城市轨道交通轨道减振设计与研究

申报论文（中级）

题目：城市轨道交通

轨道减振设计与研究

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摘要

本文针对城市轨道交通振动问题, 主要从轨道交通振动产生机理、轨道减振原理入手，研究城市轨道交通的轨道减振设计及其减振措施。

关键词：城市轨道交通振动控制

目录

摘要 (Ⅱ)

绪论 (1)

一、城市轨道交通振动的产生机理及影响因素 (2)

1、产生机理 (2)

2、影响因素................................................................. .. (2)

(1) 大地因素........................................................... . (2)

(2) 隧道因素 (2)

二、城市轨道交通振动的防治措施 (3)

1、轨道结构方面的减震降噪措施 (3)

（1）采用较大半径曲线线路。 (3)

（2）采用重型、无缝化的钢轨。 (3)

（3）采用合理的轨道结构。 (3)

（4）采用减振型扣件，如轨道减振器扣件、柔性扣件等。 (4)

（5）加强轨道的养护维修，控制轨道的不平顺。 (4)

2、车辆上的减振降噪措施。 (5)

（1）改善车身结构，根据空气动力学的理论，优化其流线型。 (5)

（2）在机车车辆上使用新型减振器。 (5)

（3）采用弹性车轮、充气橡胶车轮、阻尼车轮及弹性踏面车轮等技术。 (5)

（4）采用隔音、吸音材料。 (5)

3、传递、接收方面的减振降噪措施 (5)

三、城市轨道交通防振工程实例 (6)

结论 (7)

参考文献 (8)

附录 (9)

绪论

轨道交通能有效解决城市交通拥堵问题，它具有方便快捷、运输量大、安全可靠等优势，它逐渐成为许多大城市优先发展的公共基础设施。但是，随着城市轨道交通建设规模的不断扩大及其不断的高速化，轨道交通在解决交通拥堵的同时，由于轮轨之间的撞击、车辆设备等产生的振动，会对车厢内的乘客带来了不适，同时也会对周围环境也产生了极其不利的影响，特别对沿线居民的生活和工作影响巨大。城市轨道交通要走可持续发展的道路，就要解决振动的问题。有效的减振降噪产品和措施，不仅可减轻车辆设备、轨道的疲劳与磨耗，减少维修费用，而且还可减少振动与噪声对沿线居民、建筑物的影响，有利于促进城市环保和市民的身心健康，是构造和谐社会，建设绿色轨道交通的必要措施。

一、城市轨道交通振动的产生机理及影响因素

1、产生机理

城市轨道交通振动主要是由列车运行时轮轨相互撞击产生的。振动的传播途径是从轨道传到轨道扣件和道床,再传递到隧道(或高架桥梁)和岩土,引发地面建筑物的振动,从而影响地面建筑物各项功能的正常使用。在振动的传播过程中,高频部分比低频部分衰减得快,振动的频谱随距离而改变,水平向振动比铅垂向振动衰减得快,因此对地面的影响主要是铅垂向振动。

2、影响因素

（1）大地因素

影响城市轨道交通振动的大地因素有土壤和岩石类型、密度、剪切系数和损失因子、传播距离、地形条件等;

（2）隧道因素

隧道因素有隧道结构尺寸和断面形状、隧道结构厚度、隧道埋深等;建筑物因素有建筑物类型和结构细节、地板的固有频率、房间尺寸等。

二、城市轨道交通振动的防治措施

1、轨道结构方面的减震降噪措施。

（1）采用较大半径曲线线路。

资料显示，曲率半径在400m以下的线路会产生较大的振动和噪声，在进行城市轨道交通规划设计时，应尽量采用较大的曲线半径，以减小列车的冲击振动与噪声。

（2）采用重型、无缝化的钢轨。

重型钢轨在受列车冲击时稳定性好、振动相对较小，随着钢轨重量的增加，钢轨的垂向刚度增大，因而采用重型钢轨可有效抑制钢轨的垂向振动；无缝线路大大减少了钢轨接头，有效减少了车轮与轨道间的冲击力，从而减少了振动与噪声。

（3）采用合理的轨道结构。

如浮置板式轨道结构和减振降噪型钢轨。浮置板式轨道结构是用扣件把钢轨固定在钢筋混凝土浮置板上，浮置板置于可调的橡胶支座上，浮置板两侧用弹性材料固定，形成的一种质量—弹簧隔振系统。减振降噪型钢轨在钢轨腹部粘贴减振橡胶，最大限度地减小钢轨腹板振动引起的噪声，一般在钢轨腹部粘上橡胶后再粘上一钢板，以增加振动质量，起到衰减作用，达到降噪目的。如图1－1所示

图1－1橡胶浮置板轨道

（4）采用减振型扣件，如轨道减振器扣件、柔性扣件等。

如图1－2所示

图1－2轨道减震器扣件

（5）加强轨道的养护维修，控制轨道的不平顺。

钢轨波浪磨耗、高低不平顺、钢轨接头、轨距突变等是导致轮轨冲击振动和噪音的主要原因之一，减少轮轨作用的不平顺可以减小钢轨振动的加速度和频率，有效地降低振动和噪声、减小磨耗、增长轨道使用寿命。

2、车辆上的减振降噪措施。

（1）改善车身结构，根据空气动力学的理论，优化其流线型。

（2）在机车车辆上使用新型减振器。

如采用金属—橡胶复合减振器，它不仅可以象钢弹簧一样通过弹性形变来吸收、储存冲击能量，而且还可以通过分子链相对运动而大幅度地消耗能量。

（3）采用弹性车轮、充气橡胶车轮、阻尼车轮及弹性踏面车轮等技术。

（4）采用隔音、吸音材料。

3、传递、接收方面的减振降噪措施。

在振动和噪声的传播上，采用铺设轻质吸声桥面和路面、在高架桥上安装吸声天棚，可以大大降低高架轨道振动的辐射噪声，此外，设置声屏障也是降低高架轨道交通噪声的有效措施，现以被广泛采用，但是其降噪效果的影响因素较多，包括其结构形式、材料品质、安装质量及高度、设置位置范围、使用环境等，如何最大化提高声屏障的效用，是有待进一步研究的问题。在接收处，可在住宅、建筑处涂抹吸音材料，进行防振吸音处理。