城市轨道交通减震降噪技术发展现状.doc

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1、城市轨道交通减震降噪技术发展现状城市轨道交通减震降噪技术发展现状与未来与未来摘 要：对城市轨道交通振动与噪声控制设计的相关规范进行了梳理，介绍并分析了目 前主要的轨道减振措施的特点与优缺点，对目前减振效果最好的浮置板道床进行了经济性 对比分析。 关键词：轨道交通；轨道结构；减振；截至 2012 年 12 月，北京、天津、上海、广州、深圳、长春、大连、沈阳、重庆、成 都、南京、武汉、杭州、苏州、西安和昆明 16 个城市的 70 条轨道交通线路投入运营，运 营里程 2 081.13 km，车站 1 378 座；北京、上海、广州、深圳和南京等城市逐步进入网络 化运营。 随着一些大城市轨道交通网络的逐

2、渐形成，越来越多的城市轨道交通线路不可避免地 近距离下穿城市功能建筑物，城市轨道交通运营产生的振动污染引起公众和有关部门的关 注。国外从 20 世纪 60 年代开始重视城市轨道交通减振降噪问题。1966 年，英国的阿尔贝 民事法院 6 层建筑物即采用叠层橡胶减振技术，解决城市轨道交通对建筑物的影响；80 90 年代德国、英国进行了无砟轨道减振降噪的大量试验研究。我国轨道减振研究起步较晚， 早期修建北京和天津地铁时未考虑环境振动问题，投入运营后减振改造工程干扰运营，浪 费人力和物力。为避免环境振动超标，上海地铁 1 号线于 1994 年首次采用轨道减振设施 轨道减振器扣件。随着我国各地城市轨道交

3、通建设陆续开展，各种类型的轨道减振产品 在城市轨道交通建设工程中相继得到应用。随着城市轨道交通的迅速发展，在人口密集、 科研院所、医院、学校等城市公共区域，车辆噪音越来越多的引起人们的关注。城市轨道车辆噪音根据生源的不同大致分为以下几种： 轮轨噪声：由轮轨相互作用引起的噪音； 设备噪声：由空调、电机等车辆设备工作产生的噪音； 空气动力噪声：车体与空气摩擦而产生的噪声； 集电系统噪声：由受电弓和电线相互摩擦引起的噪音； 构造物二次噪声：列车振动引起桥梁、隧道或周围建筑物的二次振动而产生的噪声。 1 我国城市区域环境振动标准 城市轨道交通环境振动防治作为环境保护产业的一部分，在城市轨道交通环境建设

4、， 以及经济与环境协调可持续发展方面具有重要而独特的意义。为贯彻中华人民共和国环 境保护法，控制环境振动污染，我国制定了相应的环境振动标准。现行地铁设计规范 2规定，地铁振动污染防治设计应符合国家现行城市区域环境振动标准，环境评价预 测超标地段应采取减振措施，以满足国家环境保护及相关规范要求。近年来，我国许多城 市进行了大规模的城市轨道交通和基础设施建设，出现了一些新的城市轨道交通振动源和 振动问题，而人们对城市环境要求更为严格，尤其是在夜间，对于地铁运行产生的振动响 应更为敏感。研究发现，即使振动水平处于 65 dB “特殊住宅区”振动限值之下，人们仍 能感到振动并产生厌恶感；当振动水平处于

5、 62 dB 以下时，大部分居民感觉不到振动。现 行城市区域环境振动标准中的一些计权方式和测量方法严重滞后于相关学科研究发展。 为此，国家环境保护部科技标准司组织修订环境振动标准（征求意见稿）。修订后其 紧密结合国际现行标准，体现了以人为本的社会发展要求。 2 我国城市轨道交通轨道减振现状特征 目前，我国城市轨道交通轨道减振领域现状特征是需求总量大、产品种类多、占全线 比例高、减振要求复杂。 2.1 产品种类多 轨道减振技术的通常做法是在组成轨道的各个刚性部件之间插入弹性层，按插入位置 的不同可分为扣件减振、轨枕减振和道床减振。弹性层所处的位置越靠下，悬浮的质量就 越大，越能获得较好的减振效果

