城市軌道交通高等減振類(lèi)型的淺析

祁正海

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的人涌入大城市，這就對(duì)城市的公共交通提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，現(xiàn)在，很多城市都將興建地鐵作為解決城市交通困難的解決措施，在地鐵的建設(shè)過(guò)程中，由于需要穿越人口密集的區(qū)域，而列車(chē)行駛時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲嚴(yán)重影響人們的正常生活及工作。因此，如何做好降低城市軌道交通產(chǎn)生的噪聲是一直困擾著地鐵建設(shè)的難題，下文將就如何做好城市軌道交通減震降噪進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：軌道交通；減振

中圖分類(lèi)號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程的加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市人口日益激增，城市機(jī)動(dòng)車(chē)擁有數(shù)量迅速增長(zhǎng)，導(dǎo)致污染和能耗問(wèn)題以及城市道路的擁堵問(wèn)題成為制約城市交通發(fā)展的癥結(jié)。而城市軌道交通以低污染、低能耗、大容量及安全、準(zhǔn)點(diǎn)、快速的優(yōu)點(diǎn)成為解決城市交通問(wèn)題的首選方案。目前全國(guó)有28座城市在修建地鐵，中國(guó)城市進(jìn)入了“地鐵時(shí)代”。但是，城市交通軌道尤其是地鐵軌道，不可避免的穿越人口密集區(qū)和重要的建筑屋下，列車(chē)行駛時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲嚴(yán)重影響人們的正常生活及工作。交通引起的振動(dòng)、噪音已經(jīng)被列為世界七大環(huán)境公害之一，因此設(shè)法降低城市軌道振動(dòng)及噪音，良好完善地與自然和生活環(huán)境協(xié)調(diào)，成為人們普遍關(guān)注的問(wèn)題，因此對(duì)軌道的減振降噪性能提出了更高的要求。

地鐵線路產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音主要來(lái)自車(chē)輛和輪軌作用，對(duì)于車(chē)輛產(chǎn)生的噪音，可通過(guò)改善車(chē)輛的結(jié)構(gòu)，提高車(chē)輛的防振性能得以改善，都在不同程度上減少了振動(dòng)和噪音。除此之外還應(yīng)在軌道結(jié)構(gòu)上采取必要的措施。目前根據(jù)振動(dòng)減振情況及地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定的不同，分為一般減振、中等減振、高等減振及特殊減振四種級(jí)別。其中高等減振措施適用于地下線線路穿越居民住宅密集區(qū)、地面及高架線臨近或穿越交通干線兩側(cè)、綜合類(lèi)、工業(yè)、商業(yè)區(qū)，隨著人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)居住環(huán)境的提高，此類(lèi)減振措施范圍最大，成為地鐵中使用量最大的減振類(lèi)型。現(xiàn)就軌道專(zhuān)業(yè)只要采用的高等減振措施做一個(gè)分析：

1 Vanguard先鋒扣件：Vanguard先鋒扣件是國(guó)際上著名的PANDROL公司近年開(kāi)發(fā)的一種新型低剛度彈性扣件，通過(guò)彈性支撐塊扣緊鋼軌兩側(cè)軌腰和軌頭結(jié)合部位的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓鋼軌懸浮于軌下基礎(chǔ)上，使扣件在很低剛度（7～10kN/mm）設(shè)計(jì)時(shí)，允許鋼軌產(chǎn)生較大的垂向位移（3～4.5mm），又能很好地控制鋼軌軌頭的外翻變形。與常規(guī)扣件相比，該扣件具有較低的垂向剛度和較小的鋼軌傾翻角。該扣件節(jié)點(diǎn)安裝結(jié)構(gòu)高度與常規(guī)扣件基本相同，為37mm。

該扣件的特點(diǎn)是彈性支承于軌頭下的軌腰部，依靠降低支承靜剛度實(shí)現(xiàn)減振，但軌頭不會(huì)偏移，軌距保持良好，但該扣件在小曲線半徑地段易產(chǎn)生鋼軌嘯叫聲。

2 諧振式浮軌扣件：。諧振式浮軌扣件一種開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)化新型高性能減振扣件，減振原理同先鋒扣件基本相同。結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于中、高等減振地段。該扣件對(duì)于支撐橡膠塊材料的阻尼等關(guān)鍵部件進(jìn)行了優(yōu)化，使鋼軌的高頻振動(dòng)得到了有效的擬制，減振效果相比先鋒扣件更好。對(duì)道床或隧道壁的減振量較一般扣件提高15分貝以上，同時(shí)能顯著降低鋼軌振動(dòng)及由此引發(fā)的鋼軌噪聲輻射，并大大減輕鋼軌波浪度的加劇，提高乘坐舒適性。

