地鐵高架線環境振動和噪聲特點及其傳播規律研究

摘 要：為研究城市軌道交通高架橋線路環境振動與環境噪聲特點及其傳播規律，選取穿越居民區域典型高架橋線路段為研究對象，通過測試列車運行經過此線路段時車內振動和噪聲、沿線地面振動和周邊環境噪聲及沿線建筑物外環境噪聲等，系統地研究了列車通過高架橋沿線，車內車外環境振動和環境噪聲的頻譜特性及其分布，使用函數回歸擬合進一步研究其振動和噪聲的衰減規律。研究結果表明：車內噪聲、沿線周邊環境噪聲和沿線建筑物外環境噪聲主要頻率分布區間分別為：200～1 250Hz、20～1 000Hz和500～1 600Hz，列車輪軌滾動噪聲及橋梁振動輻射噪聲為主要噪聲源；車內振動主要頻率范圍在1 000Hz以下，低頻結構振動對車內噪聲的貢獻不可忽視；高架橋沿線地面振動和周邊環境噪聲隨距離的增加而呈指數衰減。研究結果對城市軌道交通高架橋線路的分析和測試評價及減振降噪具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：城市軌道交通；高架橋；環境振動；環境噪聲；振動衰減

中圖分類號：F259.22；U211.3；TB53 文獻標志碼：A DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.14.018

文章編號：1002-3100（2024）14-0092-07

Research on the Characteristics of Environmental Vibration and Environmental Noise of Metro Elevated Lines and Their Propagation Laws

（1. School of Urban Rail Transit， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 201620， China; 2. Shanghai Composite Material Science amp; Technology Co.，Ltd.， Shanghai 201112， China）

Abstract： In order to study the characteristics of environmental vibration and environmental noise of urban rail transit on viaducts， a typical metro elevated line in central residential area has been selected to carry out on-site noise and vibration measurements under normal traffics. The measurements include ground vibration and noise near the viaduct and the noise just outside the buildings， as well as in-car noise and vibration. The spectral characteristics of noise and vibration have been systematically studied to obtain features of attenuation. The results show that the main frequency ranges of rolling noise， noise near the viaduct and noise outside the building are 200～1 250Hz， 20～1 000Hz and 500～1 600Hz， respectively. Rolling noise and viaduct noise radiation are the main noise sources. The main frequency range of in-car vibration is below 1 000 Hz; low frequency noise and vibration near the viaduct decrease exponentially with the increase of distance. The results may provide some reference to evaluate the noise and vibration control for metro lines on viaducts.

Key words： urban rail transit; viaduct; environmental vibration; environmental noise; vibration attenuation

0 引 言

隨著城市現代化的快速發展，高架橋周圍的建筑物也越來越多，不斷增長的地鐵建設需求與居民生活質量之間存在矛盾。地鐵引起的環境噪聲和振動對周邊地區居民的日常生活造成了干擾[1-3]。

國內外學者從理論分析和現場實測兩方面對地鐵引起的噪聲和振動進行了大量研究。Sanayei等[4]研究發現，地面和建筑物的峰值振動水平通常在20 ～ 60 Hz頻率范圍內，地鐵振動的低頻影響引起了更多的關注。……