6、。根据减振效果的不同，地铁设计规范（征求意见稿） 5将减振措施分为一般减振措施、中等减振措施、高等减振措施和特殊减振措施 4 个等级。（1）一般减振措施。2012 年 4 月正式实施的北京市地方标准地铁噪声与振动控制 规范6对 Z 振级插入损失作出定义：在其他条件相同的情况下，使用减振措施与使用普 通扣件（DT-2）线路，隧道壁 Z 振级之间的差值记为VLZmax；单位为分贝，dB。这 里提到的普通扣件即一般减振措施，其主要作用是固定钢轨，以及在列车运行时为轨道提 供必要的缓冲，包括广泛应用于北京城市轨道交通的 DT-2 型和 DT-2 型扣件、在上海 地铁与北京地铁普遍使用的 WJ-2 型扣

7、件及广州地铁普遍使用的单趾弹簧扣件。（2）中等减振措施。中等减振措施的减振能力（即使用减振措施与普通扣件线路隧道 壁 Z 振级插入损失）为 510 dB，常用的中等减振措施主要有双刚度剪切型轨道减振器扣 件（型、型轨道减振器扣件）、压缩型轨道减振器扣件（ALT.1 扣件、Lord 扣件）、 Vanguard 扣件、弹性短轨枕和弹性长枕式等。（3）高等减振措施。高等减振措施的减振能力为 1015 dB，主要减振原理是在轨枕 下或道床下铺设弹性垫层，形成质量弹簧体系，通过增加参振质量，降低轨道结构的自振 频率，从而得到较好的减振效果。高等减振措施有梯形轨枕轨道结构和纵向轨枕轨道结构， 以及橡胶浮置

8、板道床和固体阻尼钢弹簧浮置板道床等。梯形轨枕由 PC 制成的纵梁和钢管 制成的横向联结杆构成，轨枕下放置弹性垫层起缓冲减振作用，目前广泛应用于我国地铁；纵向轨枕利用横向混凝土纵梁代替梯形轨枕的混凝土钢管结构。国内外常用的橡胶浮置板 道床有整体支撑、线性支撑与点支撑等支撑形式。橡胶浮置板道床减振材料除了传统的橡 胶材料外，还包括阻尼橡胶材料及聚氨酯微孔弹性材料，其减振性能和工作年限与材料性 质密切相关。图 1 梯形轨枕轨道结构图 2 纵向轨枕轨道结构 （4）特殊减振措施。液体阻尼钢弹簧浮置板道床（见图 3）是城市轨道交通行业内公 认减振性能最好的轨道形式，是现行唯一的特殊减振措施。液体阻尼钢弹簧

9、浮置板道床利 用液体阻尼钢弹簧隔振器支撑钢筋混凝土道床板，形成一个高质量、低刚度的“质量-弹簧” 系统，其固有频率为 57 Hz，减振能力在 15 dB 以上。液体阻尼钢弹簧浮置板道床成本 和工程造价很高，不具备大面积铺设条件，目前大多应用于线路近距离下穿建筑物，以及 对减振要求较高的古建筑、研究机构、医院、博物馆和音乐厅等场所。图 3 液体阻尼钢弹簧浮置板道床2.2 占全线比例高 近年来，新建城市轨道交通线路各等级减振措施区段占总线路比例逐步升高，这与人 们对控制地铁振动产生的环境影响需求密不可分。 2.3 要求复杂 现代城市是人们学习、生活、工作、休闲、疗养的综合功能区，密集的轨道交通线网

10、 不可避免地对城市功能建筑产生环境振动影响。因此，要将敏感目标振级控制在标准限 值内，并对低频段振动控制提出严苛的复杂要求。环境振动标准（征求意见稿）颁布 实施后，轨道减振应用范围将调整，原采用中等或高等减振措施的地段，将采用高等或特 殊减振措施，以满足综合功能区振动限值，高等级减振措施所占全线比例将会继续增加。 3 现阶段我国城市轨道交通轨道减振存在的问题 3.1 轨道减振产品设计缺乏技术储备目前，我国城市轨道交通轨道结构的设计总体沿 用铁路轨道结构设计标准。而城市轨道交通减振型轨道结构设计仅注重产品自身的技术性 能，缺乏对整个减振型轨道结构系统性能的认识，特别是在稳定性和耐久性方面，不能满

