影响因素分析

城市轨道交通线路噪声关键影响因素分析摘要:火车、地铁、轻轨作为城市较为常见的轨道交通工具,在为人们出行提供便利的同时,也在一定程度上加剧了噪声污染现象,不仅为乘客和沿线居民生活带来极大困扰,还阻碍了轨道交通技术的进一步发展。

所以,分析城市轨道交通线路噪声的影响因素,并采取措施整治,已经成为相关行业必须深入研究和探索的重要课题。

关键词:城市轨道交通;线路噪声;影响因素;整治引言:城市轨道交通普遍具有载客量大、舒适性高、运输速度快等优势,当前已经成为人们日常出行的首要选择。

但在轨道交通工具运行过程中,由于车体会与空气和铁轨会产生剧烈摩擦,加上空调系统长时间运行,导致噪声污染问题层出不穷,对沿线居民正常生活带来极大不便,这也在一定程度上突出了噪声污染整治的重要性和迫切性,需要相关部门在了解轨道交通噪声影响因素的基础上,采取针对性措施解决,进而为提高沿线居民生活质量、促进城市轨道交通健康发展奠定基础。

一、噪声污染的负面影响第一,噪声污染会对人体健康造成负面影响。

有检测表明,当一个人在噪声超标的环境中超过8h,听力会受到损伤,严重甚至会影响心血管系统。

结合我国相关部门在城市噪声调查方面的结果来看,地区噪声每上升一分贝,周围居民高血压发病率就会增加3%,并且长期受噪声污染的居民会出现暴躁、易怒、疲倦、睡眠质量降低等一系列问题。

总之,强噪音会对人体健康发展造成一系列负面影响。

有人曾对从事城市轨道交通工作的202人进行调查,其中失眠人数占总人数32%左右,头痛人数占总人数27%左右,记忆力减退人数占总人数27%左右,高血压人数占总人数12%左右,失眠人数占总人数32%左右,头晕人数占总人数39%左右,这一系列骇人听闻的数据,足以说明噪声对人体健康造成的危害,突出了噪声防治的重要意义[1]。

二、预测城市轨道交通线路噪声的关键影响因素城市轨道交通产生噪声的途径多种多样,包括车体与铁轨和空气摩擦产生的噪声、车体与路桥共振产生的噪声等。

钢轨表面短波不平顺对地铁振动源强影响

钢轨表面短波不平顺对地铁振动源强影响

钢轨表面短波不平顺对地铁振动源强影响随着我国城市轨道交通的迅猛发展,路网密度不断增大,线路走向和埋深设计愈加难以绕避环境敏感点,而轨道交通运营带来的环境振动问题日益突出[1-3]。

采用轨道减振措施是控制环境振动最便捷有效的方法,然而如果减振轨道参数设计不当可能带来负面影响。

例如:轮轨刚度阻抗的不匹配[4-5]、pinned-pinned 共振[6]、轮轨共振[7]等问题可能会导致钢轨波浪形磨耗(波磨)的加剧[8-9]。

目前,国内各城市地铁都出现不同程度钢轨波磨的现象。

严重的波磨不仅会导致弹条断裂[10-11]、滚动噪声超标[12]等严重影响乘坐舒适度和运营安全的问题,而且会导致环境振动增加、弹性轨道减振效果降低[13],这与减振轨道的设计初衷背道而驰。

当波磨发展到超过容许限值时,应进行钢轨修复性打磨[14]。

钢轨进行定期打磨不仅可以有效解决车辆和轨道构件疲劳断裂问题[15],还能降低环境噪声[16]和车内噪声[17-18]。

此外,对严重波磨的钢轨进行打磨还可降低地铁列车引起的环境振动。

王另的等[19]和张衡等[20]的测试结果表明,钢轨打磨可使隧道壁和地表振动的最大Z 振级减小约6~9 dB;马蒙等[21]对某地铁区间隧道长期监测发现,钢轨磨耗发展1 个多月后使得隧道壁最大Z 振级平均增加了3 dB,而打磨后隧道壁振动水平显著降低。

此外,在美国联邦交通管理局推荐的环境振动预测方法中,对于有磨耗或波磨的钢轨建议在环评预测时增加10 dB的修正量[22]。

上述研究表明,钢轨磨耗状态与轨道交通环境振动之间呈现某种相关性。

目前,既有研究中缺乏对这种相关性的定量描述,在各类数值预测研究中,几乎都没有考虑钢轨表面磨耗状态对地铁环境振动预测结果的影响。

其中一条重要原因是,进行车辆-轨道耦合动力系统分析时,缺少可以定量描述钢轨磨耗状态的输入激励。

很多研究以美国轨道谱作为钢轨磨耗引起不平顺的输入激励[23-24],尽管可以给出环境振动预测结果,但美国谱是基于有砟轨道建立的,且未考虑钢轨短波磨耗,这与我国地铁钢轨磨耗状态有很大差异。

钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响张硕

钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响张硕

钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响张硕发布时间:2021-07-30T07:45:05.058Z 来源:《防护工程》2021年10期作者:张硕[导读] 随着我国交通事业繁荣稳定发展,地铁成为广大旅客出行的重要交通工具,乘客对车辆运行安全以及乘坐舒适性具有较高要求。

北京市地铁运营有限公司线路分公司 100082摘要:随着我国交通事业繁荣稳定发展,地铁成为广大旅客出行的重要交通工具,乘客对车辆运行安全以及乘坐舒适性具有较高要求。

然而伴随地铁线路服役时间增加,可能会产生波磨,也即具有特定波长和幅值的波浪形磨耗。

一般情况下,波磨不仅会破坏轮轨系统部件,同时会辐射轮轨噪声,降低了轮轨部件的使用寿命,威胁车辆运行安全。

目前,我国地铁线路所采取的轨道结构整体而言减振性能优良,但是运行过程中的各类钢轨波磨现象仍旧无可避免。

基于此,本文将重点阐述钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响,希望对相关问题的解决有参考价值。

关键词:钢轨波磨;地铁;车辆振动;噪声;影响引言:作为一种公共交通形式,地铁充当着大中型城市公共交通的骨干,凭借安全快捷、节能环保等优势受到城市出行人员的青睐。

但是,在地铁运行过程中,地铁列车车内噪声问题也逐渐暴露出来,受到社会各界的高度关注。

近几年来,国家制定并出台了噪声防治方面的相关法律,解决地铁车辆智能噪声问题刻不容缓,这也就需要相关部门人员客观看待钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响,在此基础上采取有效的应对措施。

