城市轨道交通运营噪音问题

一、城市轨道交通噪音的危害
随着城市轨道交通事业的迅猛发展,轨道交通的振动和噪声污染日益成为影响城市环境的突出因素。城市轨道交通系统产生的环境噪声污染,特别是当城市高架轨道交通在穿越城市市区时,其影响范围更广,危害性更大。其结果使轨道沿线两侧居住的居民、医院、学校等深受其害,严重影响城市居民正常工作和生活。噪声不仅影响车上乘客的舒适度,影响司乘人员的健康,危及行车安全,而且还会影响线路附近人们的正常工作、学习和生活,对人体的神经、心血管、内分泌、呼吸消化等系统产生危害性影响,长期受到噪声的干扰,会引起头昏、头疼、听力损失、神经衰弱等病症。当噪声达到一定程度时即可引起肌体损伤,出现有害的生理和心理变化。如噪声在40dBA以上,即可影响人们的生活工作,长期接触80dBA以上的噪声则可出现听觉疲劳,听力下降,以至永久性损伤我们住宅楼楼紧邻地铁,列车经过时噪音很大。“自从搬到这个小区来,我就没睡过一个踏实觉。”近日,武汉地铁一号线京汉大道楼盘20多户业主集体投诉,称开发商安装隔音罩的承诺成了“空头支票” ,居民长期饱受高分贝噪音污染,白天不敢开窗,晚上睡不踏实。
(七)鸣笛噪声
二、城市轨道车辆运行过程中需要不断鸣笛,其作用是在进出站、前进和后退时作为联络信号。遇到行人穿过线路时需要紧急鸣笛,以示警告,确保安全。鸣笛噪声虽然时间短,但因其具有较高声级,特别是在夜间影响居民睡眠,对线路两侧居民及车站影响较大。风笛噪声呈宽带特性,其声能主要集中在500HZ~4kHZ范围内,属于点声源。风笛的指向性较差,在30m距离处,轴向和侧向声级差仅为6~7dB(A),在轴向5m处,噪声级达115dB(A).四、城市轨道交通噪声防治的措施
(4)控制轮轨噪声。降低轮轨之间产生的噪声要对钢轨和车轮分别进行改进,钢轨方面采用的方法有:修整钢轨波状磨耗;除去钢轨剥落表面,以避免产生振动噪声:采用60公斤
以上的钢轨或无缝线路,提高稳定和抗震性能,消除车轮对轨道接头的冲击。要使车轮发生噪声的振动尽快的衰减,可在城市轨道车辆中采用弹性车轮、消音车轮、衰减车轮等。(5)用改变车轮结构的方法来改变噪声的发射性能,降低轮轨噪声。国外一些国家的地铁车辆和电动摩托车,把制动盘放到轮辐上来减少噪声的发射。如德国的地铁车辆就采用这种方法,试验证明对1000Hz以上的噪声有明显的改善,大约减少噪声5dB (A)左右。
城市轨道交通运营噪音问题
重庆交通大学继续教育学院毕业设计论文
题目:城市轨道交通系统噪声影响现状分析
班级: 15级城市轨道交通运营管理6班
姓名:李语嫣
学号: 092161062010指导老师:宿喜红
城市轨道交通系统噪声影响现状分析及其防治对策研究
摘要:随着国民经济的发展,城市人口的增多,机动车急剧增长和城市布局的变化,各个城市的交通问题日益突出。根据国内的经验,发展城市轨道交通就成为解决这一问题的很好出路,而且作为国家基础设施建设的一部分,必将积极推动国民经济增长,并产生巨大的经济和社会效益。随着城市轨道交通从地下走向地面,轨道交通的振动和噪声污染日益成为影响城市环境的突出因素,这在一定程度上制约着城市轨道交通的可持续发展。为了科学地评价城市轨道交通噪声对沿线环境的影响,避免形成城市又一公害,必须对其噪声声源的产生和传播途径进行解析,并制定出相应的对策,逐步解决或降低轨道交通噪声,以便提供便捷的交通和舒适的工作生活环境。城市轨道交通噪声防治是一项综合性的系统工程,降低城市轨道交通系统的噪声应当从两反面考虑,即控制噪声源和噪声的传播途径。本文针对城市轨道交通运行产生的噪声危害、国内外相关技术资料的调查、城市轨道交通噪声检测技术方法研究、轨道交通运行时轮轨间产生的噪声分类及城市轨道噪声防治的措施进行探讨。
