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城市交通对建筑物的环境影响及降噪对策探讨
近年来高等级公路和城市轨道交通建设作为基础设施建设的必需和缓解城市交通拥堵的法宝,得到普遍认可和高速发展,但其噪声振动对沿线建筑物的影响也日益突出。
城市交通噪声振动的投诉、治理工程以及城市景观保护等相关内容也就顺理成章地逐渐成为行业关注热点。对于轨道交通减振处理,我国早已开始在城市轨道交通经过敏感建筑物的地段采用弹性减振扣件和专用橡胶隔振器对轨道或建筑结构进行隔振处理;2001年开始又陆续引进了阻尼弹簧浮置板道床、T型轨枕轨道减振器、VAN-GUARD先锋扣件等隔振技术和产品,取得了较好的减振降噪效果。对于城市交通的空气声扰民问题,近年来全国各地也已经在大量城市铁路和公路项目中建造了各种不同材质、不同造型、不同布局的大量隔声屏障;单纯依靠声屏障无法达标的部分高层建筑还加装了大量隔声窗。这方面大量理论研究和工程经验的相关文章、报道、交流已经很多,在此不再赘述。
本文只是想就此次交流之际,对城市交通噪声控制工程中所暴露出的一些问题和引发的相关思考,进行有限范围内的探讨与揭示,期望引起相关从业单位的关注与配合。
3.1 目前道路声屏障普遍存在设计高度和水平延伸长度不足的问题:其中有些路段确实是受到高架桥原有结构预留荷载不足的限制,按照抗风荷载强度和结构承载上限大多只能加装高度3.5米以下的声屏障;但也确有大量路基和新建桥区声屏障本可以通过合理设置声学高度和遮挡角度获得更好降噪效果,却出于经费考虑或“一刀切”的习惯思维,使新建声屏障“形同虚设”。而在水平延伸长度方面的疏忽就更不可以原谅:有些路段的声屏障两段起止点只与需要防护的建筑物正交对正(与建筑物暴露面等长度),完全忽略了线状声源两端的水平绕射。
3.2 许多声屏障结构设计、造型、材质单一,既没能因地制宜与周围景观协调美化,也没有去繁就简节约成本。还有些声屏障高度建得不低,底部与路基之间或面板间却留着很大的缝隙(笔者就见过建在路基高肩处的铁路声屏障底下还可以钻过人去),这样不负责任的工程不知是怎样通过验收的?
3.3 国内早期曾经有大量轨道交通声屏障由于没有考虑轨道隔振问题,而导致固体噪声传导辐射,使声屏障无法达到预期降噪效果;有些甚至将轮轨-桥梁的振动激励放大辐射出来,成了“扩音器”。现在大多数环评和设计单位都知道了,凡是在设置高等级隔声屏障(特别是建造半封闭、全封闭声屏障的路段),均同步采取了轨道隔振措施。但仍旧存在隔振措施或简陋或单一、与隔声设计不匹配、忽视高频失效影响等弊病。
3.4与道路声屏障一样,很多地铁轨道隔振项目的水平延伸长度也存在明显的不足:很多环评报告在拟定隔振对策时仍会忘记两端延伸衰减的必要长度;而很多隔振从业单位自己也对此不闻不问。最极端的例子是:北京某地铁工程中采用了国外引进的、号称隔振效果可以达到20~40dB的钢弹簧浮置板隔振道床,但全部由其自行设计的全线顶级隔振区段的部分实际安装长度只有30或60米,要知道该线路列车编组长度可是120米啊!