一、地铁列车噪声源地铁车辆振动噪声问题备受关注,而追根溯源,其噪声源主要来自于轮轨噪声、辅助设备噪声、集电系统噪声、牵引系统噪声等几方面。

而结合相关研究成果来看,在地铁运行时速小于60千米时,其噪声主要由牵引系统噪声以及辅助设备噪声两方面构成;在地铁运行时速为60~120千米时,其噪声主要为轮轨噪声;而在地铁运行时速高于200千米时,空气动力噪声占地铁车辆振动噪声的主体。

结合地铁的实际运行时速来说,轮轨噪声为主要噪声源。

地铁线路钢轨波磨对车辆振动特性的影响

地铁线路钢轨波磨对车辆振动特性的影响

地铁线路钢轨波磨对车辆振动特性的影响董勇,康彦兵,张华鹏,吴磊*(西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031)摘要:某地铁线路运营过程中,在通过波磨区段时车辆振动水平加剧,从而导致车辆的轴箱盖螺栓、一系悬挂弹簧等部件频繁发生疲劳断裂。

为了研究钢轨波磨对车辆振动特性的影响,首先在车辆各主要部件上安装振动加速度传感器,然后在存在钢轨波磨的线路上开展车辆振动测试,根据获取的振动加速度数据来分析钢轨波磨、轨道结构及钢轨打磨前后条件下车辆轴箱、弹簧座、构架和车体地板的振动特性。

结果表明:钢轨波磨对车辆轴箱、弹簧座和构架的振动影响较大,但对车体地板的振动影响不明显。

轮轨系统振动在传递过程中,二系悬挂系统起到了较大的衰减振动能量的作用。

当打磨后的钢轨波磨依然存在但波深显著降低的前提下,车辆轴箱和构架的振动水平显著降低,车体地板振动水平无明显变化。

关键词:波磨;钢轨打磨;振动特性;地铁线路中图分类号:U270.1+1 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1006-0316.2021.10.004文章编号:1006-0316 (2021) 10-0022-08All Rights Reserved.Effect of Rail Corrugation in Metro Line on Vibration Characteristics of VehicleDONG Yong,KANG Yanbing,ZHANG Huapeng,WU Lei( School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China ) Abstract:During the operation of a metro line, the vehicle vibration level increased when the vehicle passedthrough the corrugated section, which caused frequent fatigue fractures of vehicle components, such as axle boxcover bolts and primary suspension spring. In order to study the influence of rail corrugation on vehicle vibrationcharacteristics, we firstly installed vibration acceleration sensors on the main components of the vehicle, andthen conducted vehicle vibration tests on the rail corrugated line. Based on the vibration acceleration dataobtained, we analyzed rail corrugation and track structure and the vibration characteristics of the vehicle axlebox, spring seat, frame, and car body floor before and after rail grinding. The results show that rail corrugationhas a significant impact on the vibration of vehicle axle box, spring seat and frame, but the vibration on car bodyfloor is not obvious. During the transmission of the vibration of the wheel-rail system, the secondary suspensionsystem plays a great role in weakening the vibration energy. When the grinded rail corrugation still exists and thewave depth is significantly reduced, the vibration level of the vehicle axle box and frame is significantly reducedaccordingly, but there is no significant change in the vibration level of car body floor.Key words:rail corrugation;rail grinding;vibration characteristics;metro line———————————————收稿日期:2021-02-18基金项目:国家自然科学基金(51775454,51605395);四川省科技计划(2020YJ0034,2020JDTD0012)随着城市轨道交通的不断发展,各城市的地铁线路不可避免地出现了不同程度的钢轨波磨。

