大型线正下式火车站噪声防治研究以佛山西站为例

王海涵

一、佛山西站枢纽概况

该车站处在佛山西北部，桂丹路东北侧的平塘村，和市区的距离将近4km，东侧是交通要道兴塱路、南侧是桂丹路、西侧为工业大道、北侧为兴业路。佛山火车西站噪声有如下几个来源：火车进、出车站的噪声；火车快速前行的振动以及空气噪声；往返人流噪声；各种设备的机械噪声。

二、佛山火车西站轨道交通噪声控制系列研究

该车站的高架站房形式以及进站方式比较独特，会引起较严重的噪声污染，主要包括机车噪声、鸣笛噪声、气动噪声、桥梁噪声和轮轨噪声，下面对佛山火车西站这种高架铁路条件下的轨道交通噪声控制措施具体说明。

1. 佛山火车西站机车、气动和桥梁噪声控制措施

（1）控制机车噪声

采取有效的措施使列车能够尽量平稳地行驶，对列车的部分装置改良，比如使用更长的裙板、优化转向架、在重要位置布置减震器等，从而避免产生过大的噪声。

（2）气动噪声的防治措施

针对此类噪声，可以采取的措施有：使列车和接触网更加靠近、优化悬挂方式、采用新型受电弓、降低受电弓用量等。

（3）桥梁噪声的防治措施

列车在驶入、驶离时，因编组道岔、制动，或攀高、俯冲，都会造成严重的尖叫噪声。因此，降低桥梁挠曲，应该科学地设计桥墩距离，在合理范围内增厚桥板。本车站整体为框架结构，部分区域采用桥结构，站台层和候车室上部楼板结合起来，进一步巩固站台层的稳定性，将挠曲变形、共振控制在更低范围内，这样交通噪声就会显著减轻。

高架桥形式选择和枕轨垫层方面如采用的石碴能够起到吸收噪声的作用，使噪声降低6.2dB。因此，本车站最好选择有碴轨道。

2. 佛山火车西站轮轨噪声控制措施

（1）采用阻尼材料

列车进入和离开车站部位，应该布置重型焊接长轨，从而在一定程度上抑制轨接缝导致的振动噪声。另外，在枕木下部，或者是混凝土和轨道中间垫上一层弹性材料，能够进一步减小振动噪声。在轮轨和站台中间的侧壁处布置矿棉、使用防振钢轨等，都能起到减小噪音的作用。

图1 高架轨道空间剖面图

佛山火车西站的大顶棚下是巨大的空间，建筑和站台完全融为一体，来自行驶列车的振动噪声经过车站结构传递到候车室等区域，其频率会影响到车站内部空间中的交流。所以，结构不应该通过刚性方式相连，而是应该通过阻尼材料或弹性结构相连。在加强肋骨、抑声板的中间布置弹性隔振器（详见下图），能够抑制振动的传播。

图2 振动结构连接板设计图

隔振器的元件有两种选择，即金属弹簧、防振橡胶。前者的优势主要体现为固有频率低、耐用性强、对环境的干扰性强、低频隔振效果好。后者的优势则主要体现在减轻噪音、隔振、缓冲等方面，并且加工方便，能够和金属稳定地粘结在一起。通过柔性扣件将钢轨连接在一起，起到良好的隔振效果。比如在列车驶入车站的地方采用这种设计，有助于减缓振动。

高架轨道线路中应用柔性扣件，能够在很大程度上降低振动噪声，避免沿线居民受到过大噪声的困扰。很多国家的高架桥都应用了这一设计，尤其是在日本，柔性扣件能够将噪声减小3dB（A），所以，本车站在构筑轨道时，也应该应用该设计。

（2）吸振措施

LVT（弹性支承块轨道结构）能够起到良好的吸收作用。这种结构包括了弹性支承块、道床板、混凝土底座等；LVT在块下和轨下布置了橡胶垫板，二者分别提供垂直和水平方向上的弹性；它能够有效地模拟有碴轨道的振动性。这样的设计在国外早已得到了实践的验证，并广泛普及。

