城市轨道交通噪声环境的评价与防治对策措施

铁道工程学报

2001年6月

文章编号:1006-2106(2001)02-0090-03

城市轨道交通噪声环境的评价与防治对策措施朱正清*

铁道部第三勘测设计院(

提

刘鹏

300251)

环境工程处,天津

要:本文针对城市轨道交通的特点,结合工程实践,从噪声源分析入手,对轨道交通噪声环境评价内容、

评价方法及噪声防治对策进行了探讨。

主题词:城市轨道交通;噪声环境评价;防治对策措施中图分类号:U239文献标识码:A

随着经济的高速发展和人口的不断增长,我国城市公共交通的发展已进入一个新阶段,轨道交通由于其运量大、速度快、乘坐舒适、安全、稳定、占地少及空在城市交通建设中独占鳌头。气污染小等诸多优点,

轨道交通主要有地铁、地面有轨电车、高架轻轨、城市铁路等形式,旅行速度一般为2是以5～35k,m/h

电力牵引为动力的客运列车替代以汽油发动机为动力的公交车辆。列车运行与汽车相比,可大大减少CO、NO2等大气污染物的排放量。但列车运行会带来噪声、振动污染及电磁干扰等对周围环境产生的影响,交通噪声已成为城市环境最突出的问题之一。本文拟结合上海轨道交通明珠线、大连轨道交通、长春有轨电车对轨道交通中的噪声环境评价改造等工程建设项目,与防治对策作一些探讨。

度3大连现代有轨电车采用整体道床、无缝线5k;m/h

路,车辆由大连机车厂和大连电车公司共同研制,为中国第一辆低地板电车,列车最高运行时速为80k,m/h旅行速度3长春的现代电车采用专用车道、石5k;m/h碴道床,车辆采用湘潭生产的非低地板电车,列车最高运行时速为5旅行速度20k,0k。m/hm/h

地铁交通除列车运行噪声外,还有风亭及冷却塔噪声。此外,地铁列车通过时振动会通过岩土传递到地表及建筑物内,振动传递的噪声也会形成环境污染。

高架轻轨噪声除轮轨噪声、车体辐射噪声、动车组牵引电机噪声外,还有桥梁结构噪声,与地面轨道交通其噪声辐射面大、影响范围广。相比,

2如何评价轨道交通噪声对城市噪声环境的影响

2.1确定评价工作内容

轨道交通的噪声环境评价可按照铁路交通噪声环境评价方法进行。由于轨道交通大都穿越城市中心区,沿线房屋密集、噪声敏感点众多,对不同路段、不同工点,噪声源种类、源强、影响范围和敏感点性质、规模、建筑物布局以及周围环境均存在一定差异,因而在正式评价前,进行评价工作内容的筛选是十分必要的,通过筛选确定评价重点和主要工作内容。

噪声环境影响评价主要针对噪声对人们正常的生活、工作、学习的影响进行,就城市轨道交通噪声来说,地铁交通噪声大都在地下隧道长条形圆柱体内传递、

1城市轨道交通噪声特点

轨道交通类似于铁路交通,是循着一定轨道运行的列车交通形式,主要噪声源有轮轨系统和动力系统两大类。轮轨系统的噪声主要是车轮与钢轨间发出的摩擦声、撞击声、制动的尖叫声及振动辐射噪声;动力系统的噪声主要包括牵引动力机、压缩机、齿轮箱等设备的运转噪声。

上海轨道交通明珠线车辆采用交流传动变压变频控制车组(接触网受电,车体为大容量带空调),VVVF铝制宽体车,外型尺寸为2拖车带司机室长2.8m(

列车编组辆数为6辆,每列24.14m)×3m×3.8m,车长约1列车最高运行时速为8旅行速40m,0k,m/h

*收稿日期

2001-01-18朱正清

工程师男

1968年出生

第2期朱正清等:城市轨道交通噪声环境的评价与防治对策措施

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折射、吸附、衰减,主要是对城市地下空间环境的影响,影响的范围和群体相对较少;而地面式和高架式线路其影响的范围和群体相对较对城市环境噪声的影响,

