??????? 1減振降噪措施在城鐵建設(shè)中的意義
??????? 城市鐵路作為城市快速軌道交通,極大地方便了城市人口的出行,提高了人們居家擇業(yè)的機(jī)動(dòng)性,利于城市的環(huán)境。但城市鐵路也給城市環(huán)境帶來了諸如噪聲、振動(dòng)、電磁輻射、景觀等方面的負(fù)面影響,其中以噪聲和振動(dòng)對(duì)沿線環(huán)境的影響最為突出。
??????? 對(duì)于城市軌道交通噪聲與振動(dòng)及其控制,在設(shè)計(jì)階段,首先要根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告對(duì)沿線振動(dòng)與噪聲的超標(biāo)狀況進(jìn)行預(yù)測(cè),然后逐段落實(shí)設(shè)計(jì)方案;在線路施工設(shè)計(jì)階段,要采用經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)可行的減振降噪措施,確保在線路開通后取得良好的減振降噪效果。
??????? 2國(guó)內(nèi)外減振降噪技術(shù)簡(jiǎn)介
??????? 2.1國(guó)內(nèi)外常用的幾種減振技術(shù)
??????? 從20世紀(jì)60年代開始,用橡膠墊板作為軌道的彈性減振連接件,幾十年來一直在優(yōu)化和改進(jìn)之中;科隆地鐵采用特殊形式的軌道減振器,亦即科隆蛋,取得了較好的隔振效果,一般可以取得5～7dB的隔振效果;新進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的洛德(Lord)扣件為膠結(jié)墊板,隔振效果與科隆蛋相當(dāng);彈性支承塊(彈性套靴)經(jīng)濟(jì)實(shí)用,隔振效果好,也可以達(dá)到5～8dB的隔振效果;奧地利Getzner公司針對(duì)高速鐵路碎石道床和混凝土枕磨損較快、振動(dòng)加劇這一問題,開發(fā)了澆注在枕木下的發(fā)泡聚胺酯枕木墊,取得了明顯的效果,隔振效果可達(dá)到5～10dB。
??????? 對(duì)于隔振要求10dB以上的區(qū)段,一般要采用道床下隔振措施。碎石道床隔振主要采用整體彈性道碴墊,如橡膠墊(發(fā)泡或開槽,也有用再生橡膠)和發(fā)泡聚氨酯墊;整體道床隔振也稱為浮置板隔振,按彈性材料的結(jié)構(gòu)形式分為面支承、線支承和離散支承三種,其中離散支承效果最好。彈性材料用橡膠的一般稱為橡膠浮置板,用鋼彈簧的則稱為鋼彈簧浮置板。鋼彈簧浮置板一般采用離散支承。
??????? 橡膠浮置板的隔振效果好于軌下和枕下隔振系統(tǒng),目前影響其推廣的主要問題是橡膠易老化和不易檢修更換,以及運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)隔振地段車內(nèi)振動(dòng)噪聲明顯加劇、輪軌摩擦聲加劇;鋼彈簧浮置板由鋼彈簧和粘滯阻尼組成,隔振效果高于其它隔振方法,適用于線路從建筑物下面或附近通過并且建筑隔振要求較高的場(chǎng)合,如音樂廳、歌劇院、醫(yī)院、會(huì)議中心、博物館、高檔住宅和旅館等。鋼彈簧浮置板壽命長(zhǎng),不需特殊維護(hù)和保養(yǎng),檢修或更換彈簧十分方便,利用專用工具2個(gè)人就可完成,不用拆卸鋼軌,不干擾行車,行車平穩(wěn)性較好。