高速铁路曲线段钢轨磨耗对列车振动特性影响仿真分析

高速铁路曲线段钢轨磨耗对列车振动特性影响仿真分析

高速铁路曲线段钢轨磨耗对列车振动特性影响仿真分析高速铁路曲线段钢轨磨耗对列车振动特性影响仿真分析随着高速铁路网络的不断发展,曲线段是铁路线路中必不可少的一部分。

然而,曲线段钢轨长期以来受到列车行驶的影响,其表面会出现磨耗现象。

这种磨耗不仅会对钢轨本身的使用寿命造成影响,还可能对列车振动特性产生不良影响。

因此,对高速铁路曲线段钢轨磨耗对列车振动特性的影响进行仿真分析,将有助于优化曲线段设计,提高铁路运输效能和安全性。

本文基于高速铁路列车运行特点,使用仿真软件建立了高速铁路钢轨和列车系统的数学模型。

模型主要包括钢轨、车辆车体、悬挂系统和轮轴等组成部分。

通过设定不同曲线半径、列车速度和钢轨磨耗程度等参数,对不同条件下的列车振动特性进行仿真分析。

首先,针对不同曲线半径条件下的列车振动特性,本文进行了仿真分析。

发现随着曲线半径的减小,列车在曲线段上的横向加速度、竖向加速度和横向力会明显增加。

这是因为曲线半径较小时,列车在转弯过程中受到较大的离心力作用,导致车体倾斜和轮轨之间的侧向力增加。

这些加速度和力的增加将对乘客的舒适性和列车的运行稳定性产生不利影响。

其次,本文对不同列车速度条件下的列车振动特性进行了仿真分析。

结果表明,随着列车速度的增加,列车在曲线段上的竖向和横向加速度均会增加。

这是因为列车速度较高时,钢轨与列车车轮之间的摩擦力增加,导致车辆在曲线段上的振动加剧。

同时,列车速度的增加还会对车体倾斜和轮轨之间的侧向力产生更大的影响,使得列车在转弯过程中的横向力增加。

因此,在提高列车运行速度时,要考虑对曲线段的设计和维护进行相应调整,以确保列车振动特性的合理控制。

最后,本文通过设定不同钢轨磨耗程度的条件,对列车振动特性进行了仿真分析。

研究发现,钢轨磨耗对列车振动特性有着较大的影响。

当钢轨磨耗程度较大时,列车在曲线段上的横向加速度和横向力会增加,给乘客的体验和列车的运行稳定性带来不利影响。

因此,高速铁路运营管理部门应定期检查和维护曲线段的钢轨,及时进行更换或修复,以保证铁路线路的安全性和运行稳定性。

地铁钢轨波磨对轨道结构振动及减振特性影响

地铁钢轨波磨对轨道结构振动及减振特性影响

地铁钢轨波磨对轨道结构振动及减振特性影响仲莹涵;关庆华;温泽峰;李伟;陶功权;张晴【摘要】现场调查某地铁线路上普通短轨枕、先锋扣件和钢弹簧浮置板三种轨道的钢轨波磨特征,并分别进行振动测试,研究钢轨存在波磨时,三种轨道结构的振动特性及减振效果.结果表明:三种轨道结构都是内轨波磨明显,外轨表面不平顺幅值相比内轨都很小,可以忽略不计其影响;波磨主波长频率成分很容易在轨道各零部件(包括隧道壁)振动中激发出来,并且会引起较大幅值的振动;在4 Hz~200 Hz频率范围内,波磨激励下的减振型轨道依然具有良好的减振性能,但是与其最初设计用于的减振效果相比,有明显的下降;先锋扣件轨道短波长波磨会削减隧道壁在高频段的减振效果;钢弹簧浮置板轨道的波磨幅值显著,虽然对其隧道壁的减振效果影响不明显,但是会造成钢轨振动增加.%Rail corrugation characteristics of 3 types of track structures of the selected metro line including fix-dual short sleepers, Vanguard fasteners and steel spring floating slabs are investigated. The vibration experiments are carried out to analyze the influence of rail corrugation on track system's vibration and mitigation characteristics. The results show that the corrugation on the inner rail is much more obvious and deeper than that on the outer rail. The main frequency mostly depends on the wavelengths of the corrugation. In the range of 4 Hz-200 Hz, the vibration damping track with short-pitch corrugation still have a good vibration damping performance. The vibration mitigating effect at high frequencies is reduced obviously due to the short-pitch corrugation on the rail of the Vanguard fastener track. There's no obvious influence of long-pitch corrugation of steel spring floating slab track on vibrationmitigation. But the greater amplitude of the corrugation on the steel spring floating slab track may cause increase of rail vibration.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】6页(P85-89,154)【关键词】振动与波;地铁轨道结构;波磨;减振效果【作者】仲莹涵;关庆华;温泽峰;李伟;陶功权;张晴【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都 610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都 610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都 610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都 610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都 610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031【正文语种】中文【中图分类】U270.1+6近年来,由于地铁线路减振降噪要求的提高,我国越来越多地采用了新型减振轨道形式,如减振扣件轨道、梯形轨枕轨道、钢弹簧浮置板轨道等,但随着新型减振扣件轨道的使用,多个城市地铁线路减振轨道结构出现的钢轨波磨现象越来越普遍。

短波长钢轨波磨对地铁车辆车内噪声的影响

短波长钢轨波磨对地铁车辆车内噪声的影响

短波长钢轨波磨对地铁车辆车内噪声的影响冯陈程;刘晓龙;李伟;韩健;温泽峰【摘要】针对国内某地铁线路的车内噪声超标问题,进行车内噪声和线路钢轨波磨的现场测量.测试发现,列车经过波磨区间时的车内噪声高达90.3 dB(A),而对该区间的钢轨打磨后,车内噪声可以降低11.6 dB(A).对车内噪声进行频谱分析后发现车内噪声主频均在400 Hz~700 Hz,这与车辆通过区间轨道的波长为30 mm~50 mm的波磨通过频率基本一致.对比分析发现波长为160mm~200mm的波磨对车内噪声的影响要远小于短波长波磨.因此,短波长波磨是造成车内噪声异常的主要原因.通过对大量试验数据的统计分析,得出车内噪声与30 mm~50 mm短波长波磨粗糙度水平的关系曲线,并根据该曲线提出针对30mm~50mm短波长波磨的打磨限值.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2018(038)006【总页数】5页(P113-117)【关键词】声学;地铁;车内噪声;钢轨波磨;钢轨打磨限值【作者】冯陈程;刘晓龙;李伟;韩健;温泽峰【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031【正文语种】中文【中图分类】U260.16目前,以地铁为代表的城市轨道交通以其安全快捷、全天候、运量大、污染少等特点已发展成为现代化大中型城市公共交通的骨干。

但是随着地铁列车的运行,部分线路上的列车车内噪声显著,严重影响了司机和乘客的乘车舒适性。

因此降低车内噪声,变得尤为重要和迫切,是提升地铁列车产品市场竞争力的关键因素[1]。

目前我国地铁列车的运行速度通常为60 km/h~120 km/h,该运行速度下的列车主要声源为轮轨噪声[2]。

城市轨道交通(高架段)噪声监测中的问题探讨

城市轨道交通(高架段)噪声监测中的问题探讨

城市轨道交通(高架段)噪声监测中的问题探讨随着时代的发展,城市化的步伐在不断加快,我们的交通也取得了很大的发展,为人们的出行带来了很大便利。

但是我们要注意交通在发展过程中也会给人们带来很多的不便。

最明显的是高架段的交通,由于其暴露在环境中,列车通过时会产生很大的噪音,影响人们的正常生活。

因而文章则针对城市轨道交通的噪音问题进行分析,提出可行的建议。

标签:城市轨道交通;高架段;噪声监测在城市化发展的过程中,出现最明显的问题就是城市人口的不断增加给人们的交通带来了很大不便。

而高架线在费用,维护方面存在很大的优势,但是高架段由于直接暴露在环境中,因而会产生很大的噪音,给人们的健康生活带来影响。

因此我们需要及时采取有效的措施来解决这个问题。

1 高架段噪声与振动的来源在高架段上产生噪声的原因有很多,其中车辆动力系统以及轮轨系统是主要原因。

车辆动力系统由于其自身的牵引和辅助设备会产生很大噪音。

而轮轨系统在运行的过程中车轮和钢轨在接触时会产生轮滚力,在振动的过程中就会产生噪音。

其中结构系统噪声是指轨道结构和桥梁结构的振动而产生的噪音,它是一种二次辐射噪音,这些噪音都会对人们的健康生活产生很大的危害。

1.1 桥梁结构辐射噪声当列车在高架线上行驶时,由于轮轨的相互接触会产生很大的振动,这个振动会传递到轨道以及其基础结构上,从而就会产生桥面的二次振动,这样就形成了影响人们生活的噪音。

