摘要：分析了城市軌道交通中噪聲產(chǎn)生的原因，并從控制噪聲源、隔離傳播途徑等方面，提出了在城市軌道交通中降低噪聲的措施，以治理城市軌道交通中的噪聲問(wèn)題。

　　1概述

　　城市軌道交通以其運量大、速度快、安全可靠、時(shí)間準確等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在大城市公共交通中得到人們的認可，但其產(chǎn)生的噪聲問(wèn)題亦不容忽視。城市軌道交通要走可持續發(fā)展的道路，在解決好交通的同時(shí)也要確保良好的生活環(huán)境。

　　2城市軌道交通噪聲產(chǎn)生的機理

　　城市軌道交通引起的噪聲可分為：輪軌噪聲、動(dòng)力系統噪聲、特定結構噪聲及氣動(dòng)噪聲等。理論分析和實(shí)驗研究表明，在城市軌道交通中噪聲的主要來(lái)源是輪軌作用而產(chǎn)生的噪聲。當列車(chē)通過(guò)軌道結構時(shí)，由于軌面和車(chē)輪踏面都存在各種不平順，軌道結構和車(chē)輛都會(huì )產(chǎn)生振動(dòng)，輪軌表面越不平順，振動(dòng)越強烈，同時(shí)噪聲也越大。

　　1）輪軌噪聲。當列車(chē)以一定的速度通過(guò)軌道時(shí)，車(chē)輛和軌道將產(chǎn)生振動(dòng)，從而向外界輻射聲波。這種噪聲，一是列車(chē)行駛在成洪水危害的集水區進(jìn)行綜合治理，減少災害性洪水的發(fā)生，并修筑排洪渠、跌水等工程以疏導可能發(fā)生的洪水，避免洪水對路基的沖刷。半徑很小的曲線(xiàn)上所發(fā)出的“尖嘯聲”；二是車(chē)輪滾過(guò)鋼軌接頭時(shí)所發(fā)出的“撞擊聲”；三是車(chē)輪與鋼軌接觸面之間的微小不平造成有節奏的“轟隆聲”亦稱(chēng)滾動(dòng)噪聲。

　　2）動(dòng)力系統噪聲。主要來(lái)自牽引電動(dòng)機、壓縮機、發(fā)電機、齒輪箱及空調器等設備的運轉噪聲，此類(lèi)噪聲的大小取決于車(chē)輛的性能優(yōu)劣。它是城市軌道交通的主要噪聲來(lái)源之一。

　　3）特定結構噪聲。在地下行駛的列車(chē)會(huì )引起車(chē)體和軌道結構的振動(dòng)，而后者又會(huì )激起地鐵隧道的振動(dòng)，并引起靠近隧道或直接建在隧道上的建筑物振動(dòng)，從而導致噪聲向建筑物內的第二次輻射。而且列車(chē)在封閉狹長(cháng)的隧道內高速行駛，會(huì )形成強大的活塞風(fēng)噪聲。當地鐵內的通風(fēng)機開(kāi)動(dòng)時(shí)，還會(huì )產(chǎn)生一定的機械和氣流噪聲。當列車(chē)行駛在高架結構上時(shí)，還會(huì )激發(fā)高架結構的振動(dòng)從而向鄰近建筑物輻射噪聲。

　　4）氣動(dòng)噪聲。它是車(chē)輛與空氣相互作用產(chǎn)生的，它與速度和車(chē)輛的外輪廓有關(guān)。

　　5）接觸網(wǎng)與集電弓之間產(chǎn)生的摩擦聲。

　　城市軌道交通產(chǎn)生的噪聲是上述噪聲的綜合效果，并且受列車(chē)運行狀態(tài)和軌道設備狀態(tài)的影響。

　　3城市軌道交通噪聲的控制

　　降低噪聲、減小振動(dòng)主要是通過(guò)衰減振源、避免結構共振、隔離傳播途徑、吸聲等方法進(jìn)行，應根據不同的防治目標確定最佳的防治措施。

　　3.1控制噪聲源城市軌道交通中噪聲的主要來(lái)源是輪軌噪聲、車(chē)輛設備產(chǎn)生的噪聲和架空接觸網(wǎng)與集電弓之間的摩擦聲，活塞風(fēng)和通風(fēng)系統引起的噪聲只存在于地鐵中，由高架結構的振動(dòng)而輻射的噪聲只產(chǎn)生于高架結構中。

