摘要：抓药介绍了城市轨道振动与噪声产生的机理，针对城市轨道交通噪声和振动的来源.提出了相应的控制措施。
关键词：轨道交通 振动与噪声 机理 控制措施
一、城市轨道振动与噪声产生的机理：
1、当列车以一定速度通过轨道时，由于存在各种各样的激振源，车辆和轨道都在空间各个方向产生振动。城市轨道交通噪声和振动主要由列车运行时轮轨相互碰撞产生的。振动的传播途径是从轨道传到轨道扣件和道床，再传递到隧道(或高架桥梁)和岩石，引发地面建筑物的振动，从而影响地面建筑物各项功能的正常使用。在振动的传播过程中，高频部分比低频部分衰减得快，振动的频谱随距离而改变，水平向振动比铅垂向振动衰减得快，因此对地面的影响主要是铅垂向振动。
引起振动的原因有：
（1）：列车本身在动力作用下产生的振动，这与列车的行走速度，重量，尺寸有关
（2）：轨道的构造不同将产生不同的振动
（3）：轨道的不平顺以及钢轨的不均匀磨耗也产生振动 （4）：车轮安装偏心或不圆顺产生的连续不平稳所引起的振动
车辆和轨道的耦合振动通过轨道结构传递形成输出，主要表现为铁路噪声和经由大地传播的环境振动。
2、噪声是由各种类型的列车通过轨道这样一个复杂的噪声源系统而产生的。声源主要包括机车，附属设备，轮轨相互作用，钢轨接头以及轨面不平顺激发的冲击，制动以及鸣笛等。
2.1机车噪声：取决于牵引方式和他们的构造，并且随着速度的提高而增大，另外，当列车加速或爬坡时，噪声也明显增大。电力机车的输电方式对噪声也有交大的影响，采用输电轨比采用受电弓将产生更大的噪声。内燃机车在开足马力也会产生很大的噪声。机车噪声只有当离开轨道不远处或在机车处于加速时才能明显感觉到。静止列车的噪声主要有来自于发动机的空转以及如通风，空调系统的噪声。机车最主要的噪声源是发动机和空调系统
进，排气口和车体的振动。
2.2轮轨噪声：当轨道交通车辆以一定的速度通过轨道时，车辆和轨道将产生振动，从而向外界辐射声波。最重要的噪声源。包括轮轨滚动噪声，啸叫声和撞击声。
a、滚动噪声：由于贵的哦结构钢轨表面的短波不平顺激发轮轨振动通过空气传播而产生的。在磨耗钢轨上运行时，会激发一种典型的颤噪声，其频率与速度有关。当列车速度超过120km/h时，轮轨滚动噪声开始占优势，当速度达到160-250km/h范围时，滚动噪声起主导作用。它是我国快速和准高速铁路噪声的抓药来源。
b、摩擦噪声：（啸叫声）当车辆在小半径曲线线路上运行时发出的一种高音调噪声。一般的转向架式车辆，轮对车轴平行的配置于转向架中，当运行在小半径曲线线路时，车轮沿曲线钢轨并非纯滚动运行，要产生局部的横向滑动，轮缘与钢轨侧面发生激烈摩擦和切削作用。正是这种在曲线上车轮对轨道的激烈摩擦和切削作用，形成一种高音调的啸叫声。
c、撞击噪声：由车轮或钢轨表面的局部不连续性所产生。这种不连续性包括钢轨的轨隙，不平坦的钢轨接头和车轮踏面局部磨损，以及在制动时闸瓦抱死车轮所造成踏面局部磨平。
列车通过时不仅辐射噪声，而且在轮轨接触处激发振动，并通过钢轨扣件，轮轨和道喳传递到下部结构（地面，路基，隧道，高架结构）。
2.3、列车运行噪声：主要与牵引系统和轮轨相互作用有关，在轨道附近也能感受到空气动力噪声。若列车由内燃机车牵引，那么噪声主要取决于机车的噪声。电力牵引和动车组的噪声主要来自于轮轨噪声。一般来说，当离开轨道中心的距离大于20m以上时，轮轨噪声起主要作用，即使在内燃牵引的情况下也是如此。
2.4、车站噪声：包括列车进站时的制动声，停靠列车发动机空转时的低频噪声，牵引机车加速启动时的轰鸣声，鸣笛声，快速列车通过时的运行噪声，以及各种噪声引起的混响声。
2.5六自由度、高架结构噪声：常常产生比地面铁路高得多的噪声（一般高0-20dB）。由于列车运行激发轨道结构并通过桥梁哥哥构建，如承重梁，墩台等从地面向邻近的建筑物传递，引起建筑物的墙壁，地板以及天花板的振动而产生一种低频噪声，称为“二次噪声”，即架构噪声。主要噪声成分是轮轨噪声。
2.6、编组场噪声：噪声十分强烈，可高达100dB以上。主要噪声源有列车编组时，车辆挂钩时的撞击噪声，闸瓦噪声减速器与轮对间的摩擦噪声，以及调转机车的轰鸣声。
2.7、附属设备噪声：列车上的压缩机，发电机，通风机和空调系统等附属设备也是噪声源。只有在停车时才能明显感觉到。
二、综述城市轨道振动与噪声控制的方法
振动与噪声一般从两个方面进行控制：
1. 振源或声源控制：减弱或消除振源的振动或噪声的发生。
1.1采用较大半径曲线线路
在进行城市轨道交通规划设计时,尽量采用较大的曲线半径,以减小列车通过的冲击声。