而且根据我们的相关研究表示,高架线系统所产生的噪音要比地面轨道上的噪音级别高,桥上线路产生的噪音也要比地面线路高,也就是会产生更恶劣的影响。

这主要是因为高架线所在的地理位置比较高,从而产生的噪音也会传播更远。

根据有关研究表明,噪声的大小与高架桥的结构形式和材料有很大的关系,比如钢混桥产生的噪声就比全混凝土桥的噪声要大。

同时如果桥梁的结构比较大而且相对复杂,那么它产生噪音的频率范围也会相对扩大,而且还会有复杂的震动模态。

同时噪音与频率也有很大的关系,所以车速和轨道的不平顺谱会对低频噪声产生很大的影响,甚至几厘米的短波与1m左右不平顺的轨面都会产生很大的噪声。

城市轨道交通线路噪声关键影响因素分析

城市轨道交通线路噪声关键影响因素分析

城市轨道交通线路噪声关键影响因素分析摘要:为有效确保交通载客量和出行便捷的需求,城市轨道交通行业的发展速度也逐渐加快,但是,由此引发的噪声污染问题也日益严峻。

应充分考虑沿线建筑物及居民生活,落实噪声污染控制,确保减少城市轨道交通噪声,发挥其优势,促进城市轨道交通的进一步发展。

鉴于此,本文就城市轨道交通线路噪声关键影响因素展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。

关键词:城市轨道交通;轮轨噪声;控制措施1.噪声污染的危害(1)噪声污染对听力造成损伤噪声污染直接作用于人的耳部,对人体最明显的危害是使人的听力受到损伤。

当人们突然进入强噪声环境时,双耳会瞬时感到难受,甚至会出现头痛等感觉。

在人们离开强噪声环境到安静的场所休息一段时间后,听力会逐渐恢复正常。

假如人们长时间在强噪声环境下工作,很可能会诱发内耳器官病变,导致噪声性耳聋。

(2)噪声污染能诱发多种疾病噪声污染经过听觉器官后作用于大脑中枢神经系统,进一步会影响到全身的各个器官,造成脑胀、头痛、失眠、耳鸣、全身无力、记忆力减退及神经衰弱等症状。

噪声污染也会导致人们消化系统功能紊乱,引起消化不良、食欲不振、恶心呕吐等症状。

此外,噪声污染对内分泌机能及胎儿的正常发育等方面也会产生不利影响。

(3)噪声污染对人类的工作产生干扰噪声污染对人类的睡眠影响极大,会导致惊醒、多梦、睡眠质量下降等。

噪声污染会使得人们的注意力分散,造成反应行为迟钝,较容易疲劳,使得工作效率下降,差错率较以往正常情况有所上升。

2.城市轨道交通噪声的产生途径以及影响因素2.1城市轨道交通噪声的产生途径在城市轨道交通的噪声预测中,要有效地预测噪声,需要对噪声的来源有清楚地了解,这样,预测的时候,具体的内容等会更加明确。

就现阶段的分析研究来看,城市轨道交通噪声的产生主要有以下途径:(1)钢轨与车轮之间的摩擦振动。

钢轨与车轮之间的摩擦振动是不可避免的,但是这种摩擦振动具有可控性,比尔对钢轨的铺设进行控制,对钢轨的材质等进行控制,摩擦水平可以控制在一定范围内。

钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析

钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析

钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析摘要:本文以国内某地铁线路为研究对象,进行了钢轨波磨不平的调研和试验,并对其特点进行了分析;以真实运行的地铁车辆为研究对象,通过对地铁车辆的振动和内部噪声的测量,从时间和频率两个角度,着重研究地铁车辆在不同状态下的钢轨波磨对地铁车辆的振动、噪声等级和频率特征的影响。

结果表明,采用先锋扣件的轨道更容易产生短波长轨道的波磨损耗;轨道波磨耗是导致地铁轨道交通地铁振动噪音很大的一个重要因素。

这一成果对减少轨道交通的波浪磨损,减少轨道交通的振动噪音具有重要意义。

关键词:钢轨波磨;地铁车辆;振动噪声;影响分析在地铁车辆的运行过程中,会引起大量的噪声,其中最重要的两种噪声就是由地铁车辆的轮子与钢轨之间的摩擦所引起的噪声,以及由地铁车辆的内部零件所引起的噪声。

比如,在地铁车辆的日常行驶过程中,无论是加速、减速,还是转弯、停车,都会让车轮与钢轨之间的摩擦,从而引起噪声。

时代更迭中科技也有了新的发展突破,人们的生活质量在提升的同时,大家对便利交通的要求也在不断提升,而地铁车辆的产生就是为了解决这一问题。

然而,它带来的便利也带来了巨大的成本,无论是从能耗上,或是从噪声上来看,它都给人们带来了巨大的影响。

而地铁车辆所引起的噪声越发严重,因此,对此问题的研究已引起了社会的广泛关注。

一、地铁车辆异常振动噪音的原因第一,是因为列车在一条很短的弯道上,而在弯道上,轮子在弯道上,出现了部分打滑,所以才会出现这种情况。

而在弯道上,由于铁轨的缘故,轮胎与铁轨的碰撞,产生了一种“迟缓-打滑”的声音。

第二,碰撞噪声,在列车行驶过程中,轮胎与轨道之间会发生相互影响的摩擦力,当列车的防滑动装置发生失效时,很可能会造成轮胎与轨道之间的碰撞磨损,轮胎会变得不圆形,甚至会在轨道上留下一道凹痕,从而导致轨道上的波纹状磨损。

第三,会发生机械噪声,即当刹车装置刹车时,刹车盘块与刹车盘块之间发生的摩擦震动,使得刹车板块与刹车支架、刹车盘块等发生剧烈震动,从而形成刹车噪声。

论地铁钢轨与车轮磨耗对客室内噪声的影响

论地铁钢轨与车轮磨耗对客室内噪声的影响

论地铁钢轨与车轮磨耗对客室内噪声的影响摘要:随着社会经济的不断发展,地铁成为市民出行的主要交通工具之一,但是地铁行驶时产生的巨大噪音,让乘客的乘坐体验大幅降低,这一现象生成的主要原因便是地铁钢轨与车轮之间磨耗的相互作用。

因此,降低地铁运行时产生的噪音成为了地铁运行管理部门最需要的克服的技术问题之一。

那么,本文就以探索地铁钢轨与车轮磨耗时噪音的产生原因为主要内容,继而提出相应的降减措施,避免噪声对客室内的影响,提升乘客的出行体验。

关键词:地铁;轮轨磨耗;轮轨噪声;噪声控制科技的发展和进步,促使着人们对日常出行的品质提出了新的要求,而地铁作为城市中主要的交通工具,其自身运行时产生的噪音对人们的出行质量造成了极大的影响,降减地铁运行噪音成为了地铁管理部门当前最需要解决的技术问题,也是依靠地铁出行的市民最为关注的事件之一。

