跨座式單軌交通運營期噪聲影響與防治措施研究

賈 凡

（山西省交通環(huán)境保護(hù)中心站（有限公司），山西 太原 030032）

跨座式單軌交通是城市軌道交通的一種，通過單根軌道支持、穩(wěn)定和導(dǎo)向車輛，車體使用橡膠輪胎，輪胎跨在軌道梁上行駛。跨座式單軌交通具有噪聲值低、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)等特點。本文將跨座式單軌交通運營期噪聲的產(chǎn)生、傳播、作用機(jī)理進(jìn)行分析，以重慶軌道交通二號線延伸段為例，說明跨座式單軌交通運營期噪聲的影響程度和防治措施[1]。

1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析

目前我國在北京、重慶等地的部分城市軌道交通采用了跨座式單軌交通，部分學(xué)者就列車運營產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行了分析。李兆華對跨座式單軌交通現(xiàn)狀與發(fā)展方向進(jìn)行了研究[2]；劉蘭華等人對技術(shù)導(dǎo)則中噪聲預(yù)測和參數(shù)修正進(jìn)行了合理性分析[3]；喻楊將噪聲的數(shù)值模擬分析運用到氣動噪聲特性中[4]。

從國內(nèi)研究成果來看，在跨座式單軌交通噪聲預(yù)測、影響方面取得了部分研究成果，但跨座式單軌交通具有一定的地域特點，且降噪措施方面國內(nèi)外研究較少，通過選擇特定項目開展專項研究具有必要性。

2 項目概況及噪聲防護(hù)措施

2.1 項目概況

重慶軌道交通二號線延伸段位于重慶市大渡口區(qū)和巴南區(qū)境內(nèi)，起點位于大渡口區(qū)的新山村站站后折返線終點，與軌道交通二號線相接，終點止于巴南區(qū)的魚洞站，與軌道交通三號線南延伸段相接。工程實際線路全長12.019 km，共涉及23 處聲環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，由于軌道沿公路中心線布設(shè)，環(huán)評階段現(xiàn)狀監(jiān)測及預(yù)測結(jié)果表明，軌道未建設(shè)時該區(qū)域環(huán)境噪聲超標(biāo)。

2.2 噪聲防護(hù)措施

重慶軌道交通二號線延伸段為跨座式單軌交通，全線為高架段，沿線均未設(shè)置聲屏障，采取使用充氣輪胎、齒形鋼板嵌接式伸縮縫等主動降噪措施進(jìn)行噪聲防治。

3 噪聲影響研究

3.1 噪聲源分析

重慶軌道交通二號線延伸段由高架線、車站、車輛段和變電站等設(shè)施組成，工程產(chǎn)生的噪聲主要包括軌道交通噪聲、車輛段等設(shè)施產(chǎn)生的噪聲。本文主要研究高架線列車運行噪聲，即沿線敏感點受到軌道上行駛列車產(chǎn)生的交通噪聲影響。

3.2 噪聲監(jiān)測布點原則

噪聲監(jiān)測點位選擇重慶軌道交通二號線延伸段沿線的代表性聲環(huán)境敏感點。監(jiān)測點位布置原則：

a）考慮單軌軌道交通實際噪聲影響范圍，重點選擇受軌道交通噪聲影響較大的敏感點進(jìn)行監(jiān)測。

b）監(jiān)測單位盡量覆蓋建設(shè)前期測點和建設(shè)前期預(yù)測超標(biāo)較大的敏感點。

c）根據(jù)軌道交通兩側(cè)建筑物的高度、軌道交通軌道的高度進(jìn)行垂直監(jiān)測布點，了解軌道交通噪聲垂直分布情況。

d）考慮噪聲實際影響范圍，監(jiān)測點位主要設(shè)在臨路第一排面對軌道和城市主干道一側(cè)。

e）考慮到軌道交通全線在城市主干道西城大道、渝南大道C 段中央隔離帶敷設(shè)，且目前西城大道、渝南大道C 段車流量較大，為判斷城市軌道交通噪聲貢獻(xiàn)值、軌道交通噪聲影響程度，布點時同時布置軌道交通環(huán)境噪聲監(jiān)測點（有列車通過時監(jiān)測）和背景噪聲監(jiān)測點（即無列車通過時監(jiān)測），便于分析軌道交通噪聲實際的影響程度。

3.3 噪聲監(jiān)測結(jié)果及分析

3.3.1 工程建設(shè)前后噪聲監(jiān)測結(jié)果及對比分析

為分析軌道交通列車運行對沿線聲環(huán)境質(zhì)量的影響，將項目建設(shè)前和項目運營后噪聲監(jiān)測值進(jìn)行對比分析（建設(shè)前監(jiān)測結(jié)果為項目未建設(shè)時噪聲監(jiān)測值，驗收監(jiān)測結(jié)果為運營后噪聲監(jiān)測值），噪聲監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 軌道交通建設(shè)前后敏感點噪聲值統(tǒng)計一覽表

通過實地考察，項目開工后軌道下方的西城大道、渝南大道C 段未進(jìn)行改擴(kuò)建，項目建設(shè)前期的噪聲現(xiàn)狀監(jiān)測值具有代表性。項目運營期和項目建設(shè)前共同聲環(huán)境敏感點共16 處，綜合建設(shè)前后兩次監(jiān)測結(jié)果，晝間、夜間聲環(huán)境質(zhì)量變化為：

a）晝間 12 處敏感點實際環(huán)境噪聲值較建設(shè)前降低，減少量為0.7～4.9 dB；3 處敏感點實際環(huán)境噪聲值較建設(shè)前增加，增加量為0.8～2.8 dB；1 處敏感點實際環(huán)境噪聲值與建設(shè)前一致。

b）夜間 13 處敏感點實際環(huán)境噪聲值較建設(shè)前降低，減少量為0.7～11.7 dB；3 處敏感點實際環(huán)境噪聲值較建設(shè)前增加，增加量為0.6～4.3 dB。

