高速轨道交通减振降噪技术的研究.docx

高速轨道交通减振降噪技术的研究
过量的噪声和振动将严峻影响乘客和轨道交通沿线人们正常的生活、工作和休息、损害身心安康、降低工作效率；另一方面，噪声和振动还可能引起轨道交通系统相应的设备和构造以及周边建筑物和设备的疲惫损坏，缩短有效使用寿命。由此，轨道交通噪声和振动的掌握已成为改善乘客舒适性和环境爱护的重要内容之一。所以，减小列车的振动和噪声水平、削减轨道交通引起的振动和噪声问题就成为轨道交通车辆制造和系统建立中的非常重要的问题。轨道交通振动与噪声源主要包括：(1)主要振动源◆列车与构造的动态相互作用；◆车辆动力系统振动；◆轨道构造振动；◆轮轨不平顺；(2)主要噪声源◆轮轨噪声，包括滚动噪声、冲击噪声、摩擦噪声。◆构造噪声（由于轮轨外表相互作用产生的振动通过轨道、桥梁和地基等传递导致相应构造振动而辐射噪声）；◆车辆动力设备噪声，包括牵引电机、通风机以及压缩机等设备噪声，集电弓噪声；◆车辆运行时的空气动力噪声。针对轨道交通的振动和噪声掌握问题，开展过大量的讨论工作。主要围绕振源与声源掌握、振动传播与声传播掌握以及材料和构造掌握等三大方面绽开讨论并实行振动和噪声掌握措施。采纳弹性车轮、充气橡胶车轮、阻尼车轮及弹性踏面车轮等技术，通常可减振降噪到达2-10dBA。用转变车轮构造的方法来转变噪声的放射性能，降低轮轨噪声。国外的有些厂家，例如，德国通过把制动盘放在轮辐上来削减噪声的放射，其试验结果证明对1000Hz以上的噪声有明显的抑制作用，大约可降低噪声5dB左右。采纳减振降噪动力驱动系统，例如，运用线性电机驱动及径向转向架。温哥华、多伦多、底特律、大阪等在二十世纪八十年月的轨道交通系统中，采纳了线性电机车辆。此外，由于采纳径向转向架，车辆能顺当地通过曲线，削减轮轨磨耗和消退常规固定轴距转向架通过曲线时刺耳的尖叫声，所以，噪声比一般车辆降低近20dBA，特殊适用于高架轨道交通系统。轨道构造主要由钢轨、扣件及轨下根底组成。依据振动理论，轮轨之间的振动噪声与钢轨各部件的质量、刚度以及构造阻尼联系亲密。轨道构造的减振降噪，主要是通过转变构造参数来实现的。国外在轨道构造方面已尝试了很多减振降噪措施，主要有：1.采纳焊接长钢轨；2.采纳减振型钢轨；3.采纳减振型扣件；4.采纳减振型轨下根底；5.采纳钢轨打磨技术。这些措施均已被证明具有不同程度的减振降噪效果，适应于环境要求。减振型轨下根底的讨论也很有价值。为了适用于不同减振要求，各国都对传统的碎石道床与整体道床作了大量改良讨论工作，开发了各种减振型轨下根底。主要有：在碎石道床的根底上，研制了弹性轨枕道床和道碴垫道床，增加道床弹性，有效降低道碴振动，与一般碎石道床相比，其减振效果可达5-15dB。在整体道床根底上，有用技术有短轨枕包套式和弹性长轨枕整体道床。在日本新干线的特别减振地段，采纳了防振型板式轨道。在新加坡、香港地铁中，特别减振地段采纳浮置板构造，减振效果特别显著。进展轨道不平顺掌握也能获得很好的减振降噪结果。例如，钢轨打磨后，在振动频率为8-100Hz范围内，振动下降4-8dBA，站台上的振动下降5-15dBA。证明白掌握轨道不平顺是降低轮轨之间振动与噪声的有效措施。目前，国外高架桥构造大多采纳箱形梁形式。据日本在山手线对各种构造形式、断面形式和不同跨度的桥梁所进展的比照试验结果，说明控空板形式噪声最低。近年来，新建的巴黎地区快速铁路高架桥和新加坡高架铁道均采纳箱形梁。讨论箱形梁的减振降噪是国际上在这一领域的热点。吸声桥面和路面讨论。高架轨道交通线的桥面是声的反射面，降低桥面的声反射，可以大大降低轨道交通列车通过时的噪声。吸声构造讨论。高架轨道交通噪声的各个声源中，桥梁振动的辐射噪声对周边环境，尤其是低楼层噪声敏感区的声环境有较大影响。高吸声、安全、美观、易清洗保养是设计吸声构造的要点。声屏障是降低轨道交通运行噪声的有效措施。美国、日本、英国、法国、澳大利亚及香港地区，都在交通主干线上修建声屏障并取得了较好的噪声治理效果。声屏障是地面和高架轨道交通采纳的最常用的降噪方法。由于轨道交通的横截面通常尺寸紧凑，声屏障已经接近线路的设备限界，列车车身与屏障之间的距离很小，一般小于一米。车身外板的材料通常是不吸声的金属，假如声屏障也用不吸声或吸声系数很小的材料制成，则噪声的声波将在车身和声屏障间的窄弄中来回折射，最终从上方逸出，声屏障的降噪效果就很差，因此不吸声的隔声型声屏障不适合轨道交通。只有吸声系数大于0.8的声屏障才有比拟好的降噪效果。声屏障技术应用都比拟普遍，现有的吸声型声屏障均为板式构造。频带窄，尤其是低频段吸声系数小，通常吸声系数只有0.5左右，是现有吸声型声屏障（或组合型声屏障的吸声单元）的共同缺点。除此之外，现有吸声型声屏障还存在其他问题。总之，由于交通噪声主要成份分布在100～