那么,笔者就以西安地铁2号线为实际案例进行分析,通过检测数据得出控制地铁钢轨与地铁车轮磨耗而生成的噪声。

一、西安地铁2号线运行时噪声分析轨道型列车在运行时产生的噪声一般可分为三类:轮轨噪声、牵引噪声、气动噪声,以上三种噪声的发声原因都与车辆运行时速有关,其中以牵引噪声和气动噪声最为典型,牵引噪声指车辆在起步阶段发动机带动车辆前进而发出的噪声,此时车辆的行驶速度一般在35km/小时以下,牵引噪声的发生具有显著的特点,噪声具有一定的节奏感,声音会随着车速的提升而逐渐减低,直至消失。

气动噪声是指车辆高速运行时与气流碰撞产生的噪声,持续时间长,一般在车速达250km/小时以上时才能产生。

而轮轨噪声顾名思义,便是车辆在运行时车轮与轨道的相关作用而产生的噪声,随着车速的提升噪声会发生变化,噪声的分贝会逐渐提高,并且频率由最初的阶段性变成持续性[1]。

西安地铁2号线于2011年9月16日正式通车,运营至今已有8年,其全程共26.133km,最高时速可达到80km/小时,日均正常运行速度为75-80km/小时。

钢轨打磨对动车组异常抖动影响研究

钢轨打磨对动车组异常抖动影响研究

钢轨打磨对动车组异常抖动影响研究随着我国经济飞速发展,城市间交通运输需求量越来越大。

《中长期铁路网规划》对我国铁路未来发展进行了规划,目标在2020年达到12万km以上的铁路运营里程,通过建立省会城市和大中城市之间的快速客运通道、“四纵四横”等客运系统来满足日益增长的客运需求[1]。

随着人们生活水平的提升,旅客对于客车的运行时间、乘坐舒适性及安全性也提出了越来越高的要求,因此客运专线成为旅客运输的最佳选择[2]。

但随着运营里程的增加,在客运专线上运营的动车组车辆逐渐出现异常振动现象,该现象也成为工务和车辆部门急需解决的问题。

摘星楼筑在谷中央最高的石峰顶上,稍逊于此峰的另外两座石峰与之鼎足而三,峰顶分别筑有觅星殿与赏星居,风和日丽的晴天,夕阳沉没之前,便是将最后一片暮色铺展在摘星楼、觅星殿、赏星居蓝绿的琉璃飞檐上,令平素朴实无华的檐角在此一刻,闪闪发光,好像是由黄金铸就。

Orlova等[3]针对严重的轮缘磨耗及车辆装载工况下出现的振动加速度偏大等现象,通过MEDYNA程序对车辆计算模型进行优化,并提出了较优的车辆悬挂参数。

Johnsson等[4]为得到最佳车辆运行性能并尽可能地减小轮轨磨耗,通过Gensys软件建立车辆系统动力学模型,基于多目标优化理论优化了车辆系统中悬挂参数阻尼,整体提升了车辆的运行性能。

张剑等[5]基于60 kg/m钢轨廓形,以LMA踏面为研究对象,改进了其主要工作面,使轮轨间发生一定横移时的轮轨匹配关系趋于优化,从而改善了车辆的运行性能。

乔红刚等[6]通过线路测试、抗蛇行减振器台架性能测试及动力学仿真进行分析,得出动车组异常抖动的原因。

许自强[7]对动车组横向稳定性进行了研究,得出不同速度级的车轮踏面服役等效锥度建议限制。

郝宏志等[8]通过对兰新二线运营动车组异常抖动区间线路进行调研,从车轮踏面、车辆平稳性和振动测试等方面展开分析,提出车轮镟修和钢轨打磨的建议周期。

以上研究结果基于车辆悬挂结构设计及车轮型面设计,其对车辆运行品质的提升做出了卓越贡献,但对于实际磨耗状态轮轨匹配的分析及从钢轨型面设计出发的研究较少,且没有对打磨前后车辆的运行性能进行跟踪分析。

钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析

钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析

钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析摘要:在地铁车辆的运转过程中,会引起大量的噪声,其中最重要的两个方面就是车辆的车轮与轨道之间的摩擦所引起的噪声,以及车辆的内部部件在运转过程中所引起的噪声。

只要其还在运转,控制风力和能源的零件就会发出噪音。

基于此,本文就钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响进行了研究分析。

关键词:钢轨波磨;地铁车辆;振动噪声引言:地铁车辆所引起的噪音就是一个比较突出的问题,因此,对其研究就显得尤为重要。

对于地铁车辆的噪音来说,主要是因为其轮子与轨道的摩擦,在这个过程中,会发生钢轨波磨轨道损伤,从而使车辆通过的地方受到更大的压力。

一、地铁车辆噪声源简述铁车辆噪声源大致可划分为两类。

(一)车辆的车轮与轨道间产生的噪声该类型的噪音,只要交通工具还在运转,噪音就会一直持续下去。

而且,因为现在人们,大多数都会选择比较方便的交通工具,因此,一天当中,地铁车辆很少会停下来,这就造成了更多的噪声。

(二)车辆本身产生的噪声比如,车辆在高速运行时,要克服气流的阻力而加速,在与气流的接触中就会出现噪音,而且随着车速的增大,噪音也随之增大。

或者在地铁车辆使用能源的时候,为了将能源转换成车辆运行的动力,在此过程中,动力系统的运转也会引起噪音。

二、波磨产生的主要原因及影响要素(一)产生原因1.自激振动因轨道及车辆结构的特殊性,轮轨系统会产生横向、垂直、扭转、弯曲等多种振动形式,在特定工况下,振动的自激与交叉激会导致轮轨系统产生周期性的自激振动,进而导致车辆的波浪磨耗[1]。

2.接触疲劳在轮轨摩擦的作用下,轨道表面会产生非均匀的疲劳微裂缝,在轮轨多次接触中,逐步产生波磨。

(二)影响波磨的主要因素1.钢轨的强度引起波磨的一个原因是轨头表层的塑性流和表面疲劳,而这两个原因的外部表现就是钢轨的强度和硬度,而这两个外部表现则取决于钢轨的屈服强度,因此,在波谷处往往会有压宽、飞边等塑性形变现象。

数据表明,平炉钢与碱式转炉钢相比,平炉钢中的钢轨具有良好的硫化物柔性,且不会导致其强度下降,但碱式转炉中的钢轨容易产生脆性非金属夹杂物,破坏了其连通性,导致其强度下降,因此,在平炉钢钢轨中很难产生钢轨波磨[2]。

