1 減振降噪措施在城鐵建設中的意義
城市鐵路作為城市快速軌道交通,極大地方便了城市人口的出行,提高了人們居家擇業的機動性,利于城市的環保。但城市鐵路也給城市環境帶來了諸如噪聲、振動、電磁輻射、景觀等方面的負面影響,其中以噪聲和振動對沿線環境的影響最為突出。
對于城市軌道交通噪聲與振動及其控制,在設計階段,首先要根據環評報告對沿線振動與噪聲的超標狀況進行預測,然后逐段落實設計方案；在線路施工設計階段,要采用經濟合理和技術可行的減振降噪措施, 確保在線路開通后取得良好的減振降噪效果。
2 國內外減振降噪技術簡介
國內外常用的幾種減振技術
從20 世紀60 年代開始,用橡膠墊板作為軌道的彈性減振連接件,幾十年來一直在優化和改進之中;科隆地鐵采用特殊形式的軌道減振器,亦即科隆蛋,取得了較好的隔振效果,一般可以取得5～7 dB 的隔振效果;新進入中國市場的洛德(Lord) 扣件為膠結墊板,隔振效果與科隆蛋相當;彈性支承塊(彈性套靴) 經濟實用,隔振效果好,也可以達到5～8 dB 的隔振效果; 奧地利Getzner 公司針對高速鐵路碎石道床和混凝土枕磨損較快、振動加劇這一問題,開發了澆注在枕木下的發泡聚胺酯枕木墊,取得了明顯的效果,隔振效果可達到5～10 dB 。
對于隔振要求10 dB 以上的區段,一般要采用道床下隔振措施。碎石道床隔振主要采用整體彈性道碴墊,如橡膠墊(發泡或開槽,也有用再生橡膠) 和發泡聚氨酯墊;整體道床隔振也稱為浮置板隔振,按彈性材料的結構形式分為面支承、線支承和離散支承三種,其中離散支承效果最好。彈性材料用橡膠的一般稱為橡膠浮置板,用鋼彈簧的則稱為鋼彈簧浮置板。鋼彈簧浮置板一般采用離散支承。
橡膠浮置板的隔振效果好于軌下和枕下隔振系統,目前影響其推廣的主要問題是橡膠易老化和不易檢修更換,以及運行中發現隔振地段車內振動噪聲明顯加劇、輪軌摩擦聲加劇;鋼彈簧浮置板由鋼彈簧和粘滯阻尼組成,隔振效果高于其它隔振方法,適用于線路從建筑物下面或附近通過并且建筑隔振要求較高的場合,如音樂廳、歌劇院、醫院、會議中心、博物館、高檔住宅和旅館等。鋼彈簧浮置板壽命長,不需特殊維護和保養,檢修或更換彈簧十分方便,利用專用工具2 個人就可完成,不用拆卸鋼軌,不干擾行車,行車平穩性較好。
隔振方面的工程實踐在我國開展得較晚,我國香港地鐵、上海地鐵、廣州地鐵、洛陽伊河大橋、濟南鐵路橋、廣深線石龍鎮鐵路橋、秦嶺特長隧道都采用了減振措施。如上海地鐵應用科隆蛋隔振技術,廣州地鐵應用橡膠浮置板,北京地鐵應用了套靴隔振,國鐵秦嶺隧道(1814 km) 采用彈性支承式軌枕無碴軌道結構。深圳地鐵一號線在穿越市政府段采用秦嶺隧道隔振方案,并委托鐵道科學研究院做了實尺模型剛度試驗、落錘沖擊隔振效果試驗和隔振器疲勞試驗,其中落錘沖擊試驗隔振效果平均在40 dB 以上,隔振器通過了300 萬次疲勞試驗。北京地鐵建設一直非常重視地鐵減振技術,北京地鐵環線在東四十條站鋪設了彈性套靴整體道床結構(經30 多年運行,減振效果顯著),在四惠車輛段的試車線上采用了地面線道碴墊減振技術。
噪聲控制措施及應用
噪聲的預測和聲屏障的設計已有完善的理論和工程實踐,隔聲屏形狀和吸聲材料的新發展使噪聲控制技術不斷完善。聲屏障技術首先在公路建設中得到應用和推廣,隨后應用到城市軌道線路。許多國家無論高速公路還是城市鐵路沿線到處可以見到形式各異的聲屏障,在聲屏障的研究和工程建設方面積累了一整套成熟的理論和成功的經驗。如新加坡在4418 km 高架線路兩側全部設置了高017 m 、厚0108 m 的隔聲式混凝土聲屏障,而且聲屏障設計與橋梁結構設計同步進行。
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