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城际铁路噪声影响及防治对策

   孙宏波  李文君  许杨
(天津市环境监测中心,天津市 300191)

 摘 要:城际铁路以高速快捷、安全可靠性高、无烟气排放污染等优点,近年来在国内得到了快速发展。城际铁路快速发展的同时也给沿线环境带来的振动和噪声污染的问题,其中噪声污染问题相对突出。本文分析城际铁路现场监测结果,结合现已运营的城际铁路阐述城际铁路降噪的措施。

 关键词:城际铁路,现场监测,衰减断面,声屏障
 
City track transportation vibration and noise reduction measures
  SUN Hong-bo  LI Wen-jun  XUN Yang
( Tianjin Environmental Monitoring Center, Tianjin  300191,  China )

 Abstract: The inter-city railway high-speed, high reliability, safety without smoke emission pollution etc, in recent years in China has been developed rapidly. The inter-city railway development also brings along to the vibration and noise environment pollution, noise pollution problem of relatively prominent. In this paper the inter-city railway site monitoring results of operations, has expounded the inter-city railway inter-city railway noise.
 Keyword: The inter-city railway,On-site monitoring,Attenuation section, Sound insulation


引言

 由于城市轨道交通具有高速快捷、客运量大、安全可靠性高、无烟气排放污染等优点,近年来在国内得到了快速发展,城际铁路应用更为广泛,但它们同时也带来了环境振动、噪声等污染的负面影响,其中噪声污染相对突出,因此城际铁路的降噪也将显得更为重要和迫切。

1 城际铁路交通的噪声源分析

 1.1城际铁路交通的主要噪声源

 1.1.1轮轨噪声[1]

钢轨与轮轨之间相互作用而产生的噪声。这种相互作用在车轮和轨道相接触处产生力的作用,造成车轮和轨道的振动而向外辐射声波。在实施制动时闸瓦、制动盘及钢轨等之间摩擦还会产生瞬时强噪声。

 1.1.2车辆设备噪声

 列车车辆动力设备运行时产生的噪声,包括牵引电机、通风机、压缩机、受电弓等设备噪声车辆设备噪声,特别是通风机和压缩机的噪声,随列车速度的提高而明显增大。
 1.1.3车辆运行时的空气动力噪声

 随着列车速度增大,空气动力噪声也随着上升。

 1.1.4高架结构噪声
 轮轨界面相互作用产生的滚动、冲击和摩擦所产生的噪声轮轨界面相互作用产生的振动通过轨道、桥梁和地基等传递导致相应结构振动而辐射的噪声。由于采用高架结构,声源位置提高,噪声影响范围扩大。

2 城际铁路交通降噪的综合措施

 结合京津城际说明在轮轨、车辆及桥梁结构等方面采取的降噪的综合措施。

 2.1轮轨的降噪措施

 1) 城际铁路采用了径向转向架能避免车轮在钢轨上的蠕动,使车辆能顺利地通过曲线,减少轮轨磨耗和消除常规转向架通过曲线时的尖叫声,另外还在小半径曲线地段对轨道涂油,降低轮轨间的摩擦。

 2) 城际铁路轨道运用了世界上最先进的长钢轨焊接工艺,经过多次焊接后铺设的钢轨,没有任何连接缝隙,减少了钢轨与列车车轮的磨耗,降低噪声的排放。

 3) 京津高速铁路其中113.5公里路段为无碴轨道,采用了从德国博格公司引进的板式轨道技术,由于该技术是把钢轨铺设在全线连成一体的巨大轨道板上,线路平顺性、稳定性、安全性都大大提高,从而满足列车高速行驶的需要,同时还能明显降低列车行驶产生的噪音。

 2.2车辆设备的降噪措施

 城际铁路车辆动力驱动系统采用了直线电机技术,可省去齿轮箱等一系列传动机构,明显降低噪声排放。
 车辆动力系统的转动部件进行转子动力学设计,尽量避免电磁耦合激发噪声。

 2.3空气动力噪声的降噪措施

 选用低噪声空气运动阻力小的新型机车,以减小车辆行进过程中空气动力摩擦产生的噪声。

 2.4 高架线路和桥梁的降噪措施[2]

 目前,城市轨道交通的高架桥结构大多采用箱梁形式。声源位置提高,噪声影响范围扩大,当列车通过时,线路沿线环境噪声将会增加。目前采用主要的降噪措施为设置声屏障,现有的吸声型声屏障均为板式结构,所用的吸声材料分别有多孔材料、穿孔板加纤维类吸声材料、微穿孔板等。
3 实例分析

 京津城际铁路西北起北京南站,东南至天津站,正线全长113.544千米,是连接首都北京和天津两大直辖市城市交通通道,有效地缓解了京津公路、京沪高速、京津唐高速的通行压力,加速了两地人员流动,优化了两地的资源配置,促进以京津为中心的环渤海地区经济社会发展,但同时也给沿线居民带来噪声等的污染问题。根据城际铁路交通产生噪声的原理,结合京津城际铁路工程沿线的环境情况,京津城际铁路采取的主要降噪措施如下:

 1)全线无缝线路,减少钢轨受列车冲击产生的噪声。

 2)采用了无碴道床轨道结构。

 3)选用运行噪声较低的国产CRH2型和CRH3型“和谐号”动车组。

 4) 京津城际铁路西北起北京南站,东南至天津站,正线全长113.544千米,其中约85%为高架线路,为降低对沿线环境保护目标的影响,在敏感区的线路设立吸声板+透明板的声屏障。

 对京津城际铁路项目武清区段沿线环境保护目标的监测,昼间背景噪声声级范围:50.1~56.3dB(A),有列车通过噪声声级范围:58.6~64.1dB(A);夜间背景噪声声级范围:48.6~54.6dB(A),有列车通过噪声声级范围:58.0~63.0dB(A);说明测点处的声级在有无城际铁路列车经过的情况下相差较大,城际铁路对武清段环境保护目标的声环境有明显的影响。

 对京津城际铁路项目河北区段沿线环境保护目标的监测,昼间背景噪声声级范围:58.8~63.0dB(A),有列车通过噪声声级范围:59.7~65.7dB(A);夜间背景噪声声级范围:56.1~61.2dB(A),有列车通过噪声声级范围:56.8~62.7dB(A);说明测点处的声级在有无城际铁路列车经过的情况下相差较小,环境保护目标的噪声影响主要来自现有京山铁路等其他铁路线列车通过时的噪声。

 对京津城际铁路沿线武清段的环境保护目标处的声屏障进行对比监测,距离铁路外轨中心线外30米、60米、120米三段距离处敏感目标的降噪效果,无声屏障处噪声声级分别为67.1dB(A)、66.0dB(A)、65.1dB(A),有声屏障处噪声声级分别为64.1dB(A)、62.6dB(A)、61.1dB(A),说明声屏障对京津城际铁路的运行噪声起到一定的降噪作用。
 和近侧京津城际铁路线路较近的第一排环境保护目标(小于30米)改变建筑物的使用功能,给与补偿,建议搬迁。

4 结语
本文以京津城际铁路工程作为实例,从城际铁路系统的轮轨、车辆及桥梁结构等方面阐述了可采用的降噪措施,为今后降低城际铁路交通的振动和噪声提供帮助。

参考文献
 [1] 焦金红,张苏,耿传智等.轨道结构的减振降噪措施[J],城市轨道交通研究,2002(1):61;
 [2] 刘枫,高日.高架轨道交通体系振动与噪声控制[J],噪声与振动控制,2000(4):32~35.

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