钢轨波磨对地铁车内噪声影响及其控制试验研究

钢轨波磨对地铁车内噪声影响及其控制试验研究

钢轨波磨对地铁车内噪声影响及其控制试验研究陈卓【摘要】随着轨道交通快速发展,车内噪声已成为列车运行中一个重要问题.为了研究某地铁车内噪声超标的原因,对该线路钢轨打磨前后车内噪声进行测试,分别使用A计权和响度来分析其声学特性,并比较A计权和响度评价车内降噪效果的差异.结果表明:波长0.025 6~0.051 2 m波磨是地铁车内噪声超标的主要原因,通过清除波长0.025 6 ~0.051 2 m波磨,6个测点声压级明显降低.通过A计权分析可知,钢轨打磨对前端和后端车厢降噪效果较为明显,而对中部车厢降噪效果不如前者.通过响度分析可知,列车前端和后端车厢的4个测点车内噪声总响度降低,而在中部车厢的2个测点总响度略有增大.评价噪声主观感觉大小的A计权低估了中部车厢100~300 Hz频率的噪声影响,而响度作为反映人耳对声音强弱感觉的心理声学参数,能够更为准确地评价低频车内噪声对人耳的影响.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2019(063)008【总页数】8页(P169-176)【关键词】地铁;车内噪声;钢轨波磨;A计权;响度【作者】陈卓【作者单位】中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京102600;中国铁道科学研究院集团有限公司,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U213.4引言随着现代城市规模日益扩大,轨道交通作为一种新型交通工具,以其运量大、速度快、安全可靠等特点,成为解决城市交通问题的重要手段[1-3]。

然而,在轨道交通快速发展的同时,随着列车提速和轻型化,车内噪声已经成为运营部门亟待解决的问题。

国际上已把噪声列为七大环境公害之一,并已开始着手研究噪声的污染规律、产生原因、传播途径与控制方法以及对人体的危害等问题[4-5]。

车内噪声主要来源通常为轮轨噪声[6-7]。

此外,发动机、排气装置、进气口、冷却风扇以及传动系统的噪声也很明显。

目前,车上的空调系统由于空调机和管道的安装空间有限,其噪声也不可忽视。

高速铁路钢轨预打磨对噪声影响研究

高速铁路钢轨预打磨对噪声影响研究

高速铁路钢轨预打磨对噪声影响研究李志强,刘兰华,李耀增,李晏良(中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所,北京100081)摘要:为分析新建高速铁路钢轨预打磨对噪声的影响效果,对我国某高速铁路联调联试期间钢轨预打磨前后的短波不平顺度和噪声进行测试和对比。

试验结果表明,该高速铁路钢轨预打磨有效改善了钢轨波长大于50mm大部分波段的不平顺度,可降低噪声源强1.4dB(A),但同时产生了80mm的周期性打磨痕迹,导致动车组以300km/h速度运行时中心频率1000Hz处噪声增大。

钢轨预打磨有助于降低新建高速铁路辐射噪声,既有打磨技术应从对噪声影响角度研究避免产生周期性打磨痕迹的优化技术。

关键词:高速铁路;联调联试;钢轨;预打磨;不平顺度;辐射噪声;噪声源强中图分类号:U213.4文献标识码:A文章编号:1672-061X(2021)03-0100-05 DOI:10.19550/j.issn.1672-061x.2021.03.1000引言截至2020年底,我国高速铁路运营里程已达3.8万km[1],最高运营速度达到350km/h。

随着高速铁路的迅猛发展,随之而来的噪声问题也更为突出,是环境主管部门、铁路运营单位及沿线民众最为关注的环境问题之一。

为确保我国新建高速铁路噪声符合相关环境噪声法律法规及标准要求,提高环保验收通过率,降低运营后因噪声超标而需额外增加噪声整治投资的风险,在联调联试期间即开展噪声测试,并对噪声较高线路开展针对性降噪整治,具有重要的社会和经济效益。

钢轨打磨是提高钢轨平顺度、整治钢轨表面缺陷和损伤、优化钢轨廓形与车轮匹配度的关键技术[2],主要用于降低列车高速运行时的振动和冲击力问题,通过消除钢轨表面不良痕迹防止缺陷进一步发展和恶化。

当前我国高速铁路钢轨打磨尚未考虑降噪有关的技术设计,但随着联调联试噪声试验数据的积累,越来越多的测试结果表明新建线路的钢轨预打磨对降低车外噪声有一定帮助,目前钢轨短波不平顺度测试已成为联调联试中噪声测试的重要辅助测试内容[3-4],通过噪声测试期间同步测试相应区段的钢轨短波不平顺度(声学粗糙度),可为分析噪声特性、提出钢轨打磨建议提供数据支撑。

地铁车内噪声与钢轨短波波磨关系研究

地铁车内噪声与钢轨短波波磨关系研究

地铁车内噪声与钢轨短波波磨关系研究
张英杰;杨新文;汤兆年
【期刊名称】《铁道车辆》
【年(卷),期】2022(60)3
【摘要】文章对某地铁线路不同区段的钢轨波磨情况和运营期间的车内噪声情况进行了现场实测,通过处理测试数据,得到了钢轨表面粗糙度的1/3倍频程波长谱、车内噪声的1/3倍频程频谱和等效连续A声级。

通过分析钢轨短波波磨与车内噪声的特性,得到了钢轨短波波磨对车内噪声的影响水平。

通过对测试数据的统计分析和仿真计算,研究了车内噪声与区间钢轨波磨的对应关系和钢轨的打磨策略。

结果表明,车内噪声显著频率在400~800 Hz频段出现异常增大,结合车速与频率的关系得出波长为30~50 mm的波磨是造成地铁车内噪声异常的主要原因;以等效连续A声级衡量车内噪声水平,得出了车内噪声水平与区间钢轨30~50 mm短波波磨水平的指数型对应关系;提出了针对钢轨波磨波长为30~50 mm的打磨限值建议。

【总页数】6页(P71-76)
【作者】张英杰;杨新文;汤兆年
【作者单位】同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TB533.1;U270
【相关文献】
1.钢轨波磨对地铁车内噪声影响的试验研究
2.短波长钢轨波磨对地铁车辆车内噪声的影响
3.钢轨波磨对地铁车内噪声影响及其控制试验研究
4.重庆地铁采用WTMD 抑制钢轨波磨及噪声的试验研究
5.地铁短枕式整体道床地段钢轨波磨特征及动力影响
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磨轨机对减少噪音污染的贡献