关键词:城市轨道交通噪声防治对策交通运输轨道车辆
20世纪下半叶以来,随着城市经济日益发展,人口的增加,城市区域不断扩大,由于流动人口和汽车数量的猛增,城市交通量急剧增加,道路的相对有限性与汽车生产的相对无限性产生尖锐的矛盾,造成交通堵塞、事故频繁、能源过度消耗、尾气与噪声污染等一系列社会问题,行车难、乘车难,不仅成为市民工作和生活的一个突出问题,而且制约着城市经济的发展。世界各国纷纷探索和思考如何走出困境,为城市经济发展提供新的经济增长点,在改善城市生态环境的同时,又满足城市居民出行的需要,缓解交通压力。但是,任何事物都具有两面性,轨道交通带给城市人民巨大利益的同时,也产生一些不利的影响,噪声与振动是主要问题。交通噪音:主要指机动车辆在市内交通干线上运行时所产生的噪声。其他运输工具,飞机、火车、汽车等交通运输工具在飞行和行驶中所产生的噪音。常见的交通噪声、船舶噪声等噪声问题。
(二)车辆制动时产生的噪声
轨道车辆在进行制动时产生的尖叫声是一种强烈的高频噪声,这种噪声出现在装有踏面制动和铸铁闸瓦的轨道车辆上,丹麦的城市轨道车辆在距车轮6.5m处测量制动产生的尖叫声的压级为95~105dB,噪声的最大幅值出现在4.5~5kHz频域内,当车速很低时,制动产生的尖叫声偶然发生,并且只是在制动的最后阶段发生,当气候干燥车辆进行制动时,由于车轮和闸瓦之间的摩擦而变热,制动时产生的尖叫声将频繁发生。
降低城市轨道车辆噪声的方法很多,常用的方法要有两种:一是控制和减少声源处的噪声;二是在噪音的传递过程中对噪声进行控制和隔除控制和减少声源噪声的措施:
(1)改善轨道车辆转向架的振动性能,减轻簧下重量,以减少轮轨之间的作用力。
(2)在城市轨道线路上采用弹性扣件可以降低噪声2~9dB(A).
(3)在城市轨道线路上采用金属弹簧浮置板道床可以降低噪声16~19dB(A)。
(二)声音传递过程中控制和隔除措施:
(1)隔音是减少车内噪声的主要措施。车体单层墙的隔音大小与所用材料的质量、阻尼和频率有关。双层墙由于中间有一层空气层,能起弹性作用,其隔音量较大。车门和车窗的面积占整车面积的8%~12%,提高车门和车窗的隔音量和密封性能也是降低车内噪声的方法之一。如果仅有良好的车体结构,而门和窗的孔隙处理不当,则隔音效果不会很好。通常采用隔音方法有:车门和车窗采用双层玻璃;门板涂有防震、隔音阻尼材料;门缝和窗缝处填入管状橡胶等。(2)在转向架两侧面设置隔音罩,对轮轨和制动噪声可以降低2~4dB(A).(3)不管如何提高车体、车门和车窗的隔音效果,总有一部分噪声要传到车内来,再加上车内各种设备产生的噪声,车内就形成一个声场,如果车体表面具有良好的吸声性能,当声能射入到车体侧墙、车顶等部位时,就能吸收大部分声能,降低车内噪声。轨道车辆上经常采有的吸音材料有:多孔纤维板、聚氨基甲酸泡沫塑料、玻璃棉、毛毡等。(4)声屏障是一种降低噪声的有效措施。所谓声屏障是用隔声结构作屏障,设置于声源和接受点之间,阻挡噪声直接传播到接收点的降噪设备。声波在空气中传播,碰到声屏障时会产生反射、透射和绕射三种现象。当声波在声屏障边产生绕射现象时,会在声屏障后面形成生影区。声屏障的减噪效果取决于绕射角的大小,而绕射角又与声屏障的高度、噪声源与屏障的距离有直接关系。在城市轨道交通线和高架结构中使用声屏障可以阻隔所有主要声源的辐射传播。日前国内用于城市轨道交通线路声屏障主要有普通直立式、半封闭式和全封闭式。直立式高度一般为2~3.5m,半封闭式一般为5.5~6.5m.一般路堤式声屏幕在声影区内的降噪效果在7.6~10.9dB(A),桥梁声屏障降噪效果在8.3~9.6dB(A)之间;全封闭式路堤声屏障降噪效果可以达到27.8dB(A).