11、 足铁路轨道设计标准要求，造成投入运营后因轨道结构稳定性差、耐久性低、刚度不连续 等问题引起轨道病害频发。轨道减振设计单位缺乏必要的技术储备，对轨道减振原理认识 不够全面和深刻。部分设计人员陷入了轨道刚度越低减振性能越好的误区，未认识到质量、 刚度、阻尼等指标的合理匹配，使大量低刚度减振扣件使用后导致钢轨非正常波磨严重。 轨道减振设计单位在引进、消化吸收国外轨道减振产品时，过分依赖研究单位的技术和生 产厂商的制造经验，缺少对我国城市轨道交通运营特点和施工质量等国情的考虑，并未将 产品制造、施工与维护纳入设计阶段进行全过程分析，致使先锋扣件、减振器扣件、弹性 短轨枕等许多国外成熟的轨道减振产品在

12、我国应用中出现各种问题。 3.2 缺乏统一的轨道减振产品评价体系和认证机构城市轨道交通轨道工程的标准与规 范是轨道设计、施工、验收和维修养护的重要依据。我国在制定轨道减振产品标准工作上 尚未建立统一、完善的检测与评价方法, 权威性和前瞻性的城市轨道交通减振产品标准体 系尚未形成。相关技术标准和产品认证体系及机构缺失，且无严格的市场准入制度，导致 新型减振产品往往没有经过严格质量检验和性能评定即投入使用。由于缺乏对运营线路采 取减振措施后的评估方法和标准，轨道减振工程是按普通整体道床轨道工程竣工进行验收， 没有考核减振设计的关键指标，无法通过标准化工作验证轨道工程是否满足减振设计要求。3.3 环

13、境评价工作局限性 我国于 2003 年颁布实施中华人民共和国环境影响评价法，提出轨道交通线网规划 和建设项目需要开展环境影响评价工作。环境评价报告结论是轨道减振设计和选型依据， 目的是确保列车运行引起的环境振动不会引起沿线居民的投诉，满足国家环境保护部对轨 道 交通项目环境保护批复要求。我国环境影响评价技术导则城市轨道交通采用经验 链式公式作为环境振动预测计算方法，由于全国各地地质差异及沿线建筑物结构动力特性 千差万别，经验链式公式得出的环境评价预测值与实际环境振动值偏差较大；线路及沿线 敏感 目标环境振动要求发生变化时，补充环境评价工作不到位，造成轨道减振设计选型与实际环境振动要求脱节，线路

14、运营后振动超标问题严重。 4 城市轨道交通轨道减振发展趋势 4.1 加强轨道工程整体安全性 利用轨道系统解决环境振动问题的同时，不应忽视轨道稳定性及耐久性。在经济允许 情况下，建议优先选用安全等级与减振效果好的道床减振形式。为了提高线路平顺性，线 路中相同的轨道减振等级宜采取相同的减振形式，全线减振轨道形式不宜超过 3 种。减振 地段应 建立长效检测机制，跟踪产品减振效果，掌握轨道减振产品使用年限和维护周期等，确保 轨道减振效果与行车安全。 4.2 建立轨道减振产品评价体系和认证机构 研究制定我国城市轨道交通技术政策和标准规范，尽快改变目前城市轨道交通标准化 工作滞后现状。开展轨道减振产品减振

15、性能认定研究工作，统一产品减振性能测试方法及 减振性能评价指标，划分轨道减振产品减振等级，确定减振产品适用范围，以适应环境评 价工作及对振动频谱有特殊要求的振动敏感目标需要。建立行业认可的城市轨道交通轨道 产品认证检验机构和城市轨道交通减振产品的市场准入制度，督促生产厂商加大研发投入， 优化轨道减振产品性能，重视自主创新，促进我国自主知识产权的轨道减振产品和产业链 发展，降低 轨道工程建设成本。4.3 研究切合实际的环境振动预测方法 精确预测地铁引起的环境振动方法应从理解振动传播方式出发，全面考虑振源特性 （车辆、轨道类型、隧道结构）、地层特性（岩土类型、线路埋深、水平距离）、建筑物 动力特性