（3）采用有碴轨道

经过前文的分析可知，相比无碴轨道，有碴轨道具有更好地降低噪声的功能，因此本车站应该铺设有碴轨道。

（4）其他措施

列车尽量选择流线式外形，以及更为平整的轨道，改良踏面，采用橡胶构件隔离振动。

上述几条措施早已得到了实践的检验。所以，在对本车站进行声学设计时，要充分考虑现场的条件，应用有效的防振减噪措施，满足声学方面的要求。

三、 佛山火车西站设备振动所产生的固体传声的隔振设计

佛山火车西站最大的噪声来源之一即为设备噪，比如水泵、空调、冷冻泵等设备及其管道在运行的过程中都会产生噪声。

1. 水泵机组及其管道、电缆管的噪声控制措施及隔振设计

（1）水泵隔振

运行双层阻尼弹簧减振系统，也就是上层混凝土台座（500×500×100）＋ ZDII-80型上层减振器＋下层混凝土台座（660×660×100）＋ ZDII-120型下层减振器。下层建造混凝土台座，上下层使用减震器，具体安装如图3所示。

图3 水泵双层隔振示意图

（2）管道隔振

①水管两侧均应采用XGD2-150-12型双球体橡胶挠性接管，水泵上采用挠性接管，具体安装情况如下图5所示。

②水泵出水口位置应该布置双层隔振支架，上、下层分别是DT-150型托架减振器、PB-160型双层板式橡胶隔振器。水泵进出水管安装双层隔振支架，其中DT－150型，PB-160型，分水缸和集水缸托架需DT—400型，PB－160型。具体安装方式如下图4。

图4 管道支撑隔振安装示意图

（3）电缆管道隔振

最好把电缆管道吊装为XDJ-40型橡胶吊架减振器，具体安装见图5。

图5 电缆管道支撑隔振安装示意图

（4）在水管穿过壁面位置，塞入弹性材料。

2. 冷冻泵机组及其管道、电缆管的噪声控制措施及隔振设计

冷冻机组建议选用德国的NORMA201－330E型空调冷却水循环泵和NORMA151-400.2F型空调冷冻水循环泵，其参数为：功率55kW、转速1475rpm，流量是550m3/h，冷却泵和电机总质量是882kg，水泥块重量760kg，水泥块尺寸是2000×1000×140mm，原减振器型号：Z D I I－2 4 0，水管尺寸：φ325×8mm～φ530×9mm。冷却泵进水管道支撑部位（木板）最好选择弹性托架。

隔振系统设计：

（1）在全部水泵进、出水管道上布置XGD2－300－III型橡胶挠性接管。

（2） 在冷却泵管道支撑上，本车站应该应用DT型托架减振器以及ZDII型阻尼弹簧减振器，起到双层隔振的作用。基于现场的状况，确定隔振托架的高度，具体安装如下图6、7所示：

图6 冷冻泵、冷却泵系统隔振示意图

图7 管道支撑隔振安装示意图

3.空调机房及其管道、电缆管的噪声控制措施及隔振设计

（1）空调机房降噪

风机房应该具有良好的密封性，同时采取有效的通风措施。在屋顶和侧墙上布置通风用阻性消声器，在机房内墙或顶部采取吸声措施。

如果是大规模高压离心风机，对风机房进行有效的改造，从而降低噪声。避免机组噪声传播到风机房外，确保该区域的安静。

风机房应该选择消声道结构，这样就能起到更好的降噪效果，为大尺寸鼓风机布置隔音间、消声道。

在对管道采取吸声措施时，考虑到静压箱释放的气流具有较高的速度，气流因此进入到管道中，所以应该应用聚氨酯泡沫塑料类吸声材料和加护面。如果需要使用多孔纤维吸声材料，则应该选择穿孔板吸声结构，避免纤维材料在气流的吹动下进入空调房间中。

