關于地鐵列車運行中振動和噪聲問題的探討

    地鐵列車運行引起的噪聲和環境振動問題日趨突出，引起了各有關部門的高度重視。結合城市既有地鐵線路兩側的噪聲和環境振動出現的問題和影響以及對周圍環境的影響程度和應該采取的不同減振減噪措施，以期對后續的地鐵工程建設環境影響評價、工程設計提供一定的參考依據。

    城市軌道交通在運營中不可避免地要產生噪聲，對司機、乘客以及周圍的行人、居民產生或多或少的影響。本線為市域快速線，行車速度較高，其車輛的減振降噪問題更是突出。因此，有針對性地尋求降低、衰減噪聲的措施和途徑，對現存的噪聲進行防護，最大限度地降低對人體造成的損傷，是城市軌道交通減振降噪的主題。減振降噪主要從噪聲源（車輛、線路）和傳播途徑上著手。地鐵車輛運行中主要噪聲有兩種來源，一是因為輪軌接觸而產生的輪軌滾動噪音，二是牽引電動機產生的電動-機械噪音。這些噪聲源惡化了地鐵車輛車廂內的環境。在地鐵車輛編組中的拖車主要引起輪軌接觸的滾動噪聲，動車中還有電動-機械噪音。輪軌接觸引起的噪音主要分為三種：滾動噪音、刺耳尖利的摩擦噪音和通過曲線時的蠕滑噪音。由于漢城地鐵有很多曲線地段，因此摩擦噪音和蠕滑噪音出現比較頻繁。其中車輛的減振降噪是從噪聲源上降噪，涉及車輛動力系統、傳動系統、車體、轉向架等，這些都涉及車輛制造行業的技術進步。通過有關資料介紹在這方面的降噪是有一定限度的，在此限度以上，要降低每一分貝的成本都是極高的。因此車輛的減振降噪只能是在現有技術條件下，在投資控制范圍內進行，以滿足本線噪聲指標要求。

    列車運行噪聲主要由輪軌噪聲、車輛動力系統和非動力系統噪聲。以及高架橋梁結構的振動輻射噪聲組成。列車運行噪聲不僅全方位向空間傳播，而且具有聲級高、頻帶寬、影響范圍廣、不易治理等特點。因此在線路規劃階段就應充分考慮盡量避繞噪聲敏感建筑，以達到縮小列車運行噪聲影響范圍，減少噪聲影響人數的目的。對噪聲的防治最直接有效的辦法是控制并降低噪聲源強，噪聲源強的控制，包括選用低噪聲車輛、對輪軌系統和橋梁結構采取減振措施等，但是采取這些措施后仍不能保證沿線環境噪聲達標，因此還應從噪聲傳播途徑采取攔截措施，包括采用設置聲屏障及對噪聲敏感建筑采取保護性措施如對敏感建筑加設隔聲門和雙層玻璃窗密閉或對個別敏感建筑物采取搬遷或功能置換等。從多方面同時采取措施即采取綜合防治措施，才能達到噪聲防治的預期目標。

    此外，地下車站、變電所和區間隧道的通風空調系統和局部通風空調系統所采用的設備如風機、冷卻塔等，其運行噪聲即噪聲源強，直接影響到周圍環境噪聲強度。對這些系統設備的選擇強調采用低噪聲、低能耗產品，是降低周圍環境噪聲最直接也是最有效的辦法。

    地鐵列車在軌道上行駛時,由于車輪偏心,車輪與道岔、鋼軌的碰撞以及線路不平順等原因,引起車輪的振動,經銅軌→扣件→軌枕→道床→隧道結構→圍護地層傳至地面及建筑物。

    噪聲治理計劃主要是采用防治措施，一面在建設新線時嚴格執行歐洲技術標準,降低新建鐵路運營的整體噪聲水平，一面在遇到噪聲敏感點時采取聲屏障、隔聲窗等降噪措施，對敏感環境進行保護。德國地鐵采用聲屏障的形式就多種多樣,在有景觀要求的城市噪聲敏感區段采用了較為美觀的透明式有機玻璃屏障或鋁合金屏障,在城外一般采用混凝土、木屑混凝土屏障或生態墻。城區范圍內機車不鳴笛。通過采取措施,德國鐵路噪聲水平能夠保持在歐洲標準規定的限值范圍內。有關節能計劃,德鐵目前重點在推進電氣化改造,通過采用電化牽引,達到節能和減污的目標。

    創造一個良好的聲環境,需要相當的代價。即使有了經濟實力,但是在有些時候,仍然存在技術上是否可行的問題。這種代價與環境質量的關系,涉及到在什么階段采用什么處理方式、手段的問題。因此,從噪聲源控制噪聲,比起在受聲點治理,具有更有效、更經濟的實力。環境噪聲的治理,是一項全局性的決策,需要社會各級主管部門的重視。沒有合理的城市規劃和建設布局,僅僅針對單個噪聲污染源采取防治措施,無法從根本 上解決噪聲污染問題,同時,也會造成新的視覺污染,如隔聲屏障等。對于因城市規劃和建設布局造成的不合理而導致環境噪聲的污染局面,只有通過重新調整建設布局,或者進行搬遷等措施加以解決。因此,噪聲污染、防治必須從單純的點源治理,轉變為整體的區域噪聲防護。法律必須在城市規劃和建設布局上提出明確的噪聲污染防治要求。

    應該將聲環境的保護目標和任務,以及相關的經濟、技術措施,逐步納入各級政府的環保計劃；地方各級政府,在制定城鄉建設規劃時,應當統籌考慮,全面、合理地安排功能分區和建設布局。

    地鐵的振動控制主要采取彈性扣件、浮置板道床等措施。

    軌道交通工環保設施的建筑和構筑物的用地受到一定限制，布置一般比較緊湊，給日后的改、擴建帶來一定困難。同時這些建、構筑物的改、擴建工程量大，施工周期長，施工期將造成已建環保設施較長時間的停運，必將給環境帶來不良影響。因此，環保設施的主體結構，不易改、擴建的土建以及附設于軌道交通的主體設施上預埋件必須按遠期需要設置并與初期工程同步設施。

    環境保護日益受到重視,國家對建設項目的環境管理在可研設計階段有環境影響評價制度指導設計,在竣工驗收階段有環境保護設施竣工驗收制度控制工程環保設施的執行,在施工階段有政府的環境監督并引入了環境監控和環境監理。但施工過程中的環境管理目前是個薄弱點,鐵路建設項目施工期對環境的影響以生態的破壞為主,生態環境破壞后恢復困難,生態代價大,因此有必要加強施工期環境理。

    根據以上分析，生產廠和運行使用單位在生產以及采購車輛的同時可以采取以下幾種措施：

    1. 優化轉向架的設計，優化輪軌粘著系數、車輪振動阻尼特性，車輪選用能降低摩擦噪聲的材質，以降低摩擦噪聲；
    2. 車輪踏面的鏇修以減少輪軌接觸面的粗糙度，選用能降低滾動噪聲的材質，以降低轟鳴噪聲和地面承載噪聲；
    3. 盡量將突出車體的設備或裝置改進或移到可用隔音罩予以屏蔽的車體下部，以降低空氣動力噪聲；
    4. 在車體向下延伸部分裝設車裙，以降低牽引動力系統噪聲；
    5. 制動系統的閘瓦