北京地鐵八通線減振降噪措施論文

北京地鐵八通線減振降噪措施論文2018-12-27【摘要】簡(jiǎn)述八通線軌道的減振設(shè)計(jì)和對(duì)沿線環(huán)境敏感點(diǎn)所采取的措施?！娟P(guān)鍵詞】軌道減振降噪聲屏障北京地鐵八通線為城市居民出行提供了極大的方便,也帶來(lái)了振動(dòng)和噪聲問(wèn)題。車輛在傳統(tǒng)的地鐵軌道結(jié)構(gòu)體系上運(yùn)行,會(huì)對(duì)附近地面建筑物產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲影響。一部分振動(dòng)和噪聲是由于軌道不平順導(dǎo)致輪軌撞擊而產(chǎn)生的,這種噪聲通過(guò)空氣介質(zhì)傳播到建筑物,稱為一次噪聲;由于輪軌撞擊引起高架橋振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲稱為二次噪聲。振動(dòng)通過(guò)軌道結(jié)構(gòu)―道床―(高架橋橋墩―地基)―地基傳到建筑物上,再通過(guò)建筑物結(jié)構(gòu)本身的耦合放大而激發(fā)出樓板的低頻振動(dòng),振動(dòng)源中沒(méi)有衰減掉的低頻成分(20～500Hz)則通過(guò)墻壁和底板激發(fā)出固體聲(二次噪聲)。對(duì)城市軌道交通振動(dòng)和噪音必須標(biāo)本兼治,有針對(duì)性地采取減振降噪措施,確保在線路開(kāi)通后取得良好的環(huán)境效益。1軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)城市軌道交通產(chǎn)生振動(dòng)和噪音的根源在于輪軌關(guān)系,因此必須改善輪軌關(guān)系,減少振動(dòng)和噪聲。1.1鋼軌選擇鋼軌的選擇應(yīng)保證軌道具有良好的動(dòng)力響應(yīng)特性和穩(wěn)定性,在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中保持良好的平順性,養(yǎng)護(hù)維修量少,使用壽命長(zhǎng)。材質(zhì)強(qiáng)韌性差的鋼軌經(jīng)列車長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)碾壓后,其軌頂面將產(chǎn)生塑性流變而剝離掉塊或出現(xiàn)波形磨耗,導(dǎo)致軌頂面不平順。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家把60kg/m鋼軌作為主要軌型,材料采用優(yōu)質(zhì)鋼種,以提高其強(qiáng)韌性,減少運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)的軌面不平順。采用重型鋼軌對(duì)降低噪聲有利。八通線選擇60kg/m鋼軌作為正線的工作鋼軌。1.2道床及扣件設(shè)計(jì)八通線有一多半線路為高架線,應(yīng)優(yōu)先采用整體道床結(jié)構(gòu),以減少養(yǎng)護(hù)維修工作量,增加軌道的穩(wěn)定性,保持軌道整潔、美觀。為增加軌道的彈性,鋼軌扣件采用雙彈性墊層設(shè)計(jì),即在軌下和分開(kāi)式扣件鐵墊板下均設(shè)靜剛度系數(shù)較小的橡膠墊板,鋼軌支點(diǎn)的整體靜剛度為25～30kN/mm。整體道床塊按6m間隔設(shè)計(jì)成條狀,并與橋梁通過(guò)連接鋼筋形成整體,增加慣性質(zhì)量,降低道床的固有振動(dòng)頻率。對(duì)于地面線,廣泛采用碎石道床、預(yù)應(yīng)力混凝土枕和彈性扣件。選用一級(jí)道碴,防止發(fā)生道床板結(jié),保持軌道彈性。在采取軌道加強(qiáng)措施的同時(shí),對(duì)路基填料和壓實(shí)度提出了較高的要求,確保路基堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定、牢固。1.3鋪設(shè)無(wú)縫線路普通線路由于存在鋼軌接頭軌縫而造成軌面的原始不連續(xù),列車通過(guò)時(shí)發(fā)生較大輪軌沖擊而導(dǎo)致鋼軌振動(dòng),產(chǎn)生沖擊噪音。由于北京地區(qū)的晝夜溫差較大,在拆除側(cè)模后,及時(shí)加蓋草簾,避免產(chǎn)生溫度裂縫。將標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的鋼軌焊接成長(zhǎng)鋼軌,減少鋼軌接頭數(shù)量,可大大減少鋼軌接頭沖擊引起的振動(dòng)和噪音。大量測(cè)試結(jié)果表明,鋼軌接頭處的輪軌噪音比非接頭部位增加5～7dB(A)。八通線在具備無(wú)縫線路鋪設(shè)條件的'地段,全部鋪設(shè)無(wú)縫線路。