多。距北方交通大学研究资料表明,地面列车运行噪声高架线路噪声无大地吸收量最小辐射角为22º～26º,

辐射面较地面线路更大。评价区范围应选择受噪声影响较大的居民区、居民楼、学校、医院、疗养院等敏感点,评价区范围一般为:风亭噪声为其周围40m以内区域,高架区段及停车场为外轨中心线或厂界120以内区域,一般敏感点控制在临街第一排楼房以内区域,风亭5冷却塔5、3.6～62.6d((5m)、6～61dm)BA)B

高架轻轨噪声距铁路外轨中心线7((5m)。.5m处A)

列车运行声级一般为84～d(。BA)

表1大连轨道交通车辆噪声等效声级表距离m行驶速度km/h3040507.57175781070747715687275206671732565697230687140626669单位:(dBA)

重要敏感点扩大至临街第二排楼房,评价重点应选择其典型代表。

声环境评价包括现状评价和预测评价。2.2声环境状评价

现状评价应在现场调查和现状监测的基础上进行。现状调查主要通过实地踏勘、现场询问等手段,详细了解主要噪声敏感点的分布、功能、规模、建筑物布局以及周围声环境概况;走访当地环保和规划部门,收集城市环境功能区划和城市发展规划、环境噪声标准等基础资料,征求有关职能部门及民众对评价的意见和要求。为全面把握轨道交通沿线声环境现状、为噪声预测提供基础资料,还应进行现状监测,现状监测主要针对敏感点布点,

楼房地段应设垂直断面测点;对沿线公路交通噪声影响突出的路段,还应对评价范围内的主要交通干道设置交通噪声监测点。

轨道交通噪声的评价量参照铁路、公路交通噪声的评价量确定为等效连续A声级,噪声背景测量值应按每次测量结果转换成1h等效连续A声级,必要时还应测量并计算出24h等效连续A声级。2.3声环境预测评价

2.3.1预测评价内容

预测评价包括通过工程分析资料确定车辆通过密度、列车类型和长度、机车种类、单车装载量和轨道状况等有关参数;计算噪声源的噪声级;预测设计年度各敏感点昼、夜噪声等效连续A声级。2.3.2噪声源强确定

噪声源的噪声级计算原则上应采用类比实测数据,

根据工程的性质、规模,选择边界条件近似的既有噪声源进行类比监测和调查确定,实测有困难时可利用经过筛选和验证过的有关资料进行选用。根据快轨车辆特性,表1列出大连快轨车辆在不同运行速度、不同距离情况下的等效连续A声级,供参考。

地铁噪声源强一般为:列车运行82dB(A)

(7.560807977757473712.3.3预测方法

在确定噪声源源强的基础上,结合工程所在区域环境噪声现状背景值和设计作业量,采用模式法计算各预测点处的等效连续A声级。根据设计年度的列车长度、列车速度、运营时间及车流量,结构工程条件,预测敏感点昼、夜间等效连续A声级。根据环境噪声预测结果,对工程竣工后轨道交通噪声的影响范围、程度和主要噪声源及源强等作出分析;并依据评价标准作出评价。

根据噪声环境现状评价及预测评价结论,查清主要噪声源,

针对不同噪声源,结合工程实际,提出相应的、合理可行的噪声防护措施方案,在进行经济技术比较后,给出推荐意见,供主管部门和建设单位决策。

3防治城市轨道交通噪声的对策措施

城市轨道交通的噪声防治是一项综合性的系统工程,主要应从声源降噪和传播途径降噪两方面考虑,特殊情况下对受声点加以防护。

噪声防治应从降低噪声源开始,尽可能降低列车动力系统噪声。

首先从车辆构造设计上加强防振、吸声措施,采用阻尼车轮及盘式制动,车辆踏面修整和车辆两侧加设防声裙等。其次,在轨道及桥梁结构上采取减振降噪措施,如用超长无缝钢轨代替标准钢轨,以减少车轮对钢轨的撞击引起的噪声和振动,可降噪2～3

dB

;在承台上设置弹性聚合物砂浆垫层和配有弹性扣件的整体道床,以利吸收振动波,该整体道床与普通整体道床相比可减振降噪10dB;定期打磨钢轨,增加钢轨的平顺度,降低车轮与钢轨的摩擦、冲击、不均匀磨耗引起的轮轨振动与噪声,可降噪3～5dB