二、城市轨道交通噪声产生机理及分类
城市轨道车辆运行噪声可分为轮轨噪声、车辆制动噪声、空气动力性噪声、受电弓噪声、车辆转向架振动噪声、结构物噪声、鸣笛噪声等。除车辆运行时产生的噪声外,还有车辆上各种机电设备产生的噪声,它包括牵引电机、齿轮传动、空气压缩机、空凋、电磁噪声等。
三、轨道车辆间的噪音分类
(一)轨道车辆运行时轮轨间产生的噪声分类
(1)滚动噪声:由于车辆踏面和钢轨表面的粗糙,凹凸不平,钢轨表面伤痕,马鞍形磨耗及轮轨尺寸偏差等等原因,车辆在钢轨上运行不是单纯的滚动,而是滚动的同时在极小范围产生跳动,轮轨间出现一定冲击,使钢轨的车轮产生强迫振动而发射出噪声。(2)冲击噪声:轮轨冲击噪声是车轮通过钢轨接头、道岔部分以及车轮踏面擦伤剥离后在钢轨上运行时由于冲击而产生的噪声。在轮轨冲击的瞬间,属于簧下重量的轮对在钢轨将在轮轨接触点产生巨大的冲击Biblioteka Baidu,从而激励轮对、转向架和车体以及轨道产生振动,辐射出噪声。从噪声源考虑,分为轨道振动和车轮振动而引起噪声两种情况。采取焊接长轨取代较短钢轨,轮轨冲击噪声明显降低,但在钢轨焊缝处仍能产生冲击。冲击噪声与滚动噪声不同的是其冲击较大,而是不连续的。(3)摩擦噪声:摩擦噪声是车辆通过小半径曲线和道岔时产生的频率较高的刺耳的“吱吱”声。轨道车辆为了能顺利通过曲线,补偿内外轨车轮行驶的距离差,在车轮踏面上设有斜度,并且为在曲线区段有效利用踏面斜度,轨道内测加宽。由于踏面是具有一定锥度的圆锥形,在内测踏面直径大于外踏直径。当通过曲线时,虽然,外轨比内轨长,但因离心力的关系,轮对偏向外轨运行,使外侧车轮滚动长度比内测车轮大,利用轮径大小以适应内外轨长短不同的特点,避免车轮在轨面上产生滑动,而使车辆顺利通过曲线。实际上在曲线区段,尽管车轮踏面有一定难度,车辆仍然不能以纯滚动通过曲线,这正是产生强烈刺耳尖叫声的根本原因。
(四)车门、车窗和受电弓产生的噪声
车门、车窗产生的噪声主要是由于轨道车辆在运行中轮轨冲击、振动和其他振动产生的。受电弓噪声是通过导线的交叉和分叉处,由于摩擦而产生的,当受电弓的滑动板接触和离开导线时也会产生火花和电弧噪声。
(五)车辆运行时产生的空气动力性噪声
当车辆高速运行时,在车辆的周围和尾部会出现湍流边界层和涡流区,这些区域气流是一个随时间产生复杂变化的湍流,湍流产生压力变化引起振动,而辐射噪声称为空气动力性噪声,其实质是由于车辆表面局部不平整而产生的湍流噪声和车辆表面湍流边界层产生的噪声。车辆前部、驾驶室前窗等空气动力性噪声较大,多数表现为湍流噪声,而湍流边界层产生的噪声对车辆后部影响小些,空气动力性噪声对于低速车辆一般不明显,当速度达到160km/h以上时,空气动力噪声就成为主要噪声源之一。(
(三)车辆使用设备产生的噪声