16、（整体固有频率、各层楼板结构的局部振动特性）对振动产生和传播影响，可以 通过现场原位测试得到振源与敏感建筑物内振动响应传递函数，结合实测的地铁运营振源 数据，预测地铁运营引起的敏感建筑物振动响应 5.城市轨道减震降噪的新技术 5.1 车轮降噪技术 5.1.1 弹性车轮 弹性车轮能明显降低轮轨噪声，主要是通过橡胶能吸收高频振动、降低冲击，并使轮轨问 的摩擦得到改善。同时，弹性车轮降低簧下质量，致使轮轨冲击动作用降低，也是弹性车 轮运行噪音降低的重要原因。另外，采用刚性车轮时，由于轮箍在轨道上滚动而出现的噪 声会通过轮心的膜片作用而大大强化，并以体噪声的形式传至车体，而采用弹性车轮时， 该噪声可以

17、被橡胶层隔绝，弹性车轮结构参见图 4 所示。图 4 弹性车轮结构图 采用弹性车轮后，踏面垂向激励下弹性车轮的噪声比刚性车轮可降低 4.4dB。经对比分析， 刚性车轮辐射的噪声总功率中主要成分是由幅板辐射的，而弹性车轮采用橡胶弹性元件将 轮箍和轮心隔开，轮箍的振动经过弹性元件的衰减作用后传至轮心，高频成分得到了消除 或削弱，因此可以大大减少由幅板辐射的噪声。虽然弹性车轮比整体车轮能降低 l0dB(A)20dB(A)，但一般只适合轴重较低（10t 左右）的轻轨车辆，对于地铁车辆效果 并不明显，而且结构复杂，造价高，在地铁车辆中通常不建议采用。 5.1.2 降噪阻尼器 目前，国内地铁车辆通常在车轮上

18、采用层叠式宽频降噪消音器。如图 5，此种消音器为一 种三明治结构，三层钢板和两层高阻尼特种橡胶，然后用不锈钢空心铆钉铆接。它利用弹 粘性橡胶作为弹性元件，它的弹性力为非线性，因此能起到吸收多个频峰振动的作用。层 叠式降噪阻尼器结构简单，安装方便，通常安装在采用踏面制动装置的转向架车轮上。图 5 消音器结构图 图 6 消音器安装图 经实测试证明，S 形幅板车轮安装消音器后降噪量可以达到 15.30dB，降噪效果明显。 5.1.3 降噪阻尼环 针对安装轮盘制动城轨车辆车轮结构特点，通常在车轮上可安装降噪阻尼环。通过相关模 态分析，车轮沿径向变形有越来越大的趋势，因此，在满足车轮强度要求时，阻尼环安

19、装 在车轮变形较大的位置降噪效果会更好。降噪阻尼环如图 7，为钢制开口圆环结构，其尺 寸和机械性能参数与车轮模态相匹配，通过压缩安装在车轮轮辋内侧槽内，圆环通过本身弹性紧贴轮辋，并采用特殊设计的高阻尼弹性连接件封闭其接口，确保阻尼环在长周期使 用下的良好降噪性能，同时确保应用时的安全可靠性，安装效果图见图 8。降噪阻尼环使 用过程中不需要更换零件，免维护。车轮降噪阻尼环在车轮发生振动时，通过阻尼环与车 轮轮辋之间摩擦产生界面阻尼耗能，能起到抑制车轮径向和横向模态振动的作用，减少车 轮向外辐射噪声，从而获得良好的降噪效果。图 7 降噪阻尼环安装图 图 8 降噪阻尼盘安装机5.1 降噪阻尼盘 车轮

20、降噪阻尼盘的降噪机理是基于粘弹阻尼材料降噪技术，采用约束阻尼层结构，利 用高耗能阻尼材料来减振降噪。降噪阻尼环安装方式参见图 9，降噪阻尼盘由钢质约束层 和阻尼材料层组成，各层通过高性能压敏胶与车轮幅板粘接在一起。由于车轮轮缘最外位 置是车轮行驶时振动最大的位置，因此，降噪阻尼盘的设计尽量靠近边缘，如果阻尼盘有 翻边部分来约束振动，则具有更好的降噪效果。车轮降噪阻尼盘为钢板整体冲压成型，复 合阻尼材料粘接在车轮上，复杂形状成型较难，因此，降噪盘更适于直幅板车轮。直幅板 车轮安装阻尼盘后降噪量可达 13.95dB，降噪效果明显，安装降噪盘在整个频率范围内都 有比较明显的降噪作用，尤其在 800H