。结合深圳地铁、上海地铁设计,地铁沿线穿越敏感地区应采取特殊减振措施,一般地段采用重型钢轨,铺设无缝线路,采用弹性分开式扣件,轨底下及铁垫板下均设橡胶垫板。较高减振地段采用弹性短轨枕即短轨

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枕用橡胶减振套靴包覆方案。特殊减振地段采用分离支撑式浮置板结构。采用6较50k/0gm重型钢轨,

小半径曲线地段,应对钢/0%;kgm钢轨振动约减少1轨涂油,减轻钢轨磨耗,对钢轨顶面不平顺进行打磨;采用弹性分开式扣件,轨底下及铁垫板下均设橡胶垫板,弹性好,扣压力大,使钢轨振动衰减很快,起到减振减噪作用;采用弹性短轨枕即短轨枕用橡胶减振套靴包覆方案,减少振动噪声约1效果良好;采用分0d,B

离支撑式浮置板结构,地铁列车引起的噪声,在频率大于3时可衰减3通风亭内贴实硅酸铝吸1.5Hz0d;B声板,大型土建风道内设置结构片式消声器;冷却塔选用低噪声设备。

传播途径降噪主要是针对噪声敏感区域,在轨道靠近敏感点一侧设置声屏障。根据降噪目标值的不同,可分别采用吸声式、隔声式或组合式;根据景观设计的需要,可设计成直立型、折角型、弧面型或全封闭型;声屏障材料的选择也有透明的夹层复合安全玻璃、卡普隆板,不透明的彩色涂塑钢板、德国产的吸声王、WSR型吸声板等等。如日本新干线声屏障形式主要有两种,一种为直立式,一种为顶部改良型(如倒L型、干涉型、山型等)直立式声屏障一般高2m,在距铁路中心。线2距地面高25m、.5m处一般可降噪6～10dB

在声屏障顶部加高或改变形状,可附加降噪2d(;A)B左右。国内高架公路声屏障如上海南北高架路、逸(A)仙路、延安中路高架路、青岛市双流路等采用透明加吸

吸声屏板为防酸雨侵蚀的彩色涂塑钢声型防噪声屏,

板,面板冲制了较多百叶窗孔,内充填吸声介质,透明立柱采用环氧树脂与H型屏板为夹层复合安全玻璃,

钢复合,高约2车道同等高度楼房降噪1.5m,0～18受声点防护可采取设隔音走廊、双层窗户加低(。dBA)

噪音通风换气设备。

十五\"期间,北京、上海、广州、天津等十余个城市\"将建成4这些交通基础设50km城市轨道交通线路,施的建设不仅会改善城市交通环境,而且也会改善城市环境空气质量,提高城市建设和城市服务水平。但要真正做到工程建设经济、社会、环境三个效益的统一,对轨道交通带来了噪声、振动污染的防治是一个值得注意的问题。

轨道交通噪声主要是轮轨系统噪声、动力系统噪声、风亭及冷却塔噪声等。做好各敏感点噪声现状评价查清既有噪声源,准确进行噪声预测评价,分清主要噪声源,并通过技术经济比较,采取相应的、合理可行的噪声防治措施是城市轨道交通噪声环境评价的关键。

参考文献

高速铁路线桥降噪措施及设计方[1]西南交通大学等单位.

案研究[].1998-03.Z

快速轨道交通的建设与城市环境的保护[[2]郑启浦.].J

19-10.

日本新干线铁路噪声现状及控制[[3]辜小安.].2000-03.J

ENVIRONMENTEVALUATIONOFNOISEPOLLUTIONFORURBANRAIL

TRANSITANDITSPROTECTIVECOUNTERMEASURES

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ThirdSurveyandDesignInstituteofMOR

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