城市轨道交通的振动和噪声对环境的影响及其对策

摘要分析了通过现场测试的上海轨道交通振动与噪声的影响程度，以及不同轨道结构与桥梁及声屏障的减振降噪效果。从车辆、桥梁结构、轨道结构与管理、声屏障等方面，提出了城市轨道交通减振降噪的综合技术措施。

关键词城市轨道交通，环境影响，振动，噪声控制

轨道交通由于轮轨接触、车辆设备(受电弓、电机、空调等) 等产生的振动和噪声对周围环境产生一定的影响。随着人们生活水平的提高，对环境要求也越来越高。城市轨道交通要走可持续发展的道路，在解决好交通的同时也要确保良好的生活环境。本文通过对上海既有轨道交通线路的振动和噪声进行测试，收集了国内外有关资料，分析其对环境的影响程度，提出了车辆、桥梁、轨道结构、声屏障及轨道管理等方面的减振降噪措施。 1 轨道交通的振动测试结果及分析 1. 1 振动的产生与传播机理 城市轨道交通在运营过程中，列车车轮与钢轨之间产生撞击振动，经过轨枕、道床，传递至隧道或桥梁基础，再传递给地面，从而对周围区域产生振动，并进一步传播到周围建筑物。这种振动干扰不仅对地铁沿线民宅、学校、医院等环境产生不良影响，而且可能对沿线基础较差的建筑物造成损害。 振动波在土介质中的传递过程，其作用机理及传播特性与地震基本相同。这些振动波遇到自由界面时，在一定条件下重新组合，形成一种弹性表面波，随着离振源距离的不同，它们之间的能量也在改变，同时传播速度、衰减率也为距离的函数。根据振动传播理论，振动从地面进入建筑物，不同结构建筑物其振动衰减也不同。 1. 2 振动测试结果 表1 上海地铁1 号线的振动测试结果。 1. 3 测试结果分析 结合振动的产生和传播机理来分析上述振动测试结果，可以看出: (1) 上海软粘土埋深10 m 左右地下线路中心处最大振级在75～80 dB

表1 北京地铁沿线地面建筑物的振动测试资料[ 1 ]

(2) 矩形隧道结构DT Ⅲ 扣件道床振动加速度水平(94. 96 dB) 远小于盾构隧道结构DT Ⅲ 扣件道床振动加速度水平(105. 11 dB) (3) 扣件类型对地面建筑物振动影响明显，减振型钢轨扣件的减振效果比较明显。 (4) 建筑物的振级(地面垂向Z 振级( VLZ) ) 大小与建筑的基础类型、构造型式及其与地铁线路的距离有密切关系。基础较差的砖木结构或轻质结构，其振级与土壤接近，振动衰减小。

将上述测试结果与现行环保标准对照可以看出:在上海饱和软土地层中，对于一般埋深(10 m 左右) 的地下线，其中心线处地表振动超标5～10 dB ; 当线路埋深超过30 m 时，混凝土基础的建筑物的振动大大降低。 2 轨道交通的噪声测试结果及分析 2. 1 噪声的产生与传播机理 轨道交通噪声主要来源于高架线路列车运行时轮轨的接触噪声、车辆非动力系统噪声(车辆的空压机、空调机、电动机等)，以及桥梁结构的二次振动引起的辐射噪声、小半径曲线路段上车辆轮缘与钢轨间的摩擦声。噪声的大小与车辆型式、曲线半径、桥梁与轨道结构等因素有关。 2. 2 噪声测试结果 在测试高架线路噪声时，桥面以上部分的噪声峰值大于桥面以下的噪声峰值。当列车以60～80 km/ h 速度行驶在高架线路上时，其噪声连续等效声级可达85～90 dB(A) ( 单列车通过) 。其噪声特点是声级高，作用时间长，且以中低频为主。 2. 3 测试结果分析 结合噪声的产生和传播机理分析上述噪声测试结果，可以看出: (1) 高架线箱梁下的噪声峰值为80 ～ 85 dB (A) ; (2) 高架线路的噪声峰值一般超标量为10～ 15 dB(A) ;

参考文献 1 王毅. 北京地下铁道振动对环境影响的调查与研究. 地铁与轻轨，1992 ，21～24 2 Esveld C. Railway -induced ground vibration. Rail Engng Intern ， 1991 ，(2) 3 Walker J G. Metros should be silent servants. Develop metros ， 1992 4 VADILLO E G. Subjective reaction to structurally radiated sound from underground railway : Field results.J Sound &Vibr ， 1996 ， 193 (1) 5 Moehren H H. The dynamics of low vibration track. RT&S ， 1991 ， 87(9) 6 焦金红，张苏，耿传智等. 轨道结构的减振降噪措施. 城市轨道交通研究，2002 ， (1) :61～65 7 户源春彦. 防震橡胶及其应用. 牟传文译. 北京:中国铁道出版社，1982