风机房应该安装3L22WD型罗茨鼓风机，风量为3.03m3/min、重量为240kg（运转重量为312kg），转速是1450rpm。为风机构筑的混凝土台座长宽高是1315×513×200，重量是370kg。

（2）风机隔振

橡胶隔振垫最好应用ZD型阻尼弹簧复合减振器，为常用风机配备ZD－120型减振器，为备用风机配备ZD－80减振器，具体安装详见下图9。

图8 鼓风机隔振安装示意图

① 风机应该选择XGD2－100－12型橡胶挠性接管（双球体），将其布置在出口垂直风管里面。

② 管道支撑和吊装建议统一选择弹性减振装置，如DT－100型托架减振器，JG2－1型橡胶剪切隔振器。XDJ－40型橡胶吊架，机房外管道吊装。按照和水泵房统一的方式进行安装，安装位置和当前的支承点是一致的。

③管道穿过墙壁、地面位置，塞入弹性材料。

（3）管道隔振

进、出水管建议最好通过DT型托架减振器和ZDII型阻尼弹簧减振器来隔振， 这里面：DT型托架减振器，ZDII型阻尼弹簧减振器。

①托架1和2位置： DT－426型托架减振器，ZDII－160型阻尼弹簧减振器。

② 托架3位置： DT－426型托架减振器，ZDII－240型阻尼弹簧减振器。

③托架4、5、6、7和8位置： DT－426型托架减振器，ZDII－320型阻尼弹簧减振器。

④组合托架9处：DT－219型托架减振器， DT－426型托架减振器，DT－273型托架减振器，DT－325型托架减振器， ZDII－320型阻尼弹簧减振器。托架里面的垂直支撑梁能够朝着中心移动，另外还需确保垂直支撑梁分布的均匀性。

⑤组合托架10处：如：DT－273型托架减振器，DT－219型托架减振器，DT－325型托架减振器， ZDII－320型阻尼弹簧减振器 。托架里面的垂直支撑梁能够朝着中心移动，另外还需确保垂直支撑梁分布的均匀性。

管道吊架通过DT型托架减振器和XHS、XJD型阻尼弹簧减振器起到双层隔振效果，如：DT型托架减振器，XHS、XJD型阻尼弹簧减振器。

电缆管道吊装选择XHS、XJD型阻尼弹簧减振器吊架。

水管穿越墙壁位置，避免二者的刚性接触。

风机和配套管道选择XHS、XJD型阻尼弹簧减振器吊架。

电缆管道的隔振，电缆管道吊装与机房平顶连接最好应用XDJ型橡胶吊架减振器。

这些设备用房内的墙面和顶棚也应布置及声材料，以便吸声减噪。设备房与其它房间之间的隔墙应采用厚重的隔墙，加强其隔声效果。

四、结语

本文对此所做的研究结论和措施总结如下：

1.能够有效抑制各种噪声的措施有：（1）机车噪声：采取有效的措施使列车能够尽量平稳的行驶，对列车的部分装置进行改良。（2）控制气动噪声：使列车和接触网更加靠近、优化悬挂方式、采用新型受电弓、降低受电弓用量等。（3）控制桥梁噪声：将梁板柱结构加厚加重，进一步巩固站台层的稳定性，将挠曲变形、共振控制在更低范围内，这样交通噪声就会显著减轻。

2.轮轨噪声控制措施：浮筑基板；在站台层结构与站房结构之间加入隔振器；在轮缘和轮辐的交界位置布置弹性连接装置，在轨道侧部覆盖一层阻尼材料；对于高架桥而言，应用桥结构也有助于减小轮轨噪声。

3.设备振动噪声控制措施：在重要设备下方设置阻尼弹簧减振系统；设备用房内的墙面和顶棚也应布置及声材料。设备房与其它房间之间的隔墙应采用厚重的隔墙，加强其隔声效果。