21、z-5000Hz 中高频之间降噪效果最好，在 3150Hz 时 可达 20dB。 5.2 迷宫式约束阻尼器 阻尼车轮由钢质车轮本体、联结板、阻尼层和约束板组成。联结板的表面为曲面，和 车轮的内表面相配合，通过高强度粘结胶和车轮内表面粘贴在一起，其上部结构为凸凹结 构。约束板的外表面为平面，内表面也为凸凹结构，扣在联结板之上与联结板一起构成迷 宫式结构空腔，空腔内填充阻尼材料，即组成迷宫式约束阻尼车轮。车轮、联结板和约束 板的模型和相互关系图 5 所示。通过加贴约束阻尼板增加其阻尼，降噪效果很好。通过滚 振试验显示，车轮加贴迷宫式约束阻尼板后噪音降低 7dB。 5.3 轨道降噪措施 通过对钢轨增

22、加阻尼、抑制钢轨振动，采用约束阻尼在宽频域内增加钢轨阻尼，减小 钢轨的振动加速度及表面声辐射，降低轮轨噪音。迷宫式约束阻尼结构由联结板和约束板 及两者之间的阻尼层组成，联结板与约束板上设有相互配合的、实心或空心的凸凹结构 或翅片，构成蜿蜒曲折的阻尼空腔，阻尼空腔内充满高性能的阻尼材料，连接体的表 面形状同待粘贴的钢轨表面的形状一致，通过高强度、高刚性粘结胶粘贴在钢轨的非工作 表面上。当钢轨振动时，振动通过刚性的粘结胶传至联结板，试图带动约束板一起振动，由于约束板的刚度较高，造成约束板与联结板的变形不一致，强迫阻尼层发生剪切变形， 从而吸收消耗振动能量，有效地降低了轨道所产生的振动，提高了车轮和

23、轨道的使用寿命。 由于振动为噪声之源，噪声也大幅降低，尤其是一般方法很难消除的一次噪声，减轻了钢 轨噪声对周围的影响。这种阻尼减振对于各种频率都有较好的减振效果，因此具有宽频带 减振效果，对高频噪声如曲线嚣叫、制动嚣叫效果更好。相关单位在上海地铁 10 号线进 行了对比试验，分别测试了未安装阻尼板和已安装阻尼板的两个区段，以及同一测点加贴 阻尼板 前后等几种工况，测试数据见图 10。图 9 迷宫式约束车轮 图 10 阻尼钢轨噪音测试对比表5.4 扣件类减振措施 常 见 的 减 振 扣 件 有 先 锋（Vanguard）扣件、轨道减振器、洛德（Lord）扣件、 Z 系列扣件等 （(1）先锋扣件在

24、轨头下颚及轨腰支撑钢轨，钢轨呈悬空状态，利用悬空钢轨和轨座 底板缝隙，解决振动和噪声控制问题。因其独特的设计理念，同其他高弹性扣件相比，其 减振效果具有明显优势，可达 1216 d B。缺点是其静刚度较低，施加荷载后轨道垂向变 形较大 ， 轨 距 控 制 能 力 较差。 (2）轨道减振器又称为科隆蛋（Cologne-egg），为硫化粘结型扣件，利用橡胶剪切变 形 提供弹性。一般应用于减振要求较高的地段。轨道减振器轨道结构减振效果在 9 dB 左右。 (3）洛德扣件也是硫化粘结型，由 2 块上下黏贴在一起的铁垫板及弹条扣压件组成， 利用橡胶压缩变形提供弹性。洛德扣件在国外应用较广泛，但因为橡胶与

25、铁垫板采用硫化 工艺，不易更换，国内应用较少。 (4）Z 系列扣件将洛德扣件的橡胶硫化工艺改为组合式安装工艺，即橡胶垫板与铁垫 板分开，可适时更换橡胶，铁垫板可重复利用。洛德扣件与 Z 系列扣件减振效果均为 56 dB。 5.5 轨枕类减振措施 弹性轨枕分为弹性长轨枕和弹性短轨枕。弹性短轨枕结构包括：混凝土短轨枕、橡胶 套靴、块下橡胶垫板。因其结构较简单、施工方便，工程造价较低，在我国城市轨道交通 应用较广泛。其减振效果为 1012 dB。但弹性短轨枕减振有如下弱点：对地质要求高； 轨距保持能力差；轨距和轨底坡调整困难；养护更换困难；橡胶包套易进水，减振性能下 降；弯道钢轨波磨严重。目前广州地