1.2 采用无缝线路
由于无缝线路减少了钢轨接头,减少轮轨间的冲击力,物资管理信息系统减少了脉冲型的激扰源,从而减小振动与噪声。无缝线路较普通线路可降低噪声10 dB 。
1.3打磨钢轨
使轮轨表面平滑，而钢轨顶面的粗糙度是轮轨系统相互激扰,引起钢轨振动,产生滚动(轰鸣)丫髻山碧霞元君祠遗址噪声的主要因素。降低钢轨表面的粗糙度最直接的方法便是对钢轨进行打磨,使轮轨接触面平滑。提高其光洁度，是降低滚动噪声行之有效的措施用轨道打磨列车对整条线路进行打磨可降低滚动噪声级超过5 dB。在铺轨施工应严格控制质量标准，保证轨道平顺。
1.4减振降噪型钢轨及钢轨减振装置
影响轨道结构振动特性的主要参数是质量、阻尼和刚度。
1.4.1采用重型钢轨
重型钢轨在受列车冲击时振动相对较小,随着钢轨重量的增加,钢轨的垂向刚度增大,因而采用重型钢轨可有效抑制钢轨的垂向振动。
SA42型矮轨，为了降低列车通过时轨道结构引起的噪声，荷兰在开发研究板式轨道时，研制了SA42型矮轨。由于这种钢轨矮胖，车辆通过时引起钢轨腹板的振动频率较低，提高了轨道结构的减振降噪效果。据国外资料表明，这种轨道结构的降噪效果为5dB。
1.4.2复合阻尼板钢轨
复合阻尼板钢轨:针对钢轨进行改造的一种减振降噪措施,是在钢轨表面粘贴由阻尼材料和约束板材构成的复合阻尼板.复合阻尼板钢轨具有较好的中高频噪声控制效果。
1.4.3钢轨吸振装置与噪声控制器
A．钢轨振动阻尼吸振器：在钢轨腹部粘贴高阻尼减振橡胶，一般是在腹部粘贴钢板后再粘上一钢板，可降低轮轨啸叫声和振动的辐射。
B．噪声控制器
噪声控制器在中低频处的噪声控制效果较好。
1.5增加弹性垫层
从轮轨垂向耦合振动体系分析来看"在钢轨与轨枕%轨枕与道床之间增加弹性垫层可以有效地减少噪声。
1.6选用合适的道床形式
道床有碎石道床和整体道床，在地面线部分宜采用碎石道床，地下线和高架线宜采用整体道床。碎石道床分为弹性轨枕道床和道碴垫道床，前者是在枕下加设橡胶垫，后者是道碴底下加设，两者都能效的降低振动。整体道床分为无枕式和轨枕式。无枕式整体性好，刚度大，但冲击振动比轨枕式大的多。轨枕式整体道床包括短枕式和长枕式。另外弹性支承块式整体道床和浮置板式整体道床的减振效果十分显著。
1.7柔性扣件
轨道结构全线采用分级减振措施针对不同振动的地段，分别用不同型号的减振扣件，对要求较高地段采用轨道减振扣件。
1.8车辆设备产生的噪声的控制
轨道交通车辆的性能对振动影响较大，应尽选用动力性能优良的轨道车辆，尽量降低车体重量和轴重，减少轮轨动力冲击；车辆外轮廓按流线型设计，以减小高速时气动噪声；采用先进径向转向架以消除列车在曲线上运行时产生的蠕滑，从而消除列车通过曲线的“尖啸声”。采用直线电机牵引；国外有些车辆为了进一步减小噪声，轮轨系统冲击的质量减小，
采用弹性车轮和降噪车轮。这些车辆采用的技术将确保产生的噪声尽可能小。例如：在加拿大的温哥华，轨道交通车辆直接驶入大厦。可见其噪声的控制达到了很高水平。由机车制造厂研究解决，使之达到标准，采用弹性车轮和降噪车轮。
1.9集电系统噪声的控制
尽量减少集电弓的数量9安装集电弓外罩9提高接触网的拉力。
1.10高架结构的振动而辐射的噪声的控制
控制高架轨道噪声：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高架结构的振动考虑。采用混凝土桥梁，尽量少用钢梁，桥梁支座采用橡胶支座，桥梁两侧设置隔声板或高架桥梁结构采用槽型梁，内侧加吸音涂层，以减少声反射，能有效降低列车幅射噪声对周围环境的影响。
2.传播过程的控制：在传播过程中采取措施吸收或隔断震动和噪声，以减弱到达受体时的振动和噪声强度；设置声屏障是控制传声途径的重要措施。传声途径降噪主要针对噪声敏感区，在轨道靠近敏感点一侧设置声屏障，根据降噪目标值的不同，可分别采用吸声式、
隔声式或组合式；根据景观设计的需要，可设计成直立型、折角型、弧面型或全封闭型；声屏障材料也有透。
A．树障：有条件的地带可设树障，应在轨道边侧种乔木，再种灌木，一般它的容声量为0.3dB（A）/m。
B．屏障：在声源和受声点之间设计一屏障，使声波碰到屏障折射，不直接传到收声点。一般在靠声源一侧，贴有吸声材料，以减少反射，设计好的声屏障能降低噪声10dB（A)。
C．当轨道交通周围建筑物与轨道之间距离拉大后, 也可收到降噪效果。
参考文献
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