鐵路噪聲影響分析及防治措施研究

張鄲 王曉東 鄧娟華

摘 要：隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于鐵路的建設(shè)問(wèn)題上面來(lái)說(shuō)，鐵路的噪聲問(wèn)題一直是待解決和研究的問(wèn)題之一，全國(guó)的鐵路建設(shè)修建的不斷增多 使得鐵路的噪聲問(wèn)題也逐漸和現(xiàn)實(shí)當(dāng)中環(huán)境問(wèn)題牽扯一起，因此本文寫(xiě)作分析的出發(fā)點(diǎn)以鐵路建設(shè)為基礎(chǔ)出發(fā)，結(jié)合實(shí)際生活當(dāng)中的鐵路防噪措施為落腳點(diǎn)，中間以問(wèn)題分析為主，深度對(duì)鐵路噪聲產(chǎn)生因素和治理措施做出分析和闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路；噪聲；防治措施

0 引言

鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展，造成了鐵路在修建過(guò)程中出現(xiàn)了許多不足的現(xiàn)象，其中以鐵路噪問(wèn)題聲最為突出，本文將鐵路運(yùn)營(yíng)當(dāng)中出現(xiàn)的噪聲問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)和闡述，并且針對(duì)這些問(wèn)題提出治理的辦法和改良策略。

1 鐵路當(dāng)中的噪聲產(chǎn)生因素和種類(lèi)

在鐵路當(dāng)中噪聲產(chǎn)生的因素大致由以下4種因素構(gòu)成，車(chē)軌的運(yùn)行摩擦產(chǎn)生噪聲，空氣動(dòng)力傳播產(chǎn)生噪聲，列車(chē)的運(yùn)行過(guò)程中集電系產(chǎn)生噪聲，鐵軌在構(gòu)建當(dāng)中結(jié)構(gòu)本生振動(dòng)產(chǎn)生噪聲，這4種噪聲產(chǎn)生的原因是目前來(lái)說(shuō)是鐵路噪聲產(chǎn)生的主要原因之一。

1.1 鋼軌噪聲的產(chǎn)生的原理

鋼軌噪聲產(chǎn)生的原因其實(shí)發(fā)生于列車(chē)在行駛過(guò)程中所產(chǎn)生的，這種聲音的產(chǎn)生其實(shí)是列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生的，鋼軌的噪聲是由3個(gè)方面產(chǎn)生的，第一個(gè)方面是列車(chē)在行駛過(guò)程中列車(chē)的車(chē)輪與鋼軌進(jìn)行接觸摩擦之后，產(chǎn)生出一種呼嘯的聲音。第二個(gè)方面是鋼軌的因素，眾所周知鋼軌在進(jìn)行對(duì)接的時(shí)候，鋼軌之間的連接處會(huì)有一些間斷的地方，這些間斷的地方會(huì)使得列車(chē)在行駛的過(guò)程中與這些間斷點(diǎn)發(fā)生碰撞和較強(qiáng)的振動(dòng)，這種振動(dòng)的產(chǎn)生會(huì)發(fā)出一種很尖銳的撞擊聲。第三個(gè)方面也是由于鋼軌本身所造成的原因，原因是因?yàn)殇撥夐L(zhǎng)時(shí)間的被列車(chē)碾壓之后，鋼軌的表面難免會(huì)出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，這種凹凸不平的鋼軌表面使得列車(chē)行駛在這種鋼軌上面之后列車(chē)的滾輪會(huì)與這種凹凸的表面發(fā)生劇烈的滾動(dòng)摩擦，這種摩擦發(fā)出的聲音是十分低沉的。這3種聲音會(huì)在列車(chē)形式過(guò)程中從不同的方向發(fā)出，會(huì)從徑向，軸向，橫向，縱向這4個(gè)不同的方向發(fā)出，這4個(gè)方向發(fā)錯(cuò)的噪聲，可以大致歸為輪聲源，鋼軌聲源兩類(lèi)，這兩類(lèi)聲源綜合到一起就統(tǒng)稱(chēng)為輪軌噪聲產(chǎn)生因素。

