城市地铁轨道减振降噪技术应用分析

城市地铁轨道减振降噪技术应用分析

林锋

青岛地铁集团有限公司运营分公司山东青岛266000

摘要：城市地铁列车在实际运行过程中会产生一定的振动，这些振动会破坏和影响沿线建筑和居民正常生活，这就需要应用城市地铁轨道减振降噪技术，振源和初始传递轨道是地铁系统的减震降噪的对象。本文论述了城市地铁轨道减振降噪技术的应用，对于相关研究提供理论基础。

关键词：城市地铁；轨道减振；降噪技术；实践应用

城市地铁列车在实际运行过程中，轮轨在相互作用下会产生振动，振动利用各种途径向地铁土体结构中传播，这样会影响到地铁沿线建筑物的稳定性，还会干扰到周边一起的精密度和灵敏度，还会影响到地铁沿线居民的生活，因此利用地铁轨道减振降噪技术，可以保障地铁沿线建筑和居民的正常生活。

1.城市地铁轨道减振降噪设计原则

1.1分级减振原则

结合当前城市地铁轨道减振降噪技术的实际水平，考察不同减震降噪技术的应用效果，以工程实际情况为基础，划分减震降噪的等级，各个地段需要结合实际情况采取不同的减振措施，合理配置轨道部件，保障减震降噪的效果。近些年城市地铁轨道减振降噪技术不断发展，划分轨道减振降噪技术，中级减振降噪地段为5~10dB，高级减振降噪地段为减振10~15dB，特殊减振降噪地段为15dB以上。

1.2经济合理性原则

减振降噪技术应该具有可靠性，在正常使用减振降噪技术过程中，要尽量减少维修，或者达到免维修的要求，针对减振结构易损件，或者某些部件很难更换，可以结合钢轨等寿命设计要求。

1.3结构稳定原则

利用减振降噪技术为了保障城市地铁运行的安全性合平稳性，保障轨道的几何变形处于正常范围内，避免钢轨出现异常磨损问题。城市地铁轨道落实减振降噪技术之后，沿线敏感区域的噪声和振动要满足相关标准要求。

1.4因地制宜原则

以沿线规划条件为基础，在规划红线内不能设置敏感建筑物，或者降低建筑物的等级，设置针对性的减振降噪措施。如果某个地段的线路条件比较恶劣，可以设置级别较高的钢弹簧浮置板，保障减振降噪效果，同时要避免出现波磨问题。结合线路平纵断面和规划条件，及时调整减振降噪技术的应用方案，充分发挥出减振降噪技术的作用。

2.城市地铁轨道减振降噪技术应用

2.1常规减振技术措施

为了避免城市地铁运行干扰到周围环境，需要针对不同的振动源和传播途径，确定针对性的减振降噪技术。可以权限铺设无缝线路，这样可以将钢轨接头彻底消除，提高了轨面的连续性，避免轮轨之间发生冲击和振动，这样就会极大的减少城市地铁轨道的噪声和振动。利用弹性分开式扣件，保障扣件节点静刚度在20KN/mm以内，可以在轨下和垫板下分别设置减振垫。针对不同的减振地段，利用不同的减振措施，保障振动衰减效果，同时要注意满足环保要求。城市地铁在运营之前或者在运营过程中，需要定期打磨钢轨的顶面，这样才可以保障良好的轮轨接触效果，避免轮轨之间动力作用过大，这样有利于达到的减振降噪作用。将油涂在钢轨侧面，定期打磨钢轨表面，镟削车辆，这样减少出现滚动噪声。控制好轨道施工质量，提高养护维修质量，保障线路和轨道始终处于良好的状态当中，在最大程度上降低车辆运行带来的振动和噪声。设置车辆轨道系统，严格控制车辆转向架一系二系弹簧的技术要求。

2.2利用橡胶支撑浮置板

在混凝土施工过程中，可以设置橡胶支承浮置板，可以结合实际情况选择利用连续线绕浮置板和双支承式预制浮置板，当前很多国家的地铁系统都选择利用连续心焦浮置板，在我国的广州等城市选择利用双支承式预制浮置板。在支撑方式角度出发，可以分成整体支承和线性支承以及分布式支承三种方式。利用整体支承，其结构比较简单，不会产生较大的施工误差，整体支承的面积比较大，因此可以降低纵向轨道的振动和噪声，但是利用整体支承，不利于今后的维修工作。利用线性支承，可以节省很多材料，同时也可以降低轨道结构的固有频率。利用分布式支承技术，无法有效抵抗轨道纵向振捣和噪声，为了控制浮置板的变形，需要充分吻合剪切模量和垫板大小以及垫板厚度，如果保证设计的合理性，同时轨道固有频率比较低，那么就可以达到良好的减振效果，同时也可以随时进行维修。

创建车辆、轨道、浮置板的耦合系统动力学有限单元模型，需要利用连续分布参数轨道模型，不能只是简化等效总集参数轨道模型，这样才可以计算更加复杂的问题。地铁钢轨可以利用连续弹点离散性支承梁模型，不能利用连续弹性基础模型，这样才可以计算城市地铁列车运行过程，并且可以准确处理轨道模型涉及到的动力学问题。可以等效弹性刚度表示模型扣件和轨下弹性垫板以及枕下道床支撑弹性。

国家很多国家都选择利用天然橡胶制作双支承式预制浮置板的橡胶支座，利用这种配方设计，可以使橡胶支座的蠕变率由此降低，也可以使橡胶支座的可靠性也可以得到保障。

2.3中级减振地段的技术措施

可以利用粘合垫板式扣件和压缩型轨道减震器扣件。粘合垫板式扣件是粘接顶板和底板，龙弹性材料的弹性作用，当前很多国家都开始广泛利用该扣件，也可以利用压缩性轨道减震器扣件，可以达到相同的性能。

也可以利用剪切型轨道减震器扣件，这种扣件属于弹性分开式，可以利用螺栓弹条扣压钢轨，也可以利用无螺栓弹条扣压钢轨，利用橡胶圈硫化承轨板和底座，利用橡胶剪切变形，可以产生竖向弹性和横向弹性，发挥橡胶的阻尼特性，可以实现隔振减振效果。

利用梯形轨枕轨道，主要是发挥预应力钢筋混凝土结构的作用，利用两根预应力混凝土总量和三根钢管，建立一个整体。日本新干线广泛利用梯形轨枕轨道，我国上海和南京等城市也开始大力推广这种减振降噪技术。

2.4减振垫浮置道床

在道床板下部和侧部设置圆锥形橡胶减振垫，在隧道结构上设置道床板，全部隔离隧道结构。利用这种技术，可以衰减列车产生的振动。结构通常都是利用现浇方式，无需实施预制。利用普通道床扣件，扣件使用种类比较少。因为橡胶减震垫具有良好的使用性能，使用寿命也比较长，因此通常不需要频繁更换，但是利用橡胶减振垫浮置道床，需要利用面支撑，这样会增加道床钢筋用量，也会因此提升工程造价，此外更换橡胶减震垫难度比较大，因此需要控制好供货量，在设计道床结构的过程中，需要控制好道床分块长度，这样后续更换橡胶减震垫也会变得更加方便。

结束语：

近些年我国不断更新城市地铁轨道减振降噪技术应用水平，开始出现各种新技术和新理念，例如在地铁减振过程开始广泛利用橡胶产品，在城市地铁轨道减振降噪过程中利用各项新技术，可以进一步发展城市地铁轨道减振降噪技术，进而推动我国地铁行业的发展。

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