轨道交通高架桥地段噪声控制分析

摘要：随着我国城市轨道交通的不断发展，轨道交通高架桥地段的噪声污染已经成为城市众多声源中重要噪声源，噪声覆盖广、强度高，对环境敏感区、密集住宅区的环境影响特别大。随着我国不断推进“两型社会”的建设，合理控制好噪声源，降低或杜绝噪音污染，已成为全社会关注焦点。

关键词：轨道交通；高架桥；噪声；控制

1 轨道交通高架桥地段噪声来源及分类

1.1 车辆自身噪声

这个主要是因为列车压缩机、牵引电动机、空调器、齿轮箱等设备运转产生的噪声，车辆性能的好坏将直接决定此噪声大小。这种噪声是轨道交通噪声主要来源之一。

1.2 车体与空气动力振动噪声

这种噪声是因为车体与空气摩擦而产生，列车运行速度越高，空气动力的噪声也就越大，有研究显示，它的增长以106量级速度增长。同时，线路结构、列车种类等也会对车体振动噪声有影响。

1.3 轮轨相互作用噪声

列车会通过一定速度在轨道上运行，轨道和车轮之间有着较强的摩擦和振动，由此向外界进行声波的辐射，这个是列车通过时噪声主要来源。轮轨噪声分冲击噪声、滚动噪声、尖啸噪声，主要是由于轨道和车辆相互作用产生，主要有机车本身动力作用；车辆和机车经一定速度通过动力作用；顺钢轨顶面不均匀磨耗及轨道不平。

1.4 轨道振动噪声

列车在高架轨道运行，轮轨之间由于相互作用的振动经由墩台、梁、基础传给地基，进而造成地基振动，进一步传至周围建筑物，造成建筑物振动并出现二次噪音污染。

2 轻轨振动产生机理及影响因素

2.1 产生机理

（1）列车行驶时，对轨道的重力加载产生的冲击，造成车轮与轨道结构的振动；

（2）轻轨车辆运行时，众多车轮与钢轨同时发生作用所产生的作用力，造成车辆与轨道结构（包括钢轨、构件、道床等）上的振动，实测表明振源处振级可达103dB；

（3）车轮滚过钢轨接缝处时，轮轨相互作用产生的车轮与钢轨结构的振动；

（4）轨道的不平顺和车轮的粗糙损伤等随机性激励产生的振动；

（5）车轮的偏心等周期性激励导致的振动。

2.2 影响因素

（1）在一定运行速度范围内，轻轨隧道振动振级随列车运行速度的增加而增加，大体上速度每增大1倍，振动振级增加约6dB；

（2）轮轨表面不规则，将使振级增加5～10dB，车轮不圆整将使振级增加10～22dB；

（3）在相同地质条件下，当隧道材料相同时，结构厚度增大1倍，墙壁振动可降低5～18dB，而混凝土单洞隧道振动低于铸铁或铸钢单洞隧道壁振动；三洞隧道结构振动低于双洞隧道结构振动，站台结构振动最低。

3 轨道交通高架桥地段噪声控制

3.1 轮轨噪声的控制

主要是控制轨道结构，例如：线路设计尽量不采用小半径曲线，对运营的小半径曲线应加强其维修养护，定期进行钢轨涂油工作，以减少轮轨摩擦产生的尖叫声；轨道设计采用重型轨道结构；对轨道结构采用减噪措施，如采用普通碎石道床；全线通长铺设无缝线路能有效减少噪声；在钢轨与轨枕、轨枕与道床之间增加弹性垫层、在轨腰处涂防噪层；定期打磨钢轨顶面，消除轨顶不平顺。

3.2 车辆自身降低噪声的措施

轨道交通高架桥地段产生的噪声是不可避免的，而要做的是尽量将噪声控制到最低分贝，降低对周围环境产生的噪声污染，首要做的是从列车自身进行改进，列车自身产生的噪声主要是受振动频率增大而产生的，要对列车上一些机械设备进行优化，降低列车运行机械设备产生的振动。例如，对牵引电动机的优化，可以采用线性牵引电动机，主要原理是省去了动力系统从旋转运动转变成直线运动的过程，也就省去了齿轮箱设备等传动机构，大幅度的减轻了轮轨之间产生的摩擦，减少了列车运行的噪声来源。另外，也可以考虑到列车自身的重量，列车的自重情况也直接影响到轮轨之间的噪声大小，通过减轻列车的自重来降低轮轨之间产生的噪声。