轨道车辆上使用设备主要有:通风机、空气压缩机、牵引电机、逆变器等。(1)通风机产生的噪声:通风机产生的噪声包括机械噪声和空气动力噪声两部分。机械噪声是齿轮或皮带传动产生的冲击、摩擦和排气管、机壳等振动引起的噪声。空气动力噪声又可分为旋转噪声和涡流噪声。当风机在一定压力条件下运转时,叶片周期性地打击空气质点,引起空气的压力脉动而形成了周期性旋转噪声。当风机运行时,叶轮表面会形成大量的气体涡流,这些气体涡流在叶轮界面分离时,即形成涡流噪声。风机噪声的大小与风机的结构、型号、风量和风压等因素有关。(2)压缩机产生的噪声空气压缩机产生的噪声主要是由活塞杆和曲轴运转而引起的,其噪声的大小与压缩机的功率和主轴转速有直接联系。(3)牵引电机噪声牵引电机产生的噪声主要由机械噪声和磁性噪声组成,机械噪声主要是电机转子不平衡,摩擦力和轴承撞击、电刷振动等原因产生的。磁性噪声一般是高频噪声,当电源不稳定时,由于磁场脉动引起定子、转子和机械结构的振动而产生。
(6)车内使用的各种设备振动产生的噪声,除从设备本身采取措施外,在设备与车体连接部分加装隔振垫,以隔除设备的振动,减少设备振动激发车体振动。常采用的隔振材料有:软橡皮、海绵状橡皮、中等硬度橡皮和带圈孔板状橡胶等。
(7)制动的形式对车轮表面的粗糙度影响很大,增加了轮轨噪声。用合成闸瓦代替铸铁闸瓦,用盘形制动代替踏面制动,消除了踏面制动产生的踏面发热问题。
重庆地铁运营公司相关负责人介绍,该楼盘晚建于轨道交通一号线一期工程。重庆市环境保护局相关人员表示,无论是地铁还是立交,是否安装隔音罩主要依据一个“先后原
则”,若在地铁、立交建好后,沿线出现了新的小区,按相关规定,屏音工程应由小区开发商负责。而是否建隔音罩,也不是单方面所能决定的,因为桥梁,轨道等工程在当初规划设计时就已把屏音工程考虑在内,也通过了国家规定的环保标准。若开发商在当初售楼时随意许诺,买房人可以通过法律手段进行维权。上世纪90年代以来,由低频噪声引发的投诉几乎占据了噪声投诉案件中的绝大部分。低频噪声已逐渐成为威胁人们身心健康的新“都市病”低频噪声对人体生理的直接影响虽不如高频声那么明显,却会造成人体的慢性损伤,对人体健康产生长远影响,危害丝毫不亚于高分贝的中、高频噪声。目前,临床上出现“噪声病”既是由于噪声长期对机体各个器官产生的不良影响而引起的一种疾病。因其总是被迫接受的,会对人的心理产生恶劣的影响,会使人烦恼、激动、易怒,甚至失去理智。尤其对于老年人来说,更会是一种难以忍受的折磨。生活在一定强度振荡下的老年人,普遍存在睡眠不好、精神压抑的情况。可以说噪声已成为一种公害。
(六)结构物噪声
城市轨道交通在进入城市中心时,往往要采用高架线路或地下隧道形式,以避免对路面交通产生干扰。城市轨道车辆在通过高架线路、地下隧道或线路上部建筑物时,由于轮轨表面互作用而产生的振动,通过轨道、桥梁、地基等传递能量,从而导致桥梁、地下结构、附近建筑墙壁的振动和辐射噪声。对高架铁道叫桥梁噪声,对地下隧道及地下建筑叫地下结构噪声,对车站及周围建筑物则称为结构噪声,以上这些噪声统称为城市轨道交通结构物噪声。高架线路噪声比其他噪声要高,最大可达120dB (A )对城市环境较大。