賈 凡
(山西省交通環(huán)境保護(hù)中心站(有限公司),山西 太原 030032)
跨座式單軌交通是城市軌道交通的一種,通過(guò)單根軌道支持、穩(wěn)定和導(dǎo)向車(chē)輛,車(chē)體使用橡膠輪胎,輪胎跨在軌道梁上行駛??缱絾诬壗煌ň哂性肼曋档汀⑥D(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)等特點(diǎn)。本文將跨座式單軌交通運(yùn)營(yíng)期噪聲的產(chǎn)生、傳播、作用機(jī)理進(jìn)行分析,以重慶軌道交通二號(hào)線延伸段為例,說(shuō)明跨座式單軌交通運(yùn)營(yíng)期噪聲的影響程度和防治措施[1]。
目前我國(guó)在北京、重慶等地的部分城市軌道交通采用了跨座式單軌交通,部分學(xué)者就列車(chē)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行了分析。李兆華對(duì)跨座式單軌交通現(xiàn)狀與發(fā)展方向進(jìn)行了研究[2];劉蘭華等人對(duì)技術(shù)導(dǎo)則中噪聲預(yù)測(cè)和參數(shù)修正進(jìn)行了合理性分析[3];喻楊將噪聲的數(shù)值模擬分析運(yùn)用到氣動(dòng)噪聲特性中[4]。
從國(guó)內(nèi)研究成果來(lái)看,在跨座式單軌交通噪聲預(yù)測(cè)、影響方面取得了部分研究成果,但跨座式單軌交通具有一定的地域特點(diǎn),且降噪措施方面國(guó)內(nèi)外研究較少,通過(guò)選擇特定項(xiàng)目開(kāi)展專項(xiàng)研究具有必要性。
重慶軌道交通二號(hào)線延伸段位于重慶市大渡口區(qū)和巴南區(qū)境內(nèi),起點(diǎn)位于大渡口區(qū)的新山村站站后折返線終點(diǎn),與軌道交通二號(hào)線相接,終點(diǎn)止于巴南區(qū)的魚(yú)洞站,與軌道交通三號(hào)線南延伸段相接。工程實(shí)際線路全長(zhǎng)12.019 km,共涉及23 處聲環(huán)境保護(hù)目標(biāo),由于軌道沿公路中心線布設(shè),環(huán)評(píng)階段現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)結(jié)果表明,軌道未建設(shè)時(shí)該區(qū)域環(huán)境噪聲超標(biāo)。
重慶軌道交通二號(hào)線延伸段為跨座式單軌交通,全線為高架段,沿線均未設(shè)置聲屏障,采取使用充氣輪胎、齒形鋼板嵌接式伸縮縫等主動(dòng)降噪措施進(jìn)行噪聲防治。
重慶軌道交通二號(hào)線延伸段由高架線、車(chē)站、車(chē)輛段和變電站等設(shè)施組成,工程產(chǎn)生的噪聲主要包括軌道交通噪聲、車(chē)輛段等設(shè)施產(chǎn)生的噪聲。本文主要研究高架線列車(chē)運(yùn)行噪聲,即沿線敏感點(diǎn)受到軌道上行駛列車(chē)產(chǎn)生的交通噪聲影響。
噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)位選擇重慶軌道交通二號(hào)線延伸段沿線的代表性聲環(huán)境敏感點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置原則:
a)考慮單軌軌道交通實(shí)際噪聲影響范圍,重點(diǎn)選擇受軌道交通噪聲影響較大的敏感點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
b)監(jiān)測(cè)單位盡量覆蓋建設(shè)前期測(cè)點(diǎn)和建設(shè)前期預(yù)測(cè)超標(biāo)較大的敏感點(diǎn)。
c)根據(jù)軌道交通兩側(cè)建筑物的高度、軌道交通軌道的高度進(jìn)行垂直監(jiān)測(cè)布點(diǎn),了解軌道交通噪聲垂直分布情況。
d)考慮噪聲實(shí)際影響范圍,監(jiān)測(cè)點(diǎn)位主要設(shè)在臨路第一排面對(duì)軌道和城市主干道一側(cè)。