3.3 车辆吸声技术

在进行屏蔽隔声降噪处理时，选用的隔声材料。选择面密度大的材料要比面密度小的材料隔声性能要好。车辆的加速行驶噪声往往是在车辆后方约45°线上最大，对于不同的材料，当具有相同厚度时，而进气噪声对加速行驶噪声贡献最大。密度大的材料的隔声性能要好，样车发动机进气口覆盖件在车上的安装还有一定的拓延空间，阻尼大的材料要比内部阻尼小的材料隔声性能要好；尤其在覆盖件的下部，同样厚度时，与车体结构空间较大，劲度大的材料隔声性能要比劲度小的材料好。对覆盖件的边角尺寸进行适当的改进，孔洞和縫隙对隔声的影响孔洞和缝隙的存在会对隔声板的隔声效果带来不利影响，其面积越大影响也越严重。孔洞对隔声性能的影响主要在高频范围，可以起到一定的隔声效果，由于受孔洞中空气柱共振频率的影响，从而可以降低车辆的整车噪声，结构隔声量呈现周期性起伏变化。试验证明，适当地增大覆盖件的结构尺寸，缝隙对隔声性能的影响比洞更为严重，有助于控制进气噪声，在中低频段有较大的下降，以降低加速行驶噪声和整车噪声，洞对隔声构件的隔声性能影响还与位置有关。

3.4 阻断交通噪声传播

阻断交通噪声的传播主要从技术角度出发，在噪声源的两测设置隔离措施，例如绿化措施、声屏障、防声墙以及防噪堤。城市交通干道两侧不应连续布置板式建筑物，特别是高层板式建筑物，以避免形成交通噪声“峡谷”，这样不仅不利于噪声的衰减，反而会增强噪声的往复和反射形成混响；在两侧以住宅、办公、旅馆等建筑为主的城市街道，在用地条件允许的情况下，要适当增加行道树和步行道至建筑物的宽度，保持最低限度的噪声衰减距离或缓冲带；利用密集的松柏、侧柏等绿色长廊把机动车道与步行道隔离，在步行道和建筑之间再配以乔、灌木和草地的植物群落，可以收到一定的减噪效果，据研究稠密绿篱的全频带噪声级降低量的平均值为0.25～0.35dB/m，草地为0.1dB/m。高架上采用绿色“声屏障”，既能达到既抑制噪声，又美化城市的效果。

3.5 路面与轮胎控制

降噪路面是在普通的沥青路面或水泥混凝土路面结构层上铺筑一层具有很高空隙率的沥青混合料，其空隙率通常在15%～25%之间，有的甚至高达30%。国外研究资料表明，根据表面层厚度、使用时间、使用条件及养护状况的不同，与普通的沥青混凝土路面相比，此种路面可降低交通噪声3～8db。公路的噪声水平与车速、载重和道路表面结构等因素有关。对有控制噪声要求的道路应采用吸声效果好的路面结构，同时，禁止车辆超速、超载，并在重要路段设置声屏障，将噪声控制在国家标准允许范围内。

3.6 声屏障是地面和高架轨道交通采用的最常用的降噪方法

由于轨道交通的横截面通常尺寸紧凑，声屏障已经接近线路的设备限界，列车车身与屏障之间的距离很小，一般小于一米。车身外板的材料通常是不吸声的金属，如果声屏障也用不吸声或吸声系数很小的材料制成，则噪声的声波将在车身和声屏障间的窄弄中来回折射，最后从上方逸出，声屏障的降噪效果就很差，因此不吸声的隔声型声屏障不适合轨道交通。只有吸声系数大于0.8的声屏障才有比较好的降噪效果。

4 结语

综上所述，轨道交通高架桥地段噪声是由多方面因素构成的，因此，需要对产生的原因进行具体的分析，这样才能够采取针对性的措施对轨道交通高架桥地段噪声进行有效的控制。

参考文献

[1]王家红.市区道路的交通噪声产生原因及解决策略[J].消费导刊，2010（01）.

[2]薛丹.城市立交桥交通噪声污染现状及降噪效果分析[J].科技资讯，2010（01）.

作者简介：李润，男，1990.2.7，上海市，本科，助理工程师；研究方向：建筑 市政管理。

（作者单位：上海）