諧振式浮軌扣件的減振降噪效果與橡膠浮置板道床結(jié)構(gòu)相近，但造價(jià)與普通減振扣件接近，僅為橡膠覆置板道床結(jié)構(gòu)的1/6～1/8，而且重量輕、施工簡(jiǎn)便、縱向阻力調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便，不僅適用于普通線路，也適用于隧道、高架、橋梁等，可在一定程度上替代橡膠浮置板道床結(jié)構(gòu)。

3 減振道墊質(zhì)量彈簧體系：減振道墊質(zhì)量彈簧體系是一種較新型的軌道結(jié)構(gòu)，是在連續(xù)鋪設(shè)的道床板底下敷設(shè)減振道墊板，道床板與減振墊板組成質(zhì)量彈簧體系，達(dá)到減振目的。減振墊采用天然橡膠、合成橡膠或其它高分子等材料，有點(diǎn)支承、條帶狀支承或滿(mǎn)鋪幾種形式。

減振道墊減振質(zhì)量彈簧體系施工方便、快速，相對(duì)與減振效果（可減振15dB以上）而言造價(jià)較低，性?xún)r(jià)比較高，不影響過(guò)軌管線，尤其是在道岔區(qū)使用方便。

4 梯形軌枕道床：彈性梯形軌枕道床是由日本鐵道綜合技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(shù)，是一種預(yù)制鋼筋混凝土縱梁支撐軌道結(jié)構(gòu)，由預(yù)應(yīng)力混凝土縱向長(zhǎng)梁和鋼軌形成復(fù)合軌道，兩個(gè)縱向長(zhǎng)梁中間用鋼管連接形成框架，在預(yù)應(yīng)力縱向長(zhǎng)梁下設(shè)置彈性聚氨塑脂支墊，使其浮于混凝土基礎(chǔ)之上，是一種輕型化的浮置板軌道結(jié)構(gòu)。它具有自重輕、低振動(dòng)、更換維修支墊方便等特點(diǎn)。

梯形軌枕道床自重輕，每節(jié)縱梁長(zhǎng)6.15m，一對(duì)縱梁中間用三個(gè)鋼管連接，縱橫向剛度較大，穩(wěn)定性好；與橡膠浮置板相比由于其減輕了參振質(zhì)量，減振效果低于浮置板，但是和彈性支承塊軌道相比，減振效果略?xún)?yōu)于彈性支承塊軌道，理論研究其減振可達(dá)15dB；系統(tǒng)固有頻率25-30Hz左右，梯形軌道在人體能感覺(jué)到的頻率范圍（60～2000Hz）的減振效果較好。目前國(guó)內(nèi)北京、上海、廣州、深圳地鐵正在試驗(yàn)應(yīng)用，并進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究。由于減振用彈性聚氨塑脂支墊等核心技術(shù)和材料仍需要進(jìn)口，造價(jià)較高。

5 值得進(jìn)一步研究的問(wèn)題。近年來(lái)，在城市軌道交通中已使用多種新型減振軌道結(jié)構(gòu)形式和多種減振降噪措施，但普遍存在施工工序 繁 雜 、工期長(zhǎng) 、成本高 、性?xún)r(jià)比低等不足，制約著城市軌道交通在減振降噪方面的發(fā)展。我國(guó)軌道交通的減振降噪方案設(shè)計(jì)中，采用了大量的國(guó)外軌道哦減振降噪技術(shù)和產(chǎn)品。我國(guó)由于在軌道減隔振方面的研究和工程實(shí)踐起步較晚，所采用的減振降噪技術(shù)方案都比較單一，所以新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)的研發(fā)和性能試驗(yàn)就顯得尤為重要和急迫。因此，必須對(duì)目前各種減振降噪技術(shù)進(jìn)行梳理、總結(jié)、歸納，從而掌握具有更好的減振技術(shù)，擁有更經(jīng)濟(jì)的工程造價(jià)和更優(yōu)良的軌道交通裝備，這些軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建設(shè)中，這些都是值得更進(jìn)一步研究的。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)主要采用Vanguard先鋒扣件、諧振式浮軌扣件、減振道墊質(zhì)量彈簧體系、梯形軌枕道床四種高等減振措施。每種高等減振措施各自都具有優(yōu)缺點(diǎn)，需要我們從中認(rèn)真篩選，選擇適合自身特點(diǎn)的減振措施。

參考文獻(xiàn)

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