城市軌道交通減振降噪分析及工程措施初探

于占洋+莊嚴

摘 要：在經濟全球化和市場經濟條件下，我國綜合國力增強，國際地位越來越高，但我國仍處于發展中國家，要想在世界中處于不敗地位，就要不斷提高自身實力，加快城市建設就是其中的一項重要內容。城市軌道交通的發展是城市建設中不可或缺的一部分，越來越多的城市在城市軌道建設方面下了很大的力度，國家、政府在這方面也給予了很大的政策支持。該文通過對城市軌道交通減振降噪的分析提出相應有針對性的解決措施，希望對城市軌道交通減振降噪工作有所幫助。

關鍵詞：城市軌道交通 減振降噪 措施

中圖分類號：U239.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（b）-0077-02

我國人口眾多，社會發展迅速，在城市發展的過程中交通堵塞現象明顯，很多城市選擇開通城市軌道交通的方式來解決城市交通堵塞問題。城市軌道交通的開通為人們的生活提供了便利，緩解了交通堵塞的壓力的同時也產生了振動與噪聲污染，影響著人們的日常工作與生活。所以怎樣有效控制城市軌道的振動與噪聲問題就尤為重要。

1 相關的規定制度

在《地鐵設計規范》中明確規定，關于“環境保護”和“軌道”兩方面內容，要嚴格遵守《城市區域環境振動標準》指出的軌道在運營的過程中要根據實際情況采取減振軌道來達到環境保護對周邊的減振、降噪要求[1]。《地鐵設計規范》還對要保護的建筑物類型和相應的減振措施進行描述。其中，要保護的建筑物類型按減振程度分為一般減振、較高減振和特殊減振。針對一般減振，要采取無縫新路、彈性分開式扣件、整體道床或碎石道床的措施來達到減振的目的；針對較高減振，比如：住宅區、賓館、機關單位等區域要采取軌道減振器、扣件、彈性短枕式整體道床等措施來達到減振的目的；針對特殊減振，比如：醫院、學校、音樂廳、精密儀器廠、文物保護和高級賓館等區域要采取橡膠浮置板道床、彈簧浮置板道床等措施來達到減振的目的。

《地鐵設計規范》規定要按照項目環境評估報告和《城市區域環境振動標準》來確定減振的具體位置、減振等級和相應的措施，在征求意見時具有高度的原則性。而《城市區域環境振動標準》還不夠完善，其對城市軌道交通沿線區域中的環境保護區界定不明顯，不具備相應的振動測量方法，在環境限值方面也沒有明確的規定[2]。這種沒有針對性的條文文件在長時間的實行過程中會暴露出很多弊端，會引起爭議，不利于城市軌道交通工作的實際開展。《地鐵設計規范》和《環境振動標準》的完善可以促進城市軌道交通減振降噪工作的開展。

2 城市軌道交通減振降噪措施

2.1 鋼軌類減振措施

重型鋼軌和無縫線路在城市軌道交通減振降噪中被廣泛應用，受到了一致好評。研究顯示，60 kg/m的鋼鐵振動強度比50 kg/m的鋼軌要低10%，這就說明60 kg/m的重型鋼軌可以大大減少鋼軌的振動頻率，進一步降低鋼軌的振動強度，最后使鋼軌輻射的噪聲水平下降[3]。所以采用無縫線路技術可以消除普通鋼軌接頭，提高城市軌道的平順性，以達到降低輪軌沖擊引起的振動和噪聲的目的。

阻尼鋼軌可以有效抑制鋼軌的振動。阻尼鋼軌是在鋼軌兩側和軌底設置的由高阻尼材料和約束層構成的一種阻尼復合板。理論上，阻尼鋼軌可以通過將鋼軌振動能量轉化成熱能的方式來吸收消耗振動能量。在正線與測試線的測試中可以發現，鋼軌減振的應用對降低直線段滾動噪聲和曲線段噪聲都有著顯著的效果。