　　1）輪軌噪聲的控制。一方面，通過(guò)優(yōu)化軌道結構，減少激振源達到減振降噪的目的；另一方面，還可以通過(guò)改變軌道結構的振動(dòng)參數來(lái)控制振動(dòng)，從而起到抑制噪聲的作用。影響軌道結構振動(dòng)特性的主要參數是質(zhì)量、阻尼和剛度。其振動(dòng)微分方程可以表示為：[M]v+[C]v+[K]v=F（t），式中[M]、[C]、[K]分別為質(zhì)量、阻尼和剛度矩陣。具體的方法如下：在涉及到曲線(xiàn)時(shí)，盡量少用小半徑曲線(xiàn)。這是由于小半徑曲線(xiàn)會(huì )增大輪軌作用力，加速鋼軌磨耗，也因此產(chǎn)生較大的噪聲。鋪設無(wú)縫線(xiàn)路。減少鋼軌接頭數量，從而減少列車(chē)與鋼軌接頭的撞擊聲。采用重型鋼軌。重型鋼軌的垂向剛度大可以有效降低列車(chē)沖擊而引起的鋼軌垂向振動(dòng)，從而減少噪聲。另外增加鋼軌質(zhì)量提高了軌道框架剛度，可以減小受載后軌道的變形，為車(chē)輪運行提供一個(gè)較為平順的軌面，從而減小列車(chē)運行時(shí)的輪軌轟鳴聲。選用合適的道床形式。增加道床參與振動(dòng)的質(zhì)量，增加軌下基礎彈性，提高軌下結構的阻尼參數，從而降低軌道結構的振動(dòng)，減少噪聲。道床有碎石道床和整體道床，在地面線(xiàn)部分宜采用碎石道床，地下線(xiàn)和高架線(xiàn)宜采用整體道床。碎石道床分為彈性軌枕道床和道碴墊道床，前者是在枕下加設橡膠墊，后者是在道碴底下加設橡膠墊，兩者都能有效地降低振動(dòng)。整體道床分為無(wú)枕式和軌枕式，無(wú)枕式整體性好，剛度大，因此沖擊振動(dòng)比軌枕式大得多。軌枕式整體道床包括短枕式和長(cháng)枕式。上海地鐵選用了長(cháng)枕式，效果良好。另外彈性支承塊式整體道床和浮置板式整體道床的減振效果十分顯著(zhù)。彈性支承塊式軌道結構由彈性支承塊、道床板和混凝土底座及配套扣件構成。彈性支承塊是由橡膠靴套包裹的鋼筋混凝土支承塊及塊下大橡膠墊板組成。浮置板式軌道結構系統采用三層水平墊板（鋼軌下橡膠墊板，鐵墊板下橡膠墊板，板下橡膠墊板）和在浮置板兩側設置的橡膠墊組成。定期打磨鋼軌頂面，消除軌頂面不平順，從而減小列車(chē)運行時(shí)的轟鳴聲。采用減振扣件和鋪設軌道減振器。在我國城市軌道交通中使用的主要扣件有：DT系列的DTⅡ至DTⅥ型和WJ系列的WJ21至WJ24型，他們能滿(mǎn)足一般地段的減振要求。軌道減振器俗稱(chēng)“科隆蛋”，能有效減少振動(dòng)和噪聲，主要用于減振要求較高的地段。

　　2）車(chē)輛設備產(chǎn)生的噪聲控制。進(jìn)行車(chē)輛輕量化設計。減少自重，從而減小輪軌間的相互作用力，降低噪聲。

　　采用彈性車(chē)輪和充氣橡膠輪胎。在車(chē)輪上加設橡膠件能有效吸收和衰減一部分由車(chē)輪產(chǎn)生的噪聲，改善噪聲的頻譜特性。

　　采用直線(xiàn)電機牽引。使動(dòng)力系統不需要從旋轉運動(dòng)轉換成直線(xiàn)運動(dòng)，省去齒輪箱等一系列傳動(dòng)機構，從而減少噪聲源。

　　采用徑向轉向架。以消除列車(chē)在曲線(xiàn)上運行時(shí)產(chǎn)生蠕滑，從而消除列車(chē)通過(guò)曲線(xiàn)時(shí)的“尖嘯聲”。

　　3）隧道和高架結構的振動(dòng)而輻射的噪聲的控制。地鐵隧道上方建筑物的基礎可設置彈性裝置（如橡膠墊塊等）能有效地降低振動(dòng)。對于那些防振要求很高的建筑物，如精密儀器實(shí)驗室，軌道交通線(xiàn)路應盡可能繞避，或遷移建筑物。高架橋宜采用混凝土梁，盡量少用鋼梁，橋梁支座采用橡膠支座，橋梁兩側設置隔音板。