磨轨机对减少噪音污染的贡献

磨轨机对减少噪音污染的贡献噪音污染是现代社会中普遍存在的问题。

在城市化的进程中,交通工具和建筑施工等活动产生的噪音不仅对人们的健康和生活质量造成负面影响,还严重影响了社会的可持续发展。

因此,如何减少噪音污染已经成为当前亟待解决的环境问题之一。

磨轨机作为一种重要的铁路维修设备,在铁路建设和维护中发挥着重要的作用。

本文将探讨磨轨机对减少噪音污染的贡献。

首先,磨轨机使用的工艺和技术具备噪音控制的特点。

在进行轨道磨削时,磨轨机采用先进的机械结构和减振措施,有效降低了噪音的产生和传播。

例如,磨轨机的轮胎和磨轮之间设置了减振垫,这样可以有效隔绝机器震动和噪音的传播。

同时,磨轨机还采用了高效的喷水系统,通过将磨削过程中产生的热能和粉尘冷却和落地,进一步减少了机器产生的噪音。

这些技术和措施使得磨轨机在工作过程中产生的噪音大幅降低,有效减少了对周围环境和人们生活的干扰。

其次,磨轨机在对轨道进行维护时能够降低列车的噪音。

铁路交通是一种重要的城市交通方式,然而,列车行驶在老化和损坏的轨道上会产生较高的噪音。

磨轨机通过对轨道进行修整和磨削,能够有效消除轨道表面不平整和积累的杂物,从而提高列车与轨道之间的接触质量,减少列车噪音的产生。

研究表明,磨轨机维修后的轨道,其噪音水平较低,对列车运行噪音的控制起到了积极的作用。

此外,磨轨机还能减少铁路设备和车厢的振动噪音。

在轨道上行驶的火车会产生较大的振动,而这些振动会通过传导和辐射的方式进一步转化为噪音。

磨轨机的维护工作能够调整轨道的水平度和纵向斜度,使轨道线形更加平整,减少了列车运行时的振动,从而降低了振动噪音的产生。

这一方面提升了列车乘坐的舒适度,另一方面也减少了周边居民对火车噪音的感知和影响。

最后,磨轨机为节约能源和降低噪音污染提供了经济可行的解决方案。

磨轨机的使用可以大幅减少轨道维修时间和成本,提高了工作效率。

一台磨轨机可以快速且准确地磨削一段轨道,不仅节省了人力和物力资源,还减少了施工期间对周围环境的干扰。

城市轨道交通线路噪声关键影响因素分析

城市轨道交通线路噪声关键影响因素分析

城市轨道交通线路噪声关键影响因素分析作者:***来源:《西部交通科技》2021年第07期文章以广西某地区城市轨道中的一段线路作为试验路段,将钢轨踏面的磨耗值定作实验变量,采集了整条线路的噪声声压级,对曲线地段钢轨打磨前和打磨后的数据进行系统分析,试图探究出轮轨噪声的发声机理,提出一套用以降低轮轨噪声的具体方案,为广西乃至西南地区的城市轨道交通发展提供理论依据。

地铁噪声;钢轨磨耗;钢轨打磨;小半径曲线U491.9+1A3813450 引言在城市轨道交通行业蓬勃发展的同时,地铁列车运营过程中产生的振动和噪声问题也不容忽视。

广西某地轨道交通自开通运营以来就不断收到乘客与地铁司机对列车客室内噪声过大问题的反馈,这些噪声不仅在一定程度上对乘车市民出行舒适度造成了影响,还会对长期处于噪声环境下工作的地铁司机的身心健康造成危害。

而目前在我国西南地区还没有一套完善的针对噪声污染的整治措施,因此设法降低城市轨道的振动和噪声,让人类与自然的关系更加和谐,成为了社会各行业所重点关注的问题。

如何对地铁列车运行中的所产生的噪声问题进行整治是国内外学者近年研究的热点:李克飞等[1]对城市轨道交通轮轨噪声影响因素进行分析,针对性地研究了速度调整、钢轨打磨、车轮镟修、钢轨阻尼降噪装置等主动控制措施的降噪效果,并提出轮轨噪声的防治措施建议;冯陈程[2]提出了通过车内噪声测量结果反推钢轨波磨幅值的间接测量方法,针对车内异常噪声,从控制声源的角度提出了短波长钢轨波磨的打磨限值,从车辆和轨道的角度提出了改进建议;澳大利亚昆士兰大学铁路工程技术中心学者R.D.Batten[3]基于使用所测得的接收力和速度数据的高效波纹变速发展模型,分析了现场站点上轮轨相互作用的频域动力学,将波纹波长基于模型的预测与通过对每个站点处测得的轨道轮廓进行光谱分析而得出的预测进行比较,提出了一种在测得的轨道轮廓上使用光谱分析的方法,用于分离相对于轨枕位置而变化的两个主要波状波长。

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钢轨波磨对地铁列车振动噪声的影响
摘要轨道交通车辆主要噪声来源于两部分,即轮轨噪声和车辆本身部件噪声,轮轨噪声主要是车辆在轨道上正常运行、加减速、过弯道等产生的轮轨滚动噪声、冲击噪声、啸叫噪声、刹车噪声,车辆本身部件噪声主要由其具有噪声源的电气部件产生,如受流装置、空桶与通风系统、牵引辅助系统、制动风源系统、PIS广播系统等。

关键词地铁;橡胶隔振垫轨道;钢轨波磨;振动;车内噪声
轨道交通系统作为一种公共交通形式,目前已发展成为现代化大中型城市公共交通的骨干。

轨道交通系统通常具备安全快捷、省地节能、全天候、运量大及污染少等特点,可在缓解人口密集城市交通压力、拓展城市空间及治理城市环境污染等过程中起到至关重要的作用在城市轨道交通快速发展的同时,随着人们生活水平的提高、环保意识的加强以及噪声防治相关法律的强制实施,地铁列车车内噪声问题日益突出,受到了社会上的广泛关注[1]。

地鐵列车噪声源主要包括轮轨噪声、辅助设备噪声、集电系统噪声、牵引系统噪声等。

国内外相关研究结果表明,车辆运行速度小于60 km/h时,列车牵引电机及辅助设备噪声占主要成分;当车辆运行速度在60~200 km/h时,轮轨噪声占主要成分;当车辆运行速度大于200km/h时,空气动力噪声占主要成分[2],如图1所示。

