轨道结构减振降噪技术综述

《轨道结构减振降噪技术综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据轨道结构减振降噪技术综述张慧慧(中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600)·铁道／道路·摘要随着铁路和城市轨道交通的迅猛发展，其带来的振动和噪声问题不容忽视。分析了轨道振动和噪声的来源与控制方法，并从轨道结构出发，对目前国内外常用的减振降噪技术做了综合论述，并提出对减振要求不同的地段应选择不同类型的轨道结构，为轨道减振降噪设计提供参考。关键词轨道减振降噪弹性扣件浮置板轨道中图分类号U213．213文献标识码A文章编号1009—4539(2011)增～0171—04}城市轨道交通工程和铁

2、路的运营，为市民和旅客提供方便的同时，也给沿线的居民和建筑物带来了振动及噪声等环境污染的公害。如何合理地选择减振轨道结构形式，有效地控制轨道振动和噪声污染，已经成为目前轨道交通和铁路领域急待研究和解决的重要问题之一。1轨道振动和噪声的来源振动与噪声都以波的形式传播。声波传播能量的方式是依靠动量，而振动能量的传播则考虑物质的移动，在控制技术方面两者也有相似之处。由于振动与噪声密切相关，往往在控制了振动或噪声之后也治理了噪声和振动，减振与降噪效果经常同时出现。大量研究结果表明，轨道噪声的产生主要来源于四

3、个方面：轮轨噪声，包括滚动噪声、冲击噪声、摩擦噪声；结构噪声(由于轮轨表面相互作用产生的振动通过轨道、桥梁和地基等传递导致桥梁、地下结构、附近建筑墙壁、楼板振动而产生辐射噪声)；车辆动力设备噪声，包括牵引电机、通风机、压缩机受电弓等设备噪声；车辆运行时的空气动力噪声。这种噪声主要是由列车运行时轮轨相互撞击产生的，通过空气传播到附近建筑物，从而给建筑物及人们的生活带来不利影响。轨道的振动源主要包括以下几方面：列车与结构的动态相互作用；机车车辆动力系统振动；轨道收稿日期：2011一03一12结构振动；轮

4、轨不平顺。2轨道振动和噪声的控制振动与噪声都是从三个方面进行控制。(1)振源或声源控制：减弱或消除振源的振动或噪声的发生。(2)传播过程的控制：在传播过程中采取措施吸收或隔断振动和噪声，以减弱到达受体时的振动和噪声强度。(3)接受体的控制：采取措旋降低受体处的振动和噪声，减少对接受者的危害。2．1轨道噪声控制、为减少轨道噪声对周围环境与居民的不利影响，需从三个方面采取措施：声源控制、传播途径控制、受者保护措施。对铁路和轨道交通部门来说主要需采取前两项控制措施。2．1。1噪声声源控制轮轨噪声主要由轮轨

5、相互作用产生，因此应在轮轨两个方面来控制声源。(1)车轮。为减少车轮产生的噪声，主要是对车轮采取减振和加大阻尼等一些措施。例如采用弹性车轮、阻尼车轮、减少轮轨撞击的特殊踏面车轮，并对车轮踏面进行整修消除缺陷，保持踏面圆顺等。(2)轨道。轨道也是通过采取一些减振和增加阻尼的措施来减少振源噪声。2．1．2噪声传播途径的控制主要采取隔声措施来控制铁路噪声的辐射。铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2011l增}171万方数据·铁道／道路·如在车体两侧下部设置活动隔声裙、设

6、置机车风笛的隔声罩、在线路两侧设置声屏障等。2．2轨道振动控制目前对轨道振动的治理措施主要是阻尼减振和弹性隔振，其中弹性隔振技术应用相当广泛。(1)阻尼减振用加大阻尼的办法抑制结构振动，其主要机理是：用大阻尼来衰减沿结构传递的振动能量；减弱共振频率附近的振动；降低结构本身的自由振动或由冲击引起的振动。阻尼减振方式有两种：将阻尼材料直接粘贴或喷涂在需要减振的构件上，如车轮、钢轨等，称为自由阻尼涂层；先在构件上粘贴一层阻尼材料，然后再覆盖一层金属薄板(约束板)，结构振动时阻尼层也随之振动，但要受到外层金

7、属板的约束，称为约束阻尼涂层。(2)弹性隔振隔振就是在设备与基础之间设置代替刚性联接的弹性支承物，以减少振动能量的传递，起到隔振作用。隔振系统中影响隔振效果的主要因素是弹性支承的刚度、被隔离物体质量、系统的阻尼。弹性支承的刚度小，隔振效果好，但其变形大，影响隔振系统的稳定。在激励和系统固有频率不变的情况下，增加弹性支承上面的质量，可以减小其响应的振幅，摇摆减小，系统稳定，但它不能减少绝对传递率，传递至基础的力仍保持不变。3轨道结构减振降噪技术轨道结构主要由钢轨、扣件及轨下基础组成。根据振动理论，轮轨

8、之间的振动噪声与轨道各部件的质量、刚度以及结构阻尼密切相关。轨道结构的减振降噪主要是通过改变结构参数来实现。从轨道结构来看，目前国内外常用的减振降噪措施有以下几种。3．1钢轨打磨轮轨噪声是轨道交通噪声的主要来源。由于噪声和振动在500—2500Hz频率范围内线形相关，且钢轨在此范围内是主要的辐射体，因此有效抑制钢轨振动，减小钢轨的振动加速度和频率，是轨道结构减振降噪的关键。据统计，当钢轨出现深172铁道建筑技术达0．5mm以上的波形磨耗时，轮轨噪声迅速增大。打磨轮轨作