26、铁已发现因橡胶老化、橡胶套靴减薄而出现的短枕吊 空现象。上海地铁则因为软土地基隧道结构局部不均匀沉降引起了短枕吊空。弹性长轨枕 所采用的轨枕与一般混凝土轨枕相同，通过在轨枕端部、枕端两侧和枕下 3 个方向设置弹性垫层，构成减振箱。弹性长轨枕质量较弹性短轨枕大，因此，其减振效果相对更好，目 前在日本应用较多。 5.6 道床类减振措施 道床类减振措施主要采用质量-弹簧系统，基本原理是在轨道上部建筑与基础之间插入 一固有频率远低于激振频率的线性谐振器，通过质量-弹簧系统的惯性运动，将列车运营产 生的振动进行较大衰减后，再传递给隧道主体结构，达到减振目的。梯形轨枕轨道系统属 于轻型质量-弹簧系统；梯形

27、轨枕由预应力纵梁和钢管制的横向连接杆构成，在其下面和侧 面分别安装底部防振垫、侧面缓冲垫，并利用防振垫、缓冲垫支承在钢筋混凝土台座上。 目前在北京 4、5 号线及广州地铁中有应用。减振效果 8 dB 左右。 一般道床类减振措施专指浮置板道床，包括钢弹簧浮置板和橡胶浮置板道床。橡胶浮 置主要为预制浮置板，按照橡胶支座支承方式可分为整体支承、线性支承、分布式支承 3 种（图 6）。橡胶浮置板可以满足 1015 dB 的中档减振要求。缺点是橡胶支承块隐藏于 浮置板下面，很难调平、检修和更换，尤其是无法从浮置道床侧面或顶面检修；橡胶本身 阻尼太小，不能有效吸收浮置板的振动能量，对于软土地基及人们较敏感

28、的振源低频部分 隔振效果并不理想；此外，橡胶对材料和工艺要求高，易老化，寿命有限，更换橡胶支承 块对列车运营和市民的出行影响较大。广州地铁曾采用分布式支承的预制浮置板；国内有 一定应用的道床隔振垫属于整体支承橡胶浮置板。 钢弹簧浮置板道床隔振技术由隔而固（GERB）公司于 10 年前引入中国。该技术通过 钢弹簧隔振器将轨道及浮置板与底部及侧面结构相隔离，两者之间仅通过隔振器相接，使 隔振器上部结构所受的车辆动扰力通过隔振器传递到结构底部。 与橡胶浮置板相比，钢弹簧浮置板的主要优点是固有频率低，隔振效果好，隔振寿命 长，方便维修。其隔振效果达 1835 dB，可采用现场浇筑或预制短板现场拼装方案

29、，适 应不同减振等级与施工进度要求，目前基本在国内各城市地铁中均有应用。 5.7 减振措施对比 钢弹簧浮置板是目前公认的效果最好的技术。北京地铁噪声与振动控制措施应用规 范在编制过程中，对北京市城市轨道交通线路常用的减振措施进行了实地测量，利用插 入损失将轨道减振器、梯形轨枕、先锋扣件、钢弹簧浮置板与普通 DT-VI2 扣件进行比较， 得到各减振措施的修正量。钢轨波磨使得轨道结构振动加强，噪声增大，减振地段的减振 效果也会迅速降低，甚至放大振动。根据调查，各种减振措施中，只有普通道床及钢弹簧 浮置板轨道没有产生过钢轨波磨现象。浮置板道床是目前全国特殊减振地段首选措施。一 般情况下减振措施的选用

30、应满足减振目标值并考虑 3 dB 以上的裕量，具体分级规定见表表 16.国外振动与噪声的主要控制措施 由于直线电机轨道交通坡度较大、曲线半径较小,使得其运营条件相对苛刻,距离居民、 办公场所较近,而轮轨接触为主要的振源及噪声源,因此对轨道结构的减振降噪要求较高。此 外,由于直线电机牵引系统对感应板与电机间的气隙控制要求较高,而轨道的平顺性对气隙的 控制影响又较大,因此这对轨道结构的减振提出了更高的要求。以加拿大及日本的直线电机 轨道交通轨道结构方面的减振降噪措施为例分析如下。 6.1 加拿大 加拿大温哥华直线电机地铁采取了多种减振降噪措施。除了常规的采用径向转向架结构、弹性车轮结构、声屏障技术