1.2 列車(chē)集電系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲

列車(chē)集電系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲，主要產(chǎn)生于列車(chē)在行駛過(guò)程中，眾所周知列車(chē)在行駛過(guò)程中，在列車(chē)上方有一些很長(zhǎng)的電線，在列車(chē)的頂部有一些指針于這些電線進(jìn)行相連，這些相連的部分能夠使得列車(chē)在行駛過(guò)程中產(chǎn)生電力，供給整個(gè)的列車(chē)正常運(yùn)作，集電系統(tǒng)的噪聲產(chǎn)生原因也是由3部分構(gòu)成，第一部分是由接電弓于滑電軌鎖摩擦發(fā)出的聲響，這種聲響產(chǎn)生的注要來(lái)源就是由摩擦產(chǎn)生，這種摩擦主要是由接電弓表面粗糙的發(fā)電顆粒和滑電軌鎖上面進(jìn)行滾動(dòng)的摩擦接觸產(chǎn)生電流，這樣一來(lái)就使得列車(chē)接電弓會(huì)發(fā)出巨大的摩擦聲音。另一方面就是接電弓的放電的聲音，列車(chē)在進(jìn)行高速行駛之后 接電弓與滑電軌鎖摩擦的速度也會(huì)變快，從而使得發(fā)電的速度和放電的電流的大小都會(huì)增大，這樣以來(lái)就會(huì)產(chǎn)生出一種刺耳的放電聲音，這種刺耳的放電聲音主要是由與滑電軌鎖接連的弧度有關(guān)，接連的弧度越大所發(fā)出聲音的分貝就越大。

1.3 空氣動(dòng)力噪聲

所謂的空氣動(dòng)力噪聲產(chǎn)生的原因也和列車(chē)本事行駛過(guò)程中密切相關(guān)，最主要的因數(shù)就是列車(chē)行駛的速度，當(dāng)列車(chē)在軌道上面行駛的速度達(dá)到一定的數(shù)值之后，與列車(chē)表面接觸的空氣就會(huì)被高速行駛的列車(chē)給切斷，這樣以來(lái)就會(huì)使得列車(chē)表面當(dāng)中的空氣流體發(fā)生分裂，形成一個(gè)空氣漩渦，這種空氣漩渦在形成的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生十分巨大的聲音，產(chǎn)生這種聲音產(chǎn)生的最直接因素就是與列車(chē)的行駛速度和，同時(shí)還和列車(chē)表面的粗糙程度有關(guān)，當(dāng)列車(chē)表面粗糙程度越大，與風(fēng)接觸的時(shí)候所產(chǎn)生的切斷聲音就越大，形成漩渦所產(chǎn)生的能量就越大，能量越大所產(chǎn)生的聲音就越大，這種能量的產(chǎn)生過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的吸引力，從而使得聲音在傳播的時(shí)候能夠散播的很遠(yuǎn)，同時(shí)在傳播的過(guò)程中產(chǎn)生一定的能量?？梢赃@樣說(shuō)，這種聲音在傳播的過(guò)程中是帶有一定的能量的傳播出去

1.4 結(jié)構(gòu)物體產(chǎn)生噪聲

所謂的結(jié)構(gòu)物體產(chǎn)生噪聲其實(shí)就是指的是鋼軌的路基，鐵路高架橋，剛橋，隧道等等一些建筑，當(dāng)列車(chē)行駛在這些物體上面的時(shí)候，會(huì)與這些建筑物發(fā)生劇烈的振動(dòng)和強(qiáng)大的摩擦，尤其是當(dāng)列車(chē)車(chē)體的速度很快的時(shí)候，列車(chē)本身會(huì)發(fā)出強(qiáng)大的聲源，還有這些建筑物摩擦振動(dòng)的時(shí)候發(fā)出巨大的聲音，換句話說(shuō)，當(dāng)列車(chē)行駛在這些建筑上面的時(shí)候會(huì)發(fā)出雙重的噪聲振動(dòng)，這樣一來(lái)以這種聲音的產(chǎn)生最為巨大。同時(shí)最為突出的就是當(dāng)列車(chē)行駛在隧道出口的時(shí)候，列車(chē)在進(jìn)入和使出隧道口的時(shí)候會(huì)與空氣發(fā)生巨大的摩擦，產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流，從而產(chǎn)生巨大聲響。這種噪聲產(chǎn)生的原理與空氣動(dòng)力產(chǎn)生的原理有類(lèi)似的緣由在其中，通常這兩種問(wèn)題的解決可以歸為一類(lèi)進(jìn)行統(tǒng)一解決。

2 鐵路噪聲的防治措施分析

針對(duì)前面提到鐵路噪聲問(wèn)題的產(chǎn)生，筆者查詢(xún)了大量的文獻(xiàn)資料以及實(shí)地考察，對(duì)于以上幾種的問(wèn)題出現(xiàn)，可以采取一下幾種辦法進(jìn)行治理和緩解噪聲的產(chǎn)生。