??????? 隔振方面的工程實(shí)踐在我國(guó)開展得較晚,我國(guó)香港地鐵、上海地鐵、廣州地鐵、洛陽(yáng)伊河大橋、濟(jì)南鐵路橋、廣深線石龍鎮(zhèn)鐵路橋、秦嶺特長(zhǎng)隧道都采用了減振措施。如上海地鐵應(yīng)用科隆蛋隔振技術(shù),廣州地鐵應(yīng)用橡膠浮置板,北京地鐵應(yīng)用了套靴隔振,國(guó)鐵秦嶺隧道(1814km)采用彈性支承式軌枕無碴軌道結(jié)構(gòu)。深圳地鐵一號(hào)線在穿越市政府段采用秦嶺隧道隔振方案,并委托鐵道科學(xué)研究院做了實(shí)尺模型剛度試驗(yàn)、落錘沖擊隔振效果試驗(yàn)和隔振器疲勞試驗(yàn),其中落錘沖擊試驗(yàn)隔振效果平均在40dB以上,隔振器通過了300萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)。北京地鐵建設(shè)一直非常重視地鐵減振技術(shù),北京地鐵環(huán)線在東四十條站鋪設(shè)了彈性套靴整體道床結(jié)構(gòu)(經(jīng)30多年運(yùn)行,減振效果顯著),在四惠車輛段的試車線上采用了地面線道碴墊減振技術(shù)。
??????? 2.2噪聲控制措施及應(yīng)用
??????? 噪聲的預(yù)測(cè)和聲屏障的設(shè)計(jì)已有完善的理論和工程實(shí)踐,隔聲屏形狀和吸聲材料的新發(fā)展使噪聲控制技術(shù)不斷完善。聲屏障技術(shù)首先在公路建設(shè)中得到應(yīng)用和推廣,隨后應(yīng)用到城市軌道線路。許多國(guó)家無論高速公路還是城市鐵路沿線到處可以見到形式各異的聲屏障,在聲屏障的研究和工程建設(shè)方面積累了一整套成熟的理論和成功的經(jīng)驗(yàn)。如新加坡在4418km高架線路兩側(cè)全部設(shè)置了高017m、厚0108m的隔聲式混凝土聲屏障,而且聲屏障設(shè)計(jì)與橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步進(jìn)行.
??????? 3北京城鐵減振降噪措施的決策與實(shí)施
??????? 為了盡可能減小振動(dòng)噪聲對(duì)北京城鐵沿線的影響,提高城鐵及沿線的綜合環(huán)保水平,北京城市鐵路股份有限公司在城市鐵路的設(shè)計(jì)任務(wù)書中,明確要求軌道設(shè)計(jì)要提高軌道彈性、擴(kuò)大無縫線路的鋪設(shè)范圍、采取有效的減振降噪措施,減少列車振動(dòng)對(duì)沿線的影響。根據(jù)北京城鐵的橋梁結(jié)構(gòu)、軌道結(jié)構(gòu)、車輛選型和運(yùn)行特點(diǎn),以環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書為依據(jù),結(jié)合沿線環(huán)境敏感點(diǎn)的實(shí)際情況,對(duì)城市鐵路軌道沿線采取了不同的減振降噪措施,以使沿線環(huán)境敏感點(diǎn)達(dá)到國(guó)家環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
??????? 北京城鐵將全線的減振劃分成三級(jí),預(yù)測(cè)未超標(biāo)地段為一般減振地段,預(yù)測(cè)振動(dòng)超標(biāo)地段為較高減振地段,對(duì)振動(dòng)、噪聲和固體聲的控制要求極高的地段為特殊減振地段,各地段采用不同的減振措施,使軌道部件配置合理,達(dá)到分級(jí)減振的目的。
??????? 3.1在軌道設(shè)計(jì)中全線采取的主要減振措施
??????? (1)北京城鐵采用了新線一次性鋪設(shè)無縫線路,實(shí)現(xiàn)了地面線軌道鋪設(shè)技術(shù)的突破,消滅了鋼軌接頭,減少了振動(dòng)源。
??????? (2)提高施工與養(yǎng)護(hù)維修精度。鋼軌打磨、車輪鏇圓,使輪軌接觸良好,減少了輪軌沖擊;小半徑曲線鋼軌涂油,既減輕了鋼軌磨耗,又降低了噪音。
??????? (3)整體道床地段采用設(shè)有雙彈性墊層的彈性分開式扣件并實(shí)現(xiàn)了道岔扣件的全彈性化。