軌道交通高架橋地段噪聲控制分析

摘要：隨著我國城市軌道交通的不斷發展，軌道交通高架橋地段的噪聲污染已經成為城市眾多聲源中重要噪聲源，噪聲覆蓋廣、強度高，對環境敏感區、密集住宅區的環境影響特別大。隨著我國不斷推進“兩型社會”的建設，合理控制好噪聲源，降低或杜絕噪音污染，已成為全社會關注焦點。

關鍵詞：軌道交通；高架橋；噪聲；控制

1 軌道交通高架橋地段噪聲來源及分類

1.1 車輛自身噪聲

這個主要是因為列車壓縮機、牽引電動機、空調器、齒輪箱等設備運轉產生的噪聲，車輛性能的好壞將直接決定此噪聲大小。這種噪聲是軌道交通噪聲主要來源之一。

1.2 車體與空氣動力振動噪聲

這種噪聲是因為車體與空氣摩擦而產生，列車運行速度越高，空氣動力的噪聲也就越大，有研究顯示，它的增長以106量級速度增長。同時，線路結構、列車種類等也會對車體振動噪聲有影響。

1.3 輪軌相互作用噪聲

列車會通過一定速度在軌道上運行，軌道和車輪之間有著較強的摩擦和振動，由此向外界進行聲波的輻射，這個是列車通過時噪聲主要來源。輪軌噪聲分沖擊噪聲、滾動噪聲、尖嘯噪聲，主要是由于軌道和車輛相互作用產生，主要有機車本身動力作用；車輛和機車經一定速度通過動力作用；順鋼軌頂面不均勻磨耗及軌道不平。

1.4 軌道振動噪聲

列車在高架軌道運行，輪軌之間由于相互作用的振動經由墩臺、梁、基礎傳給地基，進而造成地基振動，進一步傳至周圍建筑物，造成建筑物振動并出現二次噪音污染。

2 輕軌振動產生機理及影響因素

2.1 產生機理

（1）列車行駛時，對軌道的重力加載產生的沖擊，造成車輪與軌道結構的振動；

（2）輕軌車輛運行時，眾多車輪與鋼軌同時發生作用所產生的作用力，造成車輛與軌道結構（包括鋼軌、構件、道床等）上的振動，實測表明振源處振級可達103dB；

（3）車輪滾過鋼軌接縫處時，輪軌相互作用產生的車輪與鋼軌結構的振動；

（4）軌道的不平順和車輪的粗糙損傷等隨機性激勵產生的振動；

（5）車輪的偏心等周期性激勵導致的振動。

2.2 影響因素

（1）在一定運行速度范圍內，輕軌隧道振動振級隨列車運行速度的增加而增加，大體上速度每增大1倍，振動振級增加約6dB；

（2）輪軌表面不規則，將使振級增加5～10dB，車輪不圓整將使振級增加10～22dB；

（3）在相同地質條件下，當隧道材料相同時，結構厚度增大1倍，墻壁振動可降低5～18dB，而混凝土單洞隧道振動低于鑄鐵或鑄鋼單洞隧道壁振動；三洞隧道結構振動低于雙洞隧道結構振動，站臺結構振動最低。

3 軌道交通高架橋地段噪聲控制

3.1 輪軌噪聲的控制

主要是控制軌道結構，例如：線路設計盡量不采用小半徑曲線，對運營的小半徑曲線應加強其維修養護，定期進行鋼軌涂油工作，以減少輪軌摩擦產生的尖叫聲；軌道設計采用重型軌道結構；對軌道結構采用減噪措施，如采用普通碎石道床；全線通長鋪設無縫線路能有效減少噪聲；在鋼軌與軌枕、軌枕與道床之間增加彈性墊層、在軌腰處涂防噪層；定期打磨鋼軌頂面，消除軌頂不平順。

3.2 車輛自身降低噪聲的措施

軌道交通高架橋地段產生的噪聲是不可避免的，而要做的是盡量將噪聲控制到最低分貝，降低對周圍環境產生的噪聲污染，首要做的是從列車自身進行改進，列車自身產生的噪聲主要是受振動頻率增大而產生的，要對列車上一些機械設備進行優化，降低列車運行機械設備產生的振動。例如，對牽引電動機的優化，可以采用線性牽引電動機，主要原理是省去了動力系統從旋轉運動轉變成直線運動的過程，也就省去了齒輪箱設備等傳動機構，大幅度的減輕了輪軌之間產生的摩擦，減少了列車運行的噪聲來源。另外，也可以考慮到列車自身的重量，列車的自重情況也直接影響到輪軌之間的噪聲大小，通過減輕列車的自重來降低輪軌之間產生的噪聲。