31、、桥上两侧的短墙结构以外,轨道上的主要措施有:采用较为 平整、不易变形的无碴轨道;采用可动心轨道岔结构;减振型的高弹性扣件(如空心式轨下胶 垫、双层胶垫式垫板结构等)、高弹性的 PANDROL 扣件等;铺设了无缝线路结构;采用了伸 缩调节器结构等。加拿大肯士顿试验线正在研制新型的轨道减振结构方式。肯士顿试验线 上的新型连接一起(枕减振型轨道结构式)。这种结构的优点是感应板与轨面一起变形,对感 应板与直线电机的气隙保持、减缓轨面动力不平顺的影响是非常有利的,同时也可以采用刚 度较小的减振型轨下材料。这种结构的特点是将减振与良好的气隙控制技术较好地结合起 来。 6.2 日本 以日本的福岗 3 号线

32、为例,在振动与噪音控制方面采取了多种措施,除了在车辆制造方面 采用双层铝车外皮中间填充吸音材料,车窗、车辆连接处密封,使用弹性车轮等措施外,在轨 道方面也采用了大量的减振措施。主要的措施有:采用无缝线路结构及伸缩调节器结构,减少 了接头冲击等作用;钢轨定期打磨及涂油;为了便于保证施工的精度,采用了长枕埋人式轨道 结构,提高了线路的初始平顺性;使用了弹性较好的扣件及垫板结构,还有一些防止螺栓松脱 的部件;全线铺设了浮置式弹性轨枕整体道床结构等。道岔区采用合成树脂轨枕结构,提高了 轨道的弹性和平顺性,且易于施工。在曲线及岔区采用了较短的感应板结构,较好地适应了轨 道结构的线型,又避免了可能的牵引偏

33、转造成的列车振动及噪声的加大。还有其他的一些措 施,此处略。 6.3 轨道结构减振降噪措施的主要研究思路 由上述的分析可知,直线电机轨道交通,轨道结构必须采用一些特殊的减振降噪措施,才 能降低振动与噪声对周围环境的影响,延长轨道结构的使用寿命,保证列车的安全、舒适的运 行。因此,尽管我国在直线电机轨道交通方面才刚刚起步,但仍需要加大对此问题的研究。在 采用轨道结构的减振降噪措施时,除了像传统的地铁轨道结构需要关注减振的效果外,还必须 考虑直线电机的牵引特性、考虑感应板与直线电机气隙控制等问题,这正是直线电机轨道交 通与传统地铁系统在轨道减振方面的最大不同之处事实上,常规的轨道结构减振通常是采用

34、 降低轨下的刚度、提高线路的平顺性等来实现的,但是若弹性的加大不能与电机上的气隙控 制结合起来、或者对不平顺的要求不合理(如在制定线路的不平顺管理标准时,没有考虑列 车上直线电机的作用长度与感应板气隙的影响),则可能不但不能起到减振降噪的作用,甚至 可能导致电机与感应板刮擦,危及列车的运行安全、平稳性等,还有可能会衍生出更大的振动 与噪声。因此,应结合直线电机轨道结构的特点,加大列车与轨道。 5 结束语 由于轨道减振方式最直接、效果最好、成本最低，轨道工程长久以来担负城市轨道交 通减振重任。城市轨道交通减振是一个系统工程，不能陷入单一的“轨道减振”误区。轨 道结构减振一般会降低轨道刚度，造成轮

35、轨疲劳损伤。因此，应加强对城市轨道交通减振 措施的 科研力度，积极探索减振新技术，城市轨道交通减振设计应综合线路规划、车辆系统、轨 道工程、隧道结构、路径隔振、精密仪器隔振台等环节，对各项环境保护措施效果进行跟 踪监测和评价。对轨道减振措施的选择应慎之又慎。一方面要节约投资，另一方面要考虑 环境等因素又不得不增加投资; 不能只考虑节约投资而忽视环境、以后运营等问题。一旦 建成，要对其整改，所花的费用可能是一次性投资的几倍。通过对以上减振降噪措施的分 析比选，初步得出城市轨道交通设计中较为经济、合理的减振方案。(1) 城市轨道交通所采取的轨道减振降噪措施。一般减振地段，采取使用铺设无缝线路、 重