3.5 隔振宣传的浓墨重彩与工程实际的轻描淡写:还是上面谈到的地铁钢弹簧浮置板隔振道床,由于是“舶来品”,在国内专家学者的积极倡导和帮助下,2001年就顺利拿到了“独生子女证书”,随后通过浓墨重彩的宣传和商业运作在国内地铁高等级隔振工程中占据了垄断地位。在大量宣传媒介和专业文章中介绍阻尼弹簧浮置板的隔振效果时都赫然写着“隔振效果可以达到20~40dB”。但真正熟悉地铁隔振专业的同志都知道,无论从理论分析还是仿真模拟,这样的弹簧浮置板的真实隔振效果应该是“插入损失”20~25dB、“传递损失”40dB左右;前面避实就虚的宣传实在是太不专业也太不敬业了吧?更何况此成熟技术尚存在高频失效和阻尼欠佳(其弹簧是部分浸泡在阻尼剂中的)等技术缺陷。与其铺天盖地浓墨重彩的隔振宣传形成鲜明对比的是工程实际效果的轻描淡写:截止到2008年初,我们在公开途径尚未见到各线路工程应用的实际隔振效果测试数据;直到2008年中期才经多家单位的客观测试了解到真实情况,“20~40dB的西洋景”才得以揭穿。
3.6 阻尼钢轨的减振降噪实效:近年来轮轨噪声治理的需求日益高涨,部分单位为此研发了不同形式的钢轨阻尼降噪技术,甚至有设计单位提出拟将此技术应用到国铁轨道减振工程中,标称可获得3dB的隔振“插入损失”。对此我们觉得有责任站出来澄清如下概念:我们不否认某些钢轨阻尼降噪技术确实达到了大小不等的一定降噪效果,但据不完全统计,其中部分技术工程应用的实际降噪效果远不像我们听说或研发者期望的那么突出。我们知道:除因车轮磨损“失圆”或轨道磨损“瘢痕”导致的振动激发的低频冲击噪声外,大多数轮轨噪声(尤其是弯道部分的高频啸叫噪声)主要产生于车轮轮缘与轨顶侧边的“干摩擦”,此时对重型工字型钢轨采用轨腰部分的阻尼或约束阻尼处理,降噪效果远不及对列车轮对进行阻尼或轮毂隔振来得显著,更不及轨道打磨和轨顶侧边(局部)涂油来得高效、经济。北京某车辆段弯道实验线路在刚刚完成约束阻尼处理时确有一定效果,啸叫声的高频成份也显著降低;但3个月后再次测量,阻尼钢轨的啸叫声再起,甚至超过部分未经处理的线路。经分析,早期部分降噪效果更多地来自于实施约束阻尼处理时对钢轨的打磨抛光处理,而经过3个月的风吹雨淋,阻尼钢轨(轨顶侧)回复锈蚀状态,因此噪声大幅度回升。实际上,某单位为证明钢轨阻尼处理效果时,就是用一段钢轨悬挂起来(像希望小学上课敲钟一样)进行演示的,这实际上是一种边界自由条件下轨道受激辐射的“自鸣噪声”。他们往往忘了,此时即使不用那些复杂的约束阻尼,单用我们的手掌按上去,“敲钟”的声音就会小多了。而实际轮轨摩擦发声时是有轴重达十几吨(轻轨)或几十吨(国铁)的车轮紧压在钢轨上对钢轨实施着自然(单向)“阻尼”作用的。他们为什么不去敲一敲压在车轮或压力机下的钢轨来演示呢?错误的演示/实验方法误导了自己的思维和甲方的投资方向,最终的效果难免自欺欺人。

 而异想天开地要将这样有限条件下的“阻尼降噪技术”推广应用到轨道减振工程中并宣称可实现3dB的隔振“插入损失”,就只能说是匪夷所思或是行业内的“不良之风”了。
3.7 声屏障设计应用理念的探讨:交通噪声达标的充分必要条件与“权宜之计”?!   
 
有限的客观降噪效果与高涨的主观降噪需求   
 
隔声窗的局限性与“偷换概念”的环保达标对策    
 
声屏障的多重防护作用:       
 
对粉尘、尾气的遮挡、疏导作用;           
 
一定程度的电磁屏蔽作用;       
 
对光污染的有效防护作用;       
 
得天独厚的安全防护作用;       
 
声屏障设计及质量缺陷(有效高度、延伸长度;吸声、漏声、锈蚀、防盗……)
 
摘自:《现代建筑与城市交通噪声控制工程技术交流》 作者: 邵斌
作者单位:中国环境保护产业协会噪声振动控制专业委员会秘书长、北京市劳动保护科学研究所总工程师
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