1.4高架車站軌道減振措施根據(jù)《八通線項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書(shū)》的預(yù)測(cè),該線對(duì)沿線環(huán)境振動(dòng)影響不大,因而沒(méi)有提出軌道結(jié)構(gòu)需采取減振措施的要求。但考慮到本線高架車站均為站橋合一的框架結(jié)構(gòu),車輛通過(guò)時(shí)將會(huì)激發(fā)車站框架的振動(dòng),對(duì)車站工作人員及設(shè)備不利,因此全部高架車站及四惠和四惠東站軌道均采取減振措施。根據(jù)既有地鐵車站的振動(dòng)情況和北京地鐵軌道養(yǎng)護(hù)維修的經(jīng)驗(yàn),充分征求運(yùn)營(yíng)部門(mén)的意見(jiàn),經(jīng)論證決定采用軌道減振器扣件以降低軌道振動(dòng)。1.5加強(qiáng)軌道養(yǎng)護(hù)維修輪軌不平順是導(dǎo)致輪軌沖擊振動(dòng)和噪音的主要原因,主要包括車輪不圓順(存在扁疤、擦傷等)及軌道不平順(存在鋼軌波浪磨耗、高低不平順、鋼軌接頭、軌距突變等)。車輪存在扁疤后,輪踏面與軌面不規(guī)則接觸,產(chǎn)生強(qiáng)烈的穩(wěn)態(tài)振動(dòng)和噪音。在列車運(yùn)行中,輪軌不平順使得輪軌關(guān)系惡化,引起動(dòng)荷載明顯增大,從而加速了軌道磨耗、破壞,導(dǎo)致輪軌振動(dòng)和噪聲增大。測(cè)試表明:經(jīng)打磨軌道不平順后,在振動(dòng)頻率為8～100Hz范圍內(nèi),區(qū)間軌道振動(dòng)下降4～8dB,站臺(tái)軌道振動(dòng)下降5～15dB。因此,控制軌道不平順是降低輪軌噪聲和振動(dòng)的有效措施。北京地鐵八通線要制訂嚴(yán)格的軌道養(yǎng)護(hù)維修計(jì)劃,加強(qiáng)日常軌道幾何狀態(tài)的檢查檢測(cè),及時(shí)消除軌道不平順,定期對(duì)鋼軌走行部位進(jìn)行打磨,使軌頂不平順≯0.2mm、軌頭側(cè)面不平順不超過(guò)±0.3mm。加強(qiáng)車輪踏面的檢測(cè),定期鏇輪消除扁疤。2噪聲防護(hù)噪聲防護(hù)的對(duì)象主要是列車運(yùn)行時(shí)輻射的穩(wěn)態(tài)噪聲和各種與列車有關(guān)的間歇(突發(fā))性噪聲。八通線地鐵的穩(wěn)態(tài)噪聲來(lái)源于列車運(yùn)行時(shí)的輪軌噪聲及機(jī)車動(dòng)力裝置的噪聲。除了改進(jìn)軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外,還必須采取措施進(jìn)行噪聲治理。2.1防護(hù)八通線采用在噪聲敏感地區(qū)設(shè)置聲屏障的辦法,改善沿線的噪聲環(huán)境質(zhì)量。根據(jù)噪聲敏感點(diǎn)所處的位置,采用了直立型單面和雙面吸聲及下部直立、頂部為弧形的聲屏障形式。聲屏障的位置要滿足車輛限界和建筑接近限界要求、線路養(yǎng)護(hù)要求(不影響對(duì)地基、道床、軌枕、鋼軌的保養(yǎng)維護(hù)工作)及軌道交通安全運(yùn)營(yíng)之要求,聲屏障結(jié)構(gòu)要滿足屏障本身的安全要求(能夠抗風(fēng)載、雪載及抗震)。聲屏障高度和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)要使聲屏障安裝完畢后能夠得到較好的隔聲降噪效果。2.2聲屏障結(jié)構(gòu)形式根據(jù)不同的噪聲敏感點(diǎn)及其所處環(huán)境,采取不同的結(jié)構(gòu)形式。本工程采用國(guó)內(nèi)外常用的直立式和直立加頂部弧形的聲屏障形式,在聲屏障中間的列車車廂高度位置設(shè)置透明部分,使列車內(nèi)的乘客能夠觀賞到屏障外部的景觀。2.3聲屏障材料選擇聲屏障的選材要兼顧其降噪隔聲功能及外觀,要綜合考慮造價(jià)、質(zhì)量和美觀問(wèn)題,要做到高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求。吸聲材料應(yīng)有較高的吸聲和隔聲效果,透明材料要有較好的耐老化、抗紫外線性能,避免日后出現(xiàn)降噪效果不理想、景觀效果差及增加維護(hù)工作量。吸聲部分采用波浪吸聲板,面板及背板均采用1.2mm厚鋁板,平均吸聲系數(shù)NRC≥0.90,隔音指數(shù)Rw≥25。內(nèi)部吸聲材料采用無(wú)堿憎水玻璃布包裹離心玻璃棉,平均吸聲系數(shù)NRC≥0.95。透明部分采用夾膠玻璃,兩外層為5mm厚玻璃,中間為0.76mm厚透明膠膜,隔音指數(shù)Rw≥25。各部件間連接用膠墊采用熱縮性能良好并耐老化的橡膠,建議采用SANOPRANE熱塑彈性體。通過(guò)在敏感地段實(shí)施聲屏障隔聲降噪措施后,可將列車運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲降低到8dB(A)左右。3結(jié)語(yǔ)從改進(jìn)八通線軌