　　4）集電系統的噪聲控制。盡量減少集電弓的數量，安裝集電弓外罩，提高接觸網(wǎng)的拉力。

　　3.2控制噪聲傳播途徑城市軌道交通噪聲傳播的主要媒介是空氣�？刂圃肼晜鞑ネ緩降幕�本原理是在噪聲傳播過(guò)程中，在聲源和接受點(diǎn)之間設置障礙物，避免直達聲，使受聲點(diǎn)只接受透射聲和繞射聲，并可利用屏障本身所具有的吸音性能在傳播途徑中消耗聲能量，以降低接受點(diǎn)的聲能強度。

　　1）在線(xiàn)路兩側設置聲屏障�？衫�用沿線(xiàn)的土堤、路塹和其他建筑物作為聲屏障，根據情況也可專(zhuān)門(mén)設計隔音墻，為有效控制聲透射和聲繞射，隔音墻的材料選用、墻的厚度和高度設計是關(guān)鍵。

　　2）線(xiàn)路兩側大密度種植樹(shù)木，形成樹(shù)障。

　　3）設置車(chē)輪隔音罩和在車(chē)輛兩側設置下裙邊。

　　4）采用密封車(chē)體設計，減小噪聲進(jìn)入車(chē)內。

　　5）在隧道內、車(chē)內以及聲屏障靠近聲源的一側應采用吸音涂層，以減少聲反射。

　　3.3運營(yíng)階段產(chǎn)生的環(huán)境影響需經(jīng)過(guò)各種治理設施治理，并達到國家和地方規定的排放標準（濃度標準和總量標準）后，才能消除。因此，按照“三同時(shí)”原則，所有污染治理設施均要精心設計，同時(shí)按照“清潔生產(chǎn)”的原則，尚需選用低污染設備，嚴禁選用國家已公布淘汰的污染環(huán)境的工藝和設備。

　　3.4鐵路工程環(huán)境保護設計應解決鐵路工程建設運營(yíng)中產(chǎn)生的環(huán)境影響，而鐵路產(chǎn)生的環(huán)境影響隨著(zhù)鐵路技術(shù)的進(jìn)步、管理手段的提高而變化�？傊�，鐵路技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，也減緩了對環(huán)境的影響，如鐵路電氣化改善了鐵路沿線(xiàn)的大氣環(huán)境質(zhì)量。與環(huán)境保護關(guān)系密切的未來(lái)鐵路發(fā)展方向有：鐵路高速化產(chǎn)生的噪聲干擾較目前大；鐵路電氣化產(chǎn)生的電磁干擾，主要是對居民收看電視質(zhì)量有所影響，同時(shí)也消除了大部分廢氣排放；鐵路密集化，隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)同一條線(xiàn)路上列車(chē)對數遠較現在密集，且高速，其產(chǎn)生的噪聲干擾較目前大；車(chē)站卸放的旅客列車(chē)垃圾遠較目前多，站車(chē)垃圾的收集、回收、處置將成為重要問(wèn)題；機車(chē)車(chē)輛檢修模塊化，隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現列車(chē)運行全程監控，較小的技術(shù)故障在列車(chē)運行中即能解決，大大提高列車(chē)的途運時(shí)間，檢修時(shí)拆下舊模塊，換上新模塊，模塊集中檢修，這樣就使目前的檢修設施大為減少且集中，對于解決污水處理、廢氣治理將大有好處。

　　3.5隨著(zhù)鐵路技術(shù)的進(jìn)步和管理的現代化，未來(lái)鐵路環(huán)境保護設計應著(zhù)重解決以下幾方面的問(wèn)題：加強鐵路沿線(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護，建設鐵路綠色長(cháng)廊；加強鐵路噪聲防護，建設鐵路清靜長(cháng)廊；加強鐵路站車(chē)垃圾收集、回收、處置；建設鐵路衛生車(chē)站；加強鐵路電磁防護，清新千家萬(wàn)戶(hù)。

　　3.6為了更好地貫徹環(huán)規，建議鐵道部適時(shí)出臺以下標準規范：鐵路工程環(huán)境保護設施劃分標準、鐵路噪聲治理工程設計規范、鐵路站車(chē)垃圾處置工程設計規范。

　　4結語(yǔ)

　　鐵路要發(fā)展，環(huán)境要保護，這是人類(lèi)永久一致的目標。但是這既是一項科學(xué)技術(shù)工作，又是一項科學(xué)的管理和組織宣傳工作。所以，應該共同努力并行動(dòng)起來(lái)保護人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境。