36、型钢轨、弹性分开式扣件、小半径曲线定期涂油、打磨等措施。中等减振地段。考虑 到弹性短轨枕的弹性套靴失效性、以及损坏后不易更换，目前推荐采用轨道减振器扣件，如 GJ-型减振降噪扣件。高等减振 地段。由于 VANGUARD 扣件具有良好的减振性能和可更换性，推荐采用 VANGUARD 扣件。特殊减振地段。由于橡胶浮置板道床损坏后不易更换，推荐采用钢弹簧浮置板整 体道床。 ( 2) 建议。城市轨道交通轨道减振降噪工程是一项复杂的系统工程，需要相关专业共同配 合、综合治理才能取得满意的效果。减振降噪型轨道结构的比选，需要根据具体的环评要 求，进行具体的设计。只有合理的选择减振降噪型轨道结构型式，才能既

37、经济、又合理地 实现轨道的减振降噪，从而真正解决城市轨道交通给城市带来的振动与噪声问题。参考文献： 1崔应港.蔺高.城轨交通轮轨降噪措施现状分析.科技技术与创新.2014 年第 30 期 2王起功.城市轨道公共交通发展战略_城市轨道公共电车的应用与发展模式.山东省重点学 术研究成果.2008 3王曰凡.城市轨道交通车辆选型.百家论坛.第四期 4高亮.直线电机轨道交通轨道减振降噪技术.都市快轨交通.第 19 卷第 2 期.2006 年 4 月 5王文斌.我国城市轨道交通轨道减振现状与发展趋势,中国铁路.2013/04.90-94 6张勇.上海市轨道交通减振降噪技市的应用与发展.经理人视野交流 7

38、笹仓実.改进既有线车轮形状及利用减振材料等的减振降噪对策.道缏研报告. ， 8张晓娟.地铁轨道减振技术综述.市政技术.2 0 14 No.2 9张勇.对轨道交通减振降噪问题的研究与思考.经理人视野交流 10李江.浅谈城市轨道交通现状及未来发展方向.企业改革与管理.2014 年 2 月下. 11孙洪强.简析城市轨道交通减振降噪措施.现代轨道交通.2012/4 12白廷辉.城市轨道交通减振降噪综合技术.13李建斌.城市轨道交通轨道减振降噪设计研 究.石家庄铁道大学学报( 自然科学版).第 24 卷 第 1 期 14钱寒峰.我国城市轨道交通发展回顾与问题分析.科技技术与创新.2013 年第 36 期

39、 15朱军.我国城市轨道交通发展现状与对策建议.百家论坛.第六期 16Analysis and reduction techniques for noise of lifted railway transportation 作者: Jiang Wei-kang; Zhang Hai-bin; Yan Li Technical Acoustics 卷: 31 期: 2 页: 138- 46 出版年: April 2012 17NOISE ACTION PLAN OF AGGLOMERATIONS: SUSTAINABLE HYPOTHESIS OR UTOPY? 作者: Magri, S. L.

40、; Masera, S.; Fogola, J. 会议: 4th Workshop on Physical Agents Environmental Monitoring 会议地点: Vercelli, ITALY 会议日期: MAR 24-27, 2009 18 Heider, E.R.& D.C.Oliver. The structure of color space in naming and memory of two languages J. Foreign Language Teaching and Research, 1999, (3): 62 67. 19RADIATION P

41、ROTECTION DOSIMETRY 卷: 137 期: 3-4 页: 261-265 出版年: DEC 2009 Innovation helps build the worlds quietest railway 作者: Anonymous Noise & Vibration Worldwide 卷: 34 期: 9 页: 11-12 出版年: Oct. 2003 20A comparison of rail support systems in underground railway lines-reduction of tructureborne sound 作者: Melke, J. 编者: Maling, G.C., Jr. 会议: Inter-Noise 80. Noise Control for the 80s. 1980 International Conference on Noise Control Engineering 会议地点: Miami, FL, USA 会议 日期: 8-10 Dec. 1980 Noise Control Engineering 页: 709-14 vol.2 出版年: 1980