e)考慮到軌道交通全線在城市主干道西城大道、渝南大道C 段中央隔離帶敷設(shè),且目前西城大道、渝南大道C 段車(chē)流量較大,為判斷城市軌道交通噪聲貢獻(xiàn)值、軌道交通噪聲影響程度,布點(diǎn)時(shí)同時(shí)布置軌道交通環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)(有列車(chē)通過(guò)時(shí)監(jiān)測(cè))和背景噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)(即無(wú)列車(chē)通過(guò)時(shí)監(jiān)測(cè)),便于分析軌道交通噪聲實(shí)際的影響程度。
3.3.1 工程建設(shè)前后噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果及對(duì)比分析
為分析軌道交通列車(chē)運(yùn)行對(duì)沿線聲環(huán)境質(zhì)量的影響,將項(xiàng)目建設(shè)前和項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)后噪聲監(jiān)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比分析(建設(shè)前監(jiān)測(cè)結(jié)果為項(xiàng)目未建設(shè)時(shí)噪聲監(jiān)測(cè)值,驗(yàn)收監(jiān)測(cè)結(jié)果為運(yùn)營(yíng)后噪聲監(jiān)測(cè)值),噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 軌道交通建設(shè)前后敏感點(diǎn)噪聲值統(tǒng)計(jì)一覽表
通過(guò)實(shí)地考察,項(xiàng)目開(kāi)工后軌道下方的西城大道、渝南大道C 段未進(jìn)行改擴(kuò)建,項(xiàng)目建設(shè)前期的噪聲現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值具有代表性。項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期和項(xiàng)目建設(shè)前共同聲環(huán)境敏感點(diǎn)共16 處,綜合建設(shè)前后兩次監(jiān)測(cè)結(jié)果,晝間、夜間聲環(huán)境質(zhì)量變化為:
a)晝間 12 處敏感點(diǎn)實(shí)際環(huán)境噪聲值較建設(shè)前降低,減少量為0.7~4.9 dB;3 處敏感點(diǎn)實(shí)際環(huán)境噪聲值較建設(shè)前增加,增加量為0.8~2.8 dB;1 處敏感點(diǎn)實(shí)際環(huán)境噪聲值與建設(shè)前一致。
b)夜間 13 處敏感點(diǎn)實(shí)際環(huán)境噪聲值較建設(shè)前降低,減少量為0.7~11.7 dB;3 處敏感點(diǎn)實(shí)際環(huán)境噪聲值較建設(shè)前增加,增加量為0.6~4.3 dB。
綜上,大部分敏感點(diǎn)實(shí)際聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀比建設(shè)前有所改善,3 處敏感點(diǎn)較建設(shè)前增加。經(jīng)調(diào)查分析,改善原因?yàn)楣犯臄U(kuò)建后路面更加平整、車(chē)輛滯留時(shí)間短使得噪聲產(chǎn)生量減少,增加的主要原因是城市主干道車(chē)流量較項(xiàng)目建設(shè)前大幅度增加。
3.3.2 實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果與建設(shè)前預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析
為分析軌道交通列車(chē)運(yùn)行對(duì)沿線聲環(huán)境質(zhì)量的影響,將實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果與建設(shè)前預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
