摘要：概述了對地鐵噪聲問題的研究,提出了減緩地鐵車輛振動和噪聲的措施.

　　關鍵詞：地鐵,地鐵車輛,噪音控制,振動。

　　城市交通成為每位市民最為關注的問題。除了日常交通工具(公交車、小汽車、電動車、自行車)外，地鐵開行也減緩了人口出行的交通壓力。不論是何種交通工具，噪音是不可忽視的問題。結合國內城市軌道交通運行中的噪聲和環(huán)境振動出現(xiàn)的問題和影響、以及對周圍環(huán)境的影響程度和應該采取怎樣的減振降噪措施是我們研究的課題。

　　新建的城市軌道交通線路，在建設階段就針對性地尋求降低、衰減噪聲的措施和途徑，改善城市軌道交通周邊環(huán)境。減振降噪主要從噪聲源(車輛、線路)、傳播途徑和接收點三方面進行研究。軌道交通運行的噪聲影響著線路附近區(qū)域人員，還有某些高端設備的精密儀器實驗準確性，列車上的噪聲主要由乘坐該車的乘客所接受，車站內的噪聲主要由站內候車的乘客所接受。

　　一、 噪聲標準：

　　國內城市五類環(huán)境噪聲值列于下表：噪聲等級Laeq:dB

　　各類標準的適用區(qū)域：

　　0類標準適用于療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域;

　　1類標準適用于居住以及文教機關為主的區(qū)域;

　　2類適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū);

　　3類適用于工業(yè)區(qū);

　　4類適用于城市中的道路交通干線道路兩側區(qū)域、穿越城區(qū)的內河航道兩側區(qū)域。穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側區(qū)域的背景噪聲。

　　美國公共交通協(xié)會制定的城市軌道交通噪聲控制指標為：車內可接受噪聲為70—80dB;站內最大噪聲應為75--85 dB;路邊噪聲的上限值在居民區(qū)為70dB，在工業(yè)區(qū)為85 dB(在線路中心線15m處)。其噪聲級指標是在0.35m處以確保私人談話能以正常聲音進行而測定的。

　　二、噪聲來源：

　　1) 車輛噪音：

　　城市軌道交通的噪聲源可分為：輪軌噪聲、車輛非動力噪聲、牽引動力系統(tǒng)噪聲、高架軌道噪聲、地面承載噪聲等。地鐵車輛運行中主要噪聲來源有：一是輪軌接觸而產生的輪軌滾動噪音;二是牽引電動機產生的電動-機械噪音。輪軌噪聲是車輪與鋼軌接觸應力的作用，造成車輪與鋼軌之間的摩擦和振動，從而向外輻射聲波。輪軌噪音主要分為三類：滾動噪音、刺耳尖利的摩擦噪音和通過曲線時的蠕滑噪音(卡滯---蠕滑效應)、摩擦噪音。這主要從噪聲源上降噪，涉及車輛動力、傳動、車體、轉向架軸距、車輪的阻尼特性、輪軌表面之間的粘著和所采用的材料等。

　　撞擊噪音是由于車輪與鋼軌的表面局部不連續(xù)所造成的，例如鋼軌的軌隙、不平整的鋼軌接頭、車輪踏面局部的擦傷和磨平等，從而造成車輪的圓度不夠，使車輪在行駛過程中不斷地發(fā)出撞擊聲。

　　車輛的非動力噪聲主要是指制動系統(tǒng)在實施制動閘瓦與制動盤之間的摩擦制動時，閘瓦片、閘瓦托架以及制動盤等自激形成噪聲。另外在列車懸掛、連接和支座中所使用的套銷和銷軸在列車運行過程中發(fā)生撞擊而產生噪音。

　　牽引動力系統(tǒng)噪聲包括齒輪減速箱與空氣壓縮機所產生的噪聲，這是主要噪聲源。有研究表明高架軌道動力系統(tǒng)噪聲級比地面道床要高5dB。其原因是軌道下缺少吸振材料，如泥土、道渣等。

　　2) 列車運行噪音：

　　列車運行噪聲全方位傳播，具有聲級高、頻帶寬、影響范圍廣、難于治理的特點，所以在線網(wǎng)規(guī)劃階段就應充風考慮避繞噪聲敏感建筑，以達到減小噪聲影響范圍的目的。目前最直接的處理辦法就是控制噪聲源，選用低噪聲車輛、對路基和道床多加吸振材料。再者，控制噪聲傳播途徑也是其中可行的辦法，如采用聲音屏障、對噪音敏感建筑加設隔音門和雙層隔音玻璃窗，在建筑敏感地段或居民區(qū)股道下鋪設彈性材料以減小噪音的傳播。

