城市轨道交通减震降噪技术发展现状.doc

城市轨道交通减震降噪技术发展现状与未来摘要：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，介绍并分析了目前重要的轨道减振措施的特点与优缺陷，对目前减振效果最佳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2023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2081.13km，车站1378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实验研究。我国轨道减振研究起步较晚，初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年初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体分为以下几种：轮轨噪声：由轮轨互相作用引起的噪音；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：由受电弓和电线互相摩擦引起的噪音；构造物二次噪声：列车振动引起桥梁、隧道或周边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，以及经济与环境协调可连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用减振措施，以满足国家环境保护及相关规范规定。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，而人们对城市环境规定更为严格，特别是在夜间，对于地铁运营产生的振动响应更为敏感。研究发现，即使振动水平处在65dB“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；当振动水平处在62dB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规定。2我国城市轨道交通轨道减振现状特性目前，我国城市轨道交通轨道减振领域现状特性是需求总量大、产品种类多、占全线比例高、减振规定复杂。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。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、中档减振措施、高等减振措施和特殊减振措施4个等级。一般减振措施。2023年4月正式实行的北京市地方标准《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-Ⅵ2）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，其重要作用是固定钢轨，以及在列车运营时为轨道提供必要的缓冲，涉及广泛应用于北京城市轨道交通的DT-Ⅵ2型和DT-Ⅶ2型扣件、在上海地铁与北京地铁普遍使用的WJ-2型扣件及广州地铁普遍使用的单趾弹簧扣件。（2）中档减振措施。中档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5～10dB，常用的中档减振措施重要有双刚度剪切型轨道减振器扣件（Ⅲ型、Ⅳ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10～15dB，重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，通过增长参振质量，减少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，以及橡胶浮置板道床和