本項(xiàng)目建設(shè)前期對(duì)各敏感點(diǎn)環(huán)境噪聲(有列車(chē)通過(guò)時(shí)噪聲)和背景噪聲(無(wú)列車(chē)通過(guò)時(shí)噪聲)進(jìn)行了預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)結(jié)果表明晝間和夜間噪聲值部分超標(biāo),這與運(yùn)營(yíng)期實(shí)際聲環(huán)境敏感點(diǎn)噪聲監(jiān)測(cè)情況基本一致。
運(yùn)營(yíng)期測(cè)量值較建設(shè)前期預(yù)測(cè)噪聲值變化情況:4a 類區(qū)晝間最大值減少0.8 dB,夜間最大值減少7.4 dB;2 類區(qū)晝間最大值減少0.5 dB,夜間最大值減少0.4 dB,運(yùn)營(yíng)期聲環(huán)境質(zhì)量與建設(shè)前期預(yù)測(cè)結(jié)果基本一致,且影響有所降低,未導(dǎo)致軌道交通沿線聲環(huán)境質(zhì)量惡化。
3.3.3 噪聲影響分析
重慶軌道交通二號(hào)線延伸段沿線聲環(huán)境質(zhì)量較建設(shè)前期未惡化,列車(chē)噪聲貢獻(xiàn)值較小,對(duì)環(huán)境噪聲值增量較小,超標(biāo)敏感點(diǎn)均主要受到城市道路交通噪聲影響,項(xiàng)目沿重慶大渡口區(qū)西城大道和巴南區(qū)渝南大道布設(shè),區(qū)域其他噪聲源為城市主干道交通噪聲和沿線社會(huì)生活噪聲,本項(xiàng)目為次要噪聲影響。
重慶軌道交通二號(hào)線延伸段未采取設(shè)置聲屏障等傳統(tǒng)交通噪聲防治措施,而是通過(guò)采取使用充氣輪胎、齒形鋼板嵌接式伸縮縫等主動(dòng)降噪措施減少噪聲的產(chǎn)生,監(jiān)測(cè)結(jié)果表明上述措施能有效減少列車(chē)運(yùn)行對(duì)聲環(huán)境的影響。
a)單軌跨座式軌道交通不具備安裝聲屏障條件原因如下:
(a)跨座式單軌結(jié)構(gòu)形式區(qū)間只有軌道梁,車(chē)輛騎跨在軌道梁上運(yùn)行,軌道梁上無(wú)安裝聲屏障的條件。
(b)若將聲屏障安裝在軌道梁下方的橋墩蓋梁上,兩個(gè)墩柱間距離約10~40 m,聲屏障僅能固定在蓋梁側(cè)面,會(huì)影響蓋梁強(qiáng)度產(chǎn)生安全隱患,且固定點(diǎn)之間距離太遠(yuǎn),無(wú)法滿足聲屏障的安裝條件,此方案不可行。
(c)如果從地面安裝聲屏障,車(chē)輛在路面投影寬度為3 m,中央綠化帶寬度約2.5 m,聲屏障將侵占道路寬度,且從地面延伸到車(chē)輛位置,聲屏障面積太大,造價(jià)太高,此方案亦不可行。
(d)通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外跨座式單軌交通工程設(shè)計(jì)資料及已運(yùn)營(yíng)工程的驗(yàn)收材料,沒(méi)有在跨座式單軌安裝聲屏障先例,安裝聲屏障技術(shù)不成熟。
b)采取使用充氣輪胎、齒形鋼板嵌接式伸縮縫等主動(dòng)降噪措施原因如下:
(a)充氣輪胎。走行輪、導(dǎo)向輪、穩(wěn)定輪均為橡膠輪胎。走行輪系無(wú)內(nèi)胎鋼絲橡膠輪胎,內(nèi)充氮?dú)?。?dǎo)向輪和穩(wěn)定輪都是帶有尼龍絲橡膠輪胎,內(nèi)充壓縮空氣或氮?dú)?。輪胎與軌道為柔性接觸,可有效減少車(chē)輛行駛產(chǎn)生的噪聲與振動(dòng)。
(b)齒形鋼板嵌接式伸縮縫。軌道梁伸縮縫采用在軌道梁上承重輪、導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪走行面上分別設(shè)置齒形板,每個(gè)梁端設(shè)5 片,梁縫間前后兩片梁梁端的齒形板相互吻合,其安裝精確度應(yīng)達(dá)到軌道梁的要求。齒形鋼板嵌接式伸縮縫可保證列車(chē)在軌道梁上平穩(wěn)運(yùn)行,減少因車(chē)輛通過(guò)伸縮縫產(chǎn)生顛簸,減少噪聲與振動(dòng)。
跨座式單軌交通噪聲的產(chǎn)生、傳播、作用機(jī)理較為復(fù)雜,現(xiàn)階段噪聲防治措施多采取主動(dòng)降噪措施,其他噪聲防治措施還處于探索階段,需采取更加合理、有效、先進(jìn)的噪聲防治措施減少軌道交通噪聲對(duì)沿線聲環(huán)境敏感點(diǎn)的影響。