2.2 扣件類減振措施

常見的減振扣件分為先鋒扣件、軌道減振器、洛德扣件和Z系列扣件四類。其中，先鋒扣件在軌頭下顎及軌腰支撐鋼軌，鋼軌就會呈現出一種懸空狀態，在此基礎上再利用懸空鋼軌和軌座底板之間的縫隙，解決振動和噪聲的控制問題。其因獨特的設計方法與應用，比其他的高彈性扣件減振效果明顯。但其自身也存在弊端，就是靜剛度低，軌距控制能力差；軌道減振器又被稱為科隆蛋，屬于硫化粘結型扣件，因其減振效果較好，被廣泛應用在減振要求較高的地區；洛德扣件與軌道減振器較為相似，也是硫化粘結型，因其橡膠與鐵墊板采用了硫化技術，所以在國外應用較廣，在國內沒有被廣泛應用；Z系列扣件將橡膠墊板和鐵墊板分開，在使用的過程中可以根據實際情況更換橡膠，重復使用鐵墊板，減振效果和洛德扣件一樣。

2.3 軌枕類減振措施

彈性軌枕由彈性長軌枕和彈性短軌枕兩部分組成。彈性短軌枕又是由混凝土短軌枕、橡膠套靴和塊下橡膠墊板構成。其優點是結構簡單，施工方便，成本低，在我國的城市軌道交通中廣泛應用。但其也存在一些缺點，比如：對地面質量要求較高、軌距保持能力弱、軌距和軌底坡調整不方便、養護更換頻率高、橡膠包套容易進水、減振效果下降、彎道鋼軌波磨損嚴重[4]。這些缺點的存在容易導致短枕吊空現象的出現，而此類現象在上海等地的城市軌道交通中出現過。

彈性長軌枕與一般混凝土軌枕采用一樣的軌枕，其質量比彈性短軌枕大，減振效果更為明顯，所以彈性長軌枕在城市軌道交通中應用更為廣泛。

2.4 道床類減振措施

道床類減振措施則是采用了質量-彈簧系統，在軌道頂部建筑和基礎之間插入一個頻率低于激振頻率的線性諧振器。同時通過質量-彈簧系統的慣性運動來減少列車運行過程中產生的振動，再傳遞給隧道的主體結構，實現減振的目的。梯形軌枕軌道系統又屬于輕型質量-彈簧系統，是由預應力縱梁和鋼管制的橫向連接桿兩部分組成，其減振效果特別明顯，在北京、廣州等地的城市軌道交通中被廣泛應用。而道床類減振措施又包括鋼彈簧浮置板和橡膠浮置板道床，橡膠浮置板又可分為整體支承、線性支承和分布式支承3種，橡膠浮置板可以達到中檔減振效果。但其也存在著橡膠支承塊在浮置板下面，不易于更換；對振源較低的部分效果不明顯；易老化，壽命短等缺點[5]。鋼彈浮置板比橡膠浮置板的隔振效果更好、固有頻率更低、使用壽命更長，更方便維修，可以滿足不同區域和施工進度的要求，在各大城市軌道交通減振降噪工作中被采用。

3 結語

綜上所述，隨著城市建設腳步的加快，城市軌道交通業的蓬勃發展，城市軌道交通減振降噪問題也日漸突出，為了人民更好的生活、工作，就一定要解決城市軌道交通中存在的振動和噪聲問題。該文在分析當前我國城市軌道交通形勢的基礎上，進一步深入分析了有關的法律規定，通過對鋼軌類減振措施、扣件類減振措施、軌枕類減振措施和道床類減振措施構成原理、基本性能和優點缺點的比較研究，對城市軌道交通的工程措施有了一個新的理解。希望該文的論述能為城市軌道交通減振降噪工程做出貢獻。

參考文獻

[1] 張朋成，王雨，曾仲毅.城市軌道交通減振降噪措施分級比選研究[J].科技資訊，2013，1（26）：133-137.

[2] 毛東興，張曉潔.城市軌道交通浮置式減振措施的減振降噪效果[J].環境工程，2012，10（S1）：47-52.

[3] 孫洪強.簡析城市軌道交通減振降噪措施[J].現代城市軌道交通，2012，8（4）：60-63.

[4] 李建斌.城市軌道交通軌道減振降噪設計研究[J].石家莊鐵道大學學報：自然科學版，2011，11（1）：73-77.

[5] 謝詠梅，杜蘊慧.城市軌道交通環境影響評價存在的問題及對策[J].都市快軌交通，2014，12（4）：5-8.