城市轨道交通振动噪声机理及相关措施研究.pdf
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1、 TECHNOLOGY AND INFORMATION交通与信息化166 科学与信息化2023年10月上城市轨道交通振动噪声机理及相关措施研究曲凡毓 王运涛青岛地铁运营有限公司 山东 青岛 266520摘 要 城市轨道交通由于具备污染性小、能源消耗量低、容量大、安全性强、准时性强、运行速度快等优势,成为缓解当下城市交通问题的重要措施之一。不过,地铁列车在行驶期间发出的振动与噪音会给周边居民的日常工作和生活造成一定影响。所以,必须针对此方面问题展开分析,以实现交通建设与生活环境的协调发展。关键词 城市地铁轨道;减振降噪技术;应用实践Study on Vibration and Noise Mec
2、hanism and Related Measures of Urban Rail TransitQu Fan-yu,Wang Yun-taoQingdao Metro Operation Co.,Ltd.,Qingdao 266520,Shandong Province,ChinaAbstract Urban rail transit has the advantages of small pollution,low energy consumption,large capacity,strong safety,strong punctuality and fast operation sp
3、eed,and has become one of the important measures to alleviate the current urban traffic problems.However,the vibration and noise emitted by the subway train during driving will impact the daily work and life of the surrounding residents.Therefore,it is necessary to analyze the problem in this aspect
4、 and realize the coordinated development of traffic construction and living environment.Key words urban metro rail;vibration reduction and noise reduction technology;application practice引言城市轨道交通通常需要穿过市区中心地带,而此种地带一般遍布住宅区、写字楼等。振动给环境带来的影响是多样性的,其中也会对人体健康造成一定的危害,导致工作效率下降等。伴随地铁建设的大力推行,地铁运营期间所形成的噪音对人们生活造成的
5、影响愈发突出,在人们环保意识逐渐加强的当下,各地铁公司都加大了对城市轨道振捣噪声机理与减振降噪技术的研究力度。1 振动与噪声产生机制噪声的产生源于车轮和轨道之间的相互作用引起的振动现象。当列车行驶过程中,车轮与轨道不断接触,长期的相互作用会导致它们表面磨损和结构变形。例如,车轮可能会失去正圆度,形成扁疤;而钢轨则可能因为持续受力而产生波形磨损。这些磨损和变形增强了振动的产生。同时,振动和噪声会通过钢轨传播到轨道附近的其他部件和结构上。例如,从扣件、铁垫板、轨枕,再到道床和桥隧结构,振动的影响逐渐向周围建筑物传递,最终,振动通过土壤介质对周围建筑物产生影响1。在振动的传播过程中,垂向振动起着主导
6、作用。这种振动主要由轨道的平顺度不良、车轮偏心以及车轮与钢轨的冲击碰撞等因素引起。垂向振动具有一些独特的特点,例如传播距离较远、衰减速度相对较慢,并给人带来强烈的振动感。2 振动与噪声设计要求2.1 振动源强按照城市轨道交通振动和噪声控制简明手册,某地铁线路振动源强设为87.2dB,投入运营一年之后,对地下段振动强度展开测量,测得地下段普通线路隧道壁为59-87dB之间,高架段振动源强交叉渡线梁体75-89dB,曲线R430梁体76-88dB,速度100km/h高架段梁体70-88dB。经过对以上数据的分析比较便可了解到,其中一些区段存在测量值超过设计标准的问题。设计振动源强需要根据列车型号、
7、行驶速度、轨道特征加以确定,当面临制动、加速地段振动源强较高的状况,则要加强对设计工作的把控,面对线路变坡、车站位置变更等状况也必须要及时调整为合适减振等级2。2.2 传播路径主要包括:高架段,传播到梁体、横梁、桥墩、桥台、基础;地下段,传播至隧道结构、围岩等。2.3 衰减规律振动衰减总体上会伴随距离的增加而逐渐趋向稳定。TECHNOLOGY AND INFORMATION交通与信息化科学与信息化2023年10月上 167岩石地质环境下,根据某工程测量结果,在100m以内,振动衰减28dB,衰减率为每米0.28dB;在中砂环境下,100m以内,振动衰减40dB,衰减率为每米0.4dB;在黏土环
8、境下,60m以内,衰减25dB,衰减率为每米0.42dB。当密度越高、结构颗粒愈发紧密,则衰减性能愈低;密度偏低且结构颗粒致密性不强时,衰减性能愈强。2.4 振动限值说明人类对于振动容忍的限值范围,和人身体的姿势、所处方位、身体健康状态、个人感觉灵敏性以及承受能力存在紧密关联。根据有关统计可知,振动强度低于65dB时,就不会对人类的睡眠带来明显影响;而若是振动强度大于70dB,则会对人类的睡眠带来明显影响。2.5 二次噪声限值说明建筑物室内二次辐射噪声是指由空调、通风系统、电子设备等在建筑内部产生的低频噪声。这种噪声主要集中在几百赫兹以下的频率范围内,其特点是波长较长、能够穿透墙壁和隔板,对于
9、居民的生活和工作环境造成一定的干扰。现行的噪声限值标准采用A计权处理方法来测量噪声级别。A计权是一种根据人的听觉特性进行加权处理的方法,能够更好地模拟人类对不同频率噪声的感知。然而,在几百赫兹以下低频噪声的情况下,A计权处理方法存在一定的局限性,并不能准确地反映其对人体的影响。根据统计数据,当室内二次辐射噪声达到45dB(A)时,对居民的影响和主观反馈将会非常明显。这种噪声水平已经超过了人们在室内环境下对于噪声的容忍度。居民可能会感到不适、疲劳和精神紧张,严重影响睡眠品质和生活质量。3 现有减振降噪技术及适用方向3.1 轨道设备结构方面3.1.1 扣件减振。扣件减振是一种常见的减振技术,它通过
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