綜上，大部分敏感點實際聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀比建設(shè)前有所改善，3 處敏感點較建設(shè)前增加。經(jīng)調(diào)查分析，改善原因為公路改擴(kuò)建后路面更加平整、車輛滯留時間短使得噪聲產(chǎn)生量減少，增加的主要原因是城市主干道車流量較項目建設(shè)前大幅度增加。

3.3.2 實際監(jiān)測結(jié)果與建設(shè)前預(yù)測結(jié)果對比分析

為分析軌道交通列車運行對沿線聲環(huán)境質(zhì)量的影響，將實際監(jiān)測結(jié)果與建設(shè)前預(yù)測結(jié)果進(jìn)行對比分析。

本項目建設(shè)前期對各敏感點環(huán)境噪聲（有列車通過時噪聲）和背景噪聲（無列車通過時噪聲）進(jìn)行了預(yù)測，預(yù)測結(jié)果表明晝間和夜間噪聲值部分超標(biāo)，這與運營期實際聲環(huán)境敏感點噪聲監(jiān)測情況基本一致。

運營期測量值較建設(shè)前期預(yù)測噪聲值變化情況：4a 類區(qū)晝間最大值減少0.8 dB，夜間最大值減少7.4 dB；2 類區(qū)晝間最大值減少0.5 dB，夜間最大值減少0.4 dB，運營期聲環(huán)境質(zhì)量與建設(shè)前期預(yù)測結(jié)果基本一致，且影響有所降低，未導(dǎo)致軌道交通沿線聲環(huán)境質(zhì)量惡化。

3.3.3 噪聲影響分析

重慶軌道交通二號線延伸段沿線聲環(huán)境質(zhì)量較建設(shè)前期未惡化，列車噪聲貢獻(xiàn)值較小，對環(huán)境噪聲值增量較小，超標(biāo)敏感點均主要受到城市道路交通噪聲影響，項目沿重慶大渡口區(qū)西城大道和巴南區(qū)渝南大道布設(shè)，區(qū)域其他噪聲源為城市主干道交通噪聲和沿線社會生活噪聲，本項目為次要噪聲影響。

4 噪聲防治措施研究

重慶軌道交通二號線延伸段未采取設(shè)置聲屏障等傳統(tǒng)交通噪聲防治措施，而是通過采取使用充氣輪胎、齒形鋼板嵌接式伸縮縫等主動降噪措施減少噪聲的產(chǎn)生，監(jiān)測結(jié)果表明上述措施能有效減少列車運行對聲環(huán)境的影響。

a）單軌跨座式軌道交通不具備安裝聲屏障條件原因如下：

（a）跨座式單軌結(jié)構(gòu)形式區(qū)間只有軌道梁，車輛騎跨在軌道梁上運行，軌道梁上無安裝聲屏障的條件。

（b）若將聲屏障安裝在軌道梁下方的橋墩蓋梁上，兩個墩柱間距離約10～40 m，聲屏障僅能固定在蓋梁側(cè)面，會影響蓋梁強(qiáng)度產(chǎn)生安全隱患，且固定點之間距離太遠(yuǎn)，無法滿足聲屏障的安裝條件，此方案不可行。

（c）如果從地面安裝聲屏障，車輛在路面投影寬度為3 m，中央綠化帶寬度約2.5 m，聲屏障將侵占道路寬度，且從地面延伸到車輛位置，聲屏障面積太大，造價太高，此方案亦不可行。

（d）通過查閱國內(nèi)外跨座式單軌交通工程設(shè)計資料及已運營工程的驗收材料，沒有在跨座式單軌安裝聲屏障先例，安裝聲屏障技術(shù)不成熟。

b）采取使用充氣輪胎、齒形鋼板嵌接式伸縮縫等主動降噪措施原因如下：

（a）充氣輪胎。走行輪、導(dǎo)向輪、穩(wěn)定輪均為橡膠輪胎。走行輪系無內(nèi)胎鋼絲橡膠輪胎，內(nèi)充氮氣。導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪都是帶有尼龍絲橡膠輪胎，內(nèi)充壓縮空氣或氮氣。輪胎與軌道為柔性接觸，可有效減少車輛行駛產(chǎn)生的噪聲與振動。

（b）齒形鋼板嵌接式伸縮縫。軌道梁伸縮縫采用在軌道梁上承重輪、導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪走行面上分別設(shè)置齒形板，每個梁端設(shè)5 片，梁縫間前后兩片梁梁端的齒形板相互吻合，其安裝精確度應(yīng)達(dá)到軌道梁的要求。齒形鋼板嵌接式伸縮縫可保證列車在軌道梁上平穩(wěn)運行，減少因車輛通過伸縮縫產(chǎn)生顛簸，減少噪聲與振動。

5 結(jié)語

跨座式單軌交通噪聲的產(chǎn)生、傳播、作用機(jī)理較為復(fù)雜，現(xiàn)階段噪聲防治措施多采取主動降噪措施，其他噪聲防治措施還處于探索階段，需采取更加合理、有效、先進(jìn)的噪聲防治措施減少軌道交通噪聲對沿線聲環(huán)境敏感點的影響。