3.3 車輛吸聲技術

在進行屏蔽隔聲降噪處理時，選用的隔聲材料。選擇面密度大的材料要比面密度小的材料隔聲性能要好。車輛的加速行駛噪聲往往是在車輛后方約45°線上最大，對于不同的材料，當具有相同厚度時，而進氣噪聲對加速行駛噪聲貢獻最大。密度大的材料的隔聲性能要好，樣車發動機進氣口覆蓋件在車上的安裝還有一定的拓延空間，阻尼大的材料要比內部阻尼小的材料隔聲性能要好；尤其在覆蓋件的下部，同樣厚度時，與車體結構空間較大，勁度大的材料隔聲性能要比勁度小的材料好。對覆蓋件的邊角尺寸進行適當的改進，孔洞和縫隙對隔聲的影響孔洞和縫隙的存在會對隔聲板的隔聲效果帶來不利影響，其面積越大影響也越嚴重。孔洞對隔聲性能的影響主要在高頻范圍，可以起到一定的隔聲效果，由于受孔洞中空氣柱共振頻率的影響，從而可以降低車輛的整車噪聲，結構隔聲量呈現周期性起伏變化。試驗證明，適當地增大覆蓋件的結構尺寸，縫隙對隔聲性能的影響比洞更為嚴重，有助于控制進氣噪聲，在中低頻段有較大的下降，以降低加速行駛噪聲和整車噪聲，洞對隔聲構件的隔聲性能影響還與位置有關。

3.4 阻斷交通噪聲傳播

阻斷交通噪聲的傳播主要從技術角度出發，在噪聲源的兩測設置隔離措施，例如綠化措施、聲屏障、防聲墻以及防噪堤。城市交通干道兩側不應連續布置板式建筑物，特別是高層板式建筑物，以避免形成交通噪聲“峽谷”，這樣不僅不利于噪聲的衰減，反而會增強噪聲的往復和反射形成混響；在兩側以住宅、辦公、旅館等建筑為主的城市街道，在用地條件允許的情況下，要適當增加行道樹和步行道至建筑物的寬度，保持最低限度的噪聲衰減距離或緩沖帶；利用密集的松柏、側柏等綠色長廊把機動車道與步行道隔離，在步行道和建筑之間再配以喬、灌木和草地的植物群落，可以收到一定的減噪效果，據研究稠密綠籬的全頻帶噪聲級降低量的平均值為0.25～0.35dB/m，草地為0.1dB/m。高架上采用綠色“聲屏障”，既能達到既抑制噪聲，又美化城市的效果。

3.5 路面與輪胎控制

降噪路面是在普通的瀝青路面或水泥混凝土路面結構層上鋪筑一層具有很高空隙率的瀝青混合料，其空隙率通常在15%～25%之間，有的甚至高達30%。國外研究資料表明，根據表面層厚度、使用時間、使用條件及養護狀況的不同，與普通的瀝青混凝土路面相比，此種路面可降低交通噪聲3～8db。公路的噪聲水平與車速、載重和道路表面結構等因素有關。對有控制噪聲要求的道路應采用吸聲效果好的路面結構，同時，禁止車輛超速、超載，并在重要路段設置聲屏障，將噪聲控制在國家標準允許范圍內。

3.6 聲屏障是地面和高架軌道交通采用的最常用的降噪方法

由于軌道交通的橫截面通常尺寸緊湊，聲屏障已經接近線路的設備限界，列車車身與屏障之間的距離很小，一般小于一米。車身外板的材料通常是不吸聲的金屬，如果聲屏障也用不吸聲或吸聲系數很小的材料制成，則噪聲的聲波將在車身和聲屏障間的窄弄中來回折射，最后從上方逸出，聲屏障的降噪效果就很差，因此不吸聲的隔聲型聲屏障不適合軌道交通。只有吸聲系數大于0.8的聲屏障才有比較好的降噪效果。

4 結語

綜上所述，軌道交通高架橋地段噪聲是由多方面因素構成的，因此，需要對產生的原因進行具體的分析，這樣才能夠采取針對性的措施對軌道交通高架橋地段噪聲進行有效的控制。

參考文獻

[1]王家紅.市區道路的交通噪聲產生原因及解決策略[J].消費導刊，2010（01）.

[2]薛丹.城市立交橋交通噪聲污染現狀及降噪效果分析[J].科技資訊，2010（01）.

作者簡介：李潤，男，1990.2.7，上海市，本科，助理工程師；研究方向：建筑 市政管理。

（作者單位：上海）