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噪声通过声源、途径、接受点3 个方面进行分类和研究。了解声源、途径、接受点就可以有针对性地寻求降低、衰减噪声的措施和途径, 对现存噪声进行防护, 最大限度地减少对人体造成的损害。城市轨道交通按产生噪声的声源可分为:轮轨噪声、车辆非动力噪声, 牵引动力噪声、高架轨道噪声及地下铁道的地面承载噪声等。 一、轮轨噪声 钢轨与车轮之间相互作用而产生的声响。车轮和轨道相接触处产生力的相互作用, 造成车轮和轨道的振动而向外辐射声波。轮轨噪声主要有摩擦噪声、撞击噪声和轰鸣噪声。 二、车辆非动力噪声 主要是指制动系统在实施制动时闸瓦与制动盘之间的摩擦振动, 它激发制动闸瓦片、闸瓦托架以及制动盘等产生自激振动形成噪声。此外, 还有制动悬挂连接件之间的间隙在运行中相互撞击产生的噪声等。 三、牵引动力系统噪声 牵引系统设备运转所产生的噪声, 包括牵引电机及其冷却风扇、齿轮箱以及空气压缩机的噪声, 它是城市轨道交通的主要噪声。近年的研究表明, 使用车裙与车下吸声处理相结合的措施可降低噪声。 四、高架轨道噪声 当列车行驶在高架铁路上时, 轮轨相互作用产生的振动通过轨道传递给支承结构, 支承结构将噪声向周边地区进行传播, 形成较高的噪声。抑制高架轨道噪声一方面可从降低钢轨振动的技术着手, 另一方面从限制传递给高架结构的振动考虑。沿轨道侧面设置声屏障, 可以降低钢轨噪声向周围地区的传播。 五、地下铁道的地面承载噪声 地下铁道轮轨间相互作用而产生的振动被传递给隧道结构, 继而又传向周围的土壤。振动通过土壤再向邻近的建筑物传播, 从而导致地下及墙壁的振动和噪声向建筑物内房间的第二次辐射, 它是一种低频声响。抑制和降低地面承载噪声和振动的措施: 1、车轮踏面的镟修、钢轨面的磨削以及采用无缝钢轨代替接缝钢轨等, 都有利于衰减轮轨相互作用而产生的振动和噪声, 同样也适用于降低地面承载噪声和振动。 2、在轨道和路基之间铺设一层弹性材料, 可以起到减弱振动传递的作用。另一种有效的措施是装设弹性的“ 浮置板面”的轨道路基, 即在钢轨与混凝土轨道基板面之间设置一层弹性垫板, 这种结构可以削弱被传递到隧道墙壁的振动噪声达10 dB(A)~ 20 dB 3. (A )。 3、在轨道和路基面之间采用碎石构成的道床, 可以起到衰减从钢轨向路基传递的振动和噪声, 这种道床还可以降低车内噪声级, 但采用这种道床要求有较大的隧道半径。
、噪声的产生与传播机理 轨道交通噪声主要来源于高架线路列车运行时轮轨的接触噪声、车辆非动力系统噪声(车辆的空压机、空调机、电动机等),以及桥梁结构的二次振动引起的辐射噪声、小半径曲线路段上车辆轮缘与钢轨间的摩擦声。噪声的大小与车辆型式、曲线半径、桥梁与轨道结构等因素有关。 二、噪声测试结果 在测试高架线路噪声时,桥面以上部分的噪声峰值大于桥面以下的噪声峰值。当列车以60~80 km/ h 速度行驶在高架线路上时,其噪声连续等效声级可达85~90 dB(A) ( 单列车通过) 。其噪声特点是声级高,作用时间长,且以中低频为主。 三、轨道交通噪声分析 结合噪声的产生和传播机理分析上述噪声测试结果,可以看出: 1、高架线箱梁下的噪声峰值为80 ~ 85 dB (A) ; 2、高架线路的噪声峰值一般超标量为10~ 15 dB(A) ; 3、随着建筑物距线路中心距离的增大,噪声峰值也有所衰减。建筑物距离线路中心30 m 处, 噪声可衰减5 dB (A) 左右。箱梁下的噪声高达80 dB (A) 以上,说明钢轨扣件和轨下基础减振效果差,轮轨动力作用直接传递到梁体,引起较大的二次噪声。
城市轨道交通按产生噪声的声源可分为:轮轨噪声、车辆非动力噪声、牵引动力系统噪声、高架轨道噪声、地下铁道的地面承载噪声等。 一、轮轨噪声 钢轨与车轮之间相互作用而产生的声响。这种相互作用在车轮和轨道相接触处产生力的作用,造成车轮和轨道的振动而向外辐射声波。其产生的主要原因有: ①当车辆在一条较小半径曲线线路上运行时,车轮沿曲线钢轨并非纯滚动运行,要产生局部的横向滑动,即所谓“卡滞一滑动效应”。正是这种在曲线上车轮对轨道的不完善的导向造成“卡滞一滑动效应”,结合车轮和轨道的振动响应,形成一种高音调的尖啸声(摩擦噪声)。 ②由车轮或钢轨表面的局部不连续性所产生的撞击噪声。 ③由于车轮和钢轨接触表面局部小面积粗糙所造成的轰鸣噪声。 二、车辆非动力噪声 主要指制动系统中在实施制动时闸瓦与制动盘之间摩擦振动,它激发制动闸瓦片、闸瓦托架以及制动盘等产生自激振动形成噪声,此外还有车辆的辅助系统(空调装置、空压机等)所辐射的噪声。 三、牵引动力系统噪声 牵引系统设备运转所产生的噪声,包括牵引电机及其冷却风扇、齿轮箱以及空气压缩机的噪声,它是城市轨道交通主要的噪声。牵引系统的噪声,特别是电机冷却风扇的噪声,随列车运行速度的提高而增长,其程度往往要大于轮轨噪声。 四、高架轨道噪声 当列车行驶于高架铁路上时,轮轨相互作用所产生的振动通过轨道传递给支承结构,支承结构将噪声向周边地区进行传播,它比之列车行驶于一般的路堤带坡度道床时所产生的噪声级要高得多,一般要高20dB(A)。 五、地下铁道的地面承载噪声 地下铁道轮轨间相互作用而产生的振动被传递给隧道结构,继而又传向周围的土壤。振动通过土壤再向邻近的建筑物传播,从而导致地下及墙壁的振动和噪声向建筑物内房间的第二次辐射,它是一种低频声响,就如同外界振动使房间中的窗户所发出的“喀喀”声响。地面承载噪声和振动是一个相当严重的干扰源,它也是公众向交通部门抱怨的一个主要对象。