　　地鐵列車在軌道上行駛時,由于車輪偏心、車輪圓度不夠，車輪與道岔、鋼軌碰撞以及線路不平順等原因,引起車輪的振動,經(jīng)鋼軌→扣件→軌枕→道床→隧道結構→圍護地層傳至地面及建筑物。

　　通過對地鐵車站環(huán)境噪聲的日變化趨勢分析表明:地鐵列車高速運行是地鐵車站環(huán)境噪聲的主要噪聲源,地鐵車站環(huán)境噪聲還與車站的廣播次數(shù)、廣播音量、客流量、車流量(列車經(jīng)過頻率)等因素有關;地鐵列車車廂內噪聲除了與地鐵線路質量、列車運行速度及地鐵列車結構有關外,還與車廂內廣播次數(shù)、廣播音量有密切聯(lián)系;屏蔽門能有效降低噪聲;地鐵噪聲的頻率特性是以中高頻噪聲為主,屬寬頻帶噪聲。

　　對于地下車站、變電所和區(qū)間通風空調系統(tǒng)所用設備如冷卻塔。通風機都是噪聲的主要制造者，聲源較強，直接影響周圍的環(huán)境。

　　三、降噪措施：

　　降低噪聲需要采用有效地防治措施：一是嚴格執(zhí)行技術標準,降低新建鐵路整體噪聲水平;二是在噪聲源方面做技術改進，如車輛主體、軌道線路的結構;三是在噪聲敏感點采取聲屏障、隔聲窗等降噪措施。例如采用聲屏障形式，在有景觀要求的城市噪聲敏感區(qū)段，采用較為美觀的透明式有機玻璃屏障,在城外一般采用混凝土、木屑混凝土屏障或生態(tài)墻。

　　城市環(huán)境的建設如果沒有合理的城市規(guī)劃和建設布局,僅僅針對單個噪聲污染源采取防治措施,無法從根本上解決噪聲污染問題。如果使用的屏障太多，就會導致視覺污染。在噪聲點控制比在噪聲源控制更經(jīng)濟、可靠。噪聲的控制不僅在噪聲源上，更要求法律在城市的建設和規(guī)劃上明確噪聲污染的防治措施。應該將聲環(huán)境的保護目標和任務,以及相關的經(jīng)濟、技術措施,逐步納入各級政府的環(huán)保計劃。城市軌道交通的選址及規(guī)模都要做遠期的預留并與初期工程同步施工，盡量避開對噪音比較敏感的區(qū)域。

　　對于尚處于建設階段的城軌，需要在以下幾方面采取有效措施：

　　1.采用大曲線半徑碎石道床，可以起到衰減傳遞振動和噪音，同時降低車內噪聲。

　　2. 地鐵軌道采取彈性扣件、浮置板道床等措施，可以削減被傳遞到隧道壁的噪聲10dB～20dB,但不利條件涉及到造價問題，這種情況需要增加隧道的尺寸。

　　3. 采用彈性鋼軌的緊固件限制高架線路結構振動，在道床和鋼軌之間鋪設丁基橡膠軌墊，這樣可以阻止振動沿軌道向外傳播。

　　4. 增設不落輪鏇床完成對車輪定期的鏇修，車輪踏面的鏇修以減少輪軌接觸面的粗糙度，以降低轟鳴噪聲和地面承載噪聲。

　　5. 鋼軌面的磨削以及采用無縫鋼軌代替有縫鋼軌。

　　6. 線路兩側設隔音墻，以降低空氣動力噪聲。

　　7. 在轉向架的懸掛中，車體與構架之間，以及構架軸箱之間采用空氣彈簧或橡膠彈性元件。

　　8. 制動系統(tǒng)的閘瓦品質及閘瓦摩擦面的結構，應在閘瓦托架上裝設阻尼裝置，在閘瓦和托架的連接上采用預張緊裝置。

　　9. 在輪輞和幅板上裝設諧振消聲器，使之與車輪的主頻率相一致，發(fā)生共振時，阻尼材料將振動的能量轉化為熱能，達到衰減輻射噪聲的目的。

　　參考文獻：

　　1. 張振淼 城市軌道交通車輛 北京：中國鐵道出版社，2006.

　　2. 地鐵設計規(guī)范 GB50157---2003 中國計劃出版社

　　3.徐廣偉 降低地鐵車輛噪聲措施 軌道交通 2004年第01期