地铁列车运营时度通常为60~120 km/h,运行在该速度区间列车车内噪声的最为主要声源为轮轨噪声[2,3]。

通过国内外专家长期的分析与研究表明轮轨表面不平顺是激发轮轨振动的主要原因,而轮轨噪声的直接原因是轮轨振动。

运用噪声辐射及传播理论和多体动力学理论,考虑了包括轮轨表面粗糙度、接触滤波、地面反射在内等因素对轮轨噪声的影响,建立了轮轨噪声预测模型,并通过轮轨噪声预测软件(如STTIN),预测并评价了钢轨、车轮及轨枕的振动辐射噪声。

所有这些研究成果都是以钢轨、车轮、轨枕为研究对象,预测的是轮轨向环境的辐射噪声。

而轮轨激励下车厢壁板振动所辐射的噪声,至今少见相关研究。

实际上,车厢壁板振动所产生的声辐射是一个重要的噪声源。

至于具体影响有多大,就需要根据现场测试数据进行定量的分析。

1 钢轨波磨测试
地铁轨道形式种类较多,不同軌道形式的减振效果也不相同,产生的噪声也存在差异。

所以本文主要是针对橡胶隔振垫轨道的钢轨波磨对车内噪声的影响。

现场调查了国内某地铁线路一段曲线半径为450m的橡胶隔振垫轨道。

图2为钢轨打磨前后表面不平顺频谱图,从图中可以看出打磨前曲线低轨存在明显的30~50mm波磨,高轨不存在明显的波磨。

打磨后低轨的30~50mm波磨被打磨掉,特征不平顺水平下降了20dB。

左右轨打磨磨痕覆盖了整个轨顶区
域,且钢轨留下了16~20 mm波长的不平顺。

该波长不平顺是钢轨打磨时磨石在钢轨表面留下的磨痕所致。

2 振动噪声测试与分析
为了分析不同波磨状态下车内噪声水平,进行实际列车运营试验。

振动测试用坚固型动态数据采集分析系统和压电式加速度传感器,测试内容主要包括:1车(头车、拖车)和2车(第二节车、动车)车辆关键部件(包括:轴箱、构架、车体、电机、齿轮箱)。

噪声测试主要在车内关键位置布置声学标准点,监测不同运行工况下,车内噪声水平。

在动车、拖车内地板上方1.6m处,分别布置3个传声器,并在车门和空调处各布置1个传声器,在动车和拖车车间连接处布置一个传声器,司机室布置一个传声器,布置图如图4(a)所示。

需要进行转向架区域噪声特性测试,见图4(b),即在典型动车和拖车轮对左右侧转向架区域,布置麦克风。

(a)车内标准点噪声测试现场照片(b)车外转向架区域噪声测试
本文主要对列车通过波磨测试的橡胶隔振垫曲线时列车的振动噪声水平进行测试分析和评价,并对车轮镟修前后、钢轨打磨前后车辆振动噪声整体水平进行初步对比分析。

根据标准ISO 3381-2005和GB T3449-2011,列车以75 km/h 速度匀速运行经过曲线。

图5给出了钢轨打磨前后、车轮镟修前后车辆所有测点的噪声总值。

由图可知:(1)钢轨打磨后,各个测点的噪声总值均显著降低,钢轨打磨后噪声总值下降约8-10 dBA;(2)车轮镟修前后各个断面噪声总值差异不大。

为进一步分析车内噪声显著频段和峰值频率,对列车通过该轨道形式时的车内噪声进行频谱特性分析,图6给出了钢轨打磨前后、车轮镟修前后的1车和2车客室中央测点的噪声三分之一倍频程谱图。

由图可知:(1)钢轨打磨前的车内噪声显著频段为400~1000Hz;(2)钢轨打磨后,此频段内噪声不再显著。

车轮镟修前后车内噪声三分之一倍频程谱图差异较小。

给出了钢轨打磨前后和车轮镟修前后1车和2车客室中央测点的噪声窄带频谱图,分析频率0~1600Hz。

可知,钢轨打磨前车内噪声在440Hz、520Hz和700Hz 频率附近存在显著峰值,上述频率和轨道30~50 mm波长钢轨波磨通过频率相对应。

钢轨打磨后,上述频率消失。

这说明轨道钢轨波磨是导致车内噪声水平超标的主要原因。

车轮镟修前后车内噪声频谱差异较小。

给出了列车经过橡胶隔振垫轨道时,两车的车内噪声、车下噪声、轴箱振动、构架振动、车体振动和内地板振动的窄带频谱特性曲线,其传递路径为轴箱、构架和车体。

由图可知:①列车运行通过30~50 mm波长的钢轨波磨区段,导致轴箱在440 Hz、520 Hz和700 Hz频率附近振动显著。

这些峰值频率处振动能量从轴箱经由一系悬挂系统传递至构架,导致构架在这些频率附近振动显著;并进一步由二系悬挂系统传递至车体和车内地板,导致车内噪声在这些频段十分表现
明显。

②牵引电机显著频率振动经由构架至车体,牵引电机在400~700 Hz频率范围也存在峰值,但没有轴箱显著。

因而其显著频率(400~700 Hz)的振动可能由轴箱振动传递给牵引电机座。

(a)1车
(b)2车
3 小结
(1)钢轨波磨对振动噪声影响显著。

在测试区间线路,打磨前主要表现为30~50mm波磨;打磨后钢轨波磨被打磨掉,对应的特征不平顺水平下降了20 dB。

与打磨前车内噪声相比,打磨后车内噪声可降低8~10 dB。

(2)30~50 mm波长波磨现象是导致测试列车车内振动噪声异常的主要原因。

车内噪声在400 ~700 Hz频带表现最明显,这与30~50 mm波长钢轨波磨通过频率相同。

列车通过30~50 mm波长波磨区段时,轴箱在400 ~700 Hz频带振动显著,该特征振动能量从轴箱经由一系和二系悬挂系统传递至构架、车体和车内地板,进而辐射噪声,导致车内噪声在这些频段显著。

钢轨打磨后,400~700 Hz频带的车内振动和噪声均表现不明显。

(3)车轮镟修对车内噪声影响不明显。

参考文献
[1] 梁宁慧,刘新荣.中国城市地铁建设的现状和发展战略[J]. 重庆建筑大学学报,2008,30,(6):81-85.
[2] 雷晓燕,圣小珍.铁路交通噪声与振动[M]. 北京:科学出版社,2004:97.
[3] 张曙光. 350km/h高速列车噪声机理、声源识别及控制[J]. 中国铁道科学,2009,30(1):86-90.。

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