2.1 源頭治理噪聲的傳播

列車(chē)在行駛的過(guò)程當(dāng)中要想根治和緩解噪聲的傳播，從源頭治理噪聲是不可少的，首先出發(fā)點(diǎn)就是從列車(chē)本身出發(fā)，對(duì)于列車(chē)體當(dāng)中一些噪聲產(chǎn)生比較大的組合結(jié)構(gòu)可以采用減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行替換，從而達(dá)到緩解的效果，在這里以機(jī)車(chē)的排氣口減震為例，列車(chē)的排氣口是聲音產(chǎn)生和傳播的主要源頭之一，列車(chē)部分的噪聲傳播和產(chǎn)生也都是由排氣口所出去的，因此我們可以在列車(chē)上面的排氣口部分加裝消聲器或者說(shuō)對(duì)于排氣口的結(jié)構(gòu)進(jìn)行消聲改造，消聲改造結(jié)構(gòu)的措施不僅僅能夠運(yùn)用于排氣口這一方面，像類(lèi)似于噪聲聲源比較大的地方，比如說(shuō)列車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)，散熱器等等一些聲音產(chǎn)生比較大的地方都可以采取消聲減震的措施進(jìn)行改良。

同時(shí)出來(lái)從源頭治理改良之外，對(duì)于其他組成部分進(jìn)行優(yōu)化改良也是不錯(cuò)的做法，像比如說(shuō)，對(duì)車(chē)輪，鋼軌，道床，都可以進(jìn)行休整，對(duì)于車(chē)輪來(lái)說(shuō)我們可以采用阻尼結(jié)構(gòu)的車(chē)輪改良，這樣就可以減小車(chē)輪和鋼軌的摩擦。對(duì)于鋼軌來(lái)說(shuō)可以采取延長(zhǎng)鋼軌長(zhǎng)度 減少鋼軌之間的銜接口，從而減少列車(chē)與鋼軌撞擊的次數(shù)從而減少列的振動(dòng)聲音的產(chǎn)生。對(duì)于道床來(lái)說(shuō)我們可以采取柔和的構(gòu)建材料比如說(shuō)在道床的下面墊上柔軟的橡膠材料，另外也可以在路基兩側(cè)進(jìn)行隔音材料的填充等等這些對(duì)于源頭治理噪聲都是不錯(cuò)的選擇措施。

2.2 傳播路徑的阻隔

傳播路徑的阻隔的措施主要解決的是斬?cái)嘣肼晜鞑ネ緩?，從而達(dá)到緩解噪聲的產(chǎn)生，在實(shí)際的做法當(dāng)中對(duì)于噪聲傳播途徑的阻隔最直接措施就是在鐵路兩旁設(shè)置隔聲屏障，從而起到隔斷噪聲的目的，具體的細(xì)節(jié)做法就是在設(shè)置隔聲屏障的時(shí)候，采取不同的細(xì)節(jié)調(diào)整措施能夠使得隔聲屏障發(fā)揮出最大的效果。一般情況下使用的隔聲屏障的高度大約在2m左右，隔聲屏障的形狀一般由直立式和斜立式組成，同時(shí)在搭建的時(shí)候還要注意的就是對(duì)于這些隔聲屏障組成之間的縫隙進(jìn)行完善和整合，具體的做法就是，由于隔聲屏障是由一小塊，一小塊的隔聲屏障組成，因此每塊的隔聲屏障中間會(huì)有一些連接的地方出現(xiàn)縫隙，因此我們要做的就是對(duì)于這些縫隙進(jìn)行特殊材料的填補(bǔ)，采用一些吸聲的材料進(jìn)行填補(bǔ)這樣效果會(huì)更加明顯。

2.3 受聲點(diǎn)防護(hù)隔離

我國(guó)對(duì)于鐵路修建這一塊來(lái)說(shuō)對(duì)于選址的考慮還是很有保障的，一般來(lái)說(shuō)當(dāng)鐵路需要經(jīng)過(guò)一些居民群密集的地方時(shí)，鐵路的設(shè)計(jì)和構(gòu)造往往會(huì)采取背向建造的方式來(lái)回避居民區(qū)密集的地方，像需要經(jīng)過(guò)學(xué)校的時(shí)候，應(yīng)該將學(xué)校較為空曠的區(qū)域緊靠鐵路 將教學(xué)樓密集的地方遠(yuǎn)離鐵路，同時(shí)在周?chē)浜细袈暺琳系呐浜暇湍軌蚴沟脤W(xué)校周?chē)脑肼暤玫骄徑狻?/p>

3 結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)，我國(guó)的鐵路事業(yè)取得豐碩的成果，我國(guó)的鐵路事業(yè)呈現(xiàn)出蒸蒸日上的局面，在以后隨著科技的不斷發(fā)展，我國(guó)的鐵路事業(yè)會(huì)更上一層樓，對(duì)于鐵路修建當(dāng)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題也會(huì)更好更快的得到解決和完善，在以后，鐵路噪聲問(wèn)題一定會(huì)得到根治。

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（作者單位：南昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)站）