地铁减振降噪论文.docVIP

地铁轨道减震降噪原理与措施 基本原理 1）减小激振能级。减少车辆对轨道的运动力是重要的，而保持轨头平面的光滑又是减少轨道振能的根本条件。 2）减少因激振动力引起的振动级。为了减少轨道振动加速度级和振动速度级，增大作为振源对象的轨道个部件振动体得质量或抗弯刚性是控制轨道振动的关键。 3）减小传递力的振幅级。在轨道组成部件之间设置弹性支撑材料，以期减低轨道支承刚度，隔断减振的传递。 2、轨道减振的基本措施 1）减振降噪型钢轨扣件的选择 钢轨扣件由扣压件、轨下垫层和联结螺栓组成。为了保持轨道结构的稳定性以及可维修养护性、减振等要求,钢轨扣件应具有一定的扣压力、必要的弹性和相应的可调能力。 (1)WJ -2 型、DT Ⅲ 型及WJ -4 型扣件 　　WJ -2 型扣件(图1) 的调高量为40 mm , 轨距调整量为10 mm , 扣件节点刚度为40～60 kN/m , 能满足一般地段的减振要求。扣件的绝缘电阻为108 Ω。该型扣件已在上海的明珠线使用。但扣件调高以后的刚度匹配及增加扣件的减振降噪效果还需进一步研究。 上海地铁采用了DT Ⅲ 型扣件(图2) 。该扣件采用二级减振,在钢轨和铁垫板下都设绝缘橡胶板,扣件的弹性、减振效果较好,比北京地铁采用DTI 型扣件的振动水平减少5～10 dB 。 WJ-4 型扣件(图3) 是一种无挡肩的弹条扣件,轨下垫层调高量较小,轨面的调整主要是靠铁垫板下的垫层调整。此类扣件的减振降噪效果类似于WJ -2 型。目前此类扣件尚在开发中。 (2) Cologne -Egg 弹性扣件 Cologne -Egg 弹性扣件是在减振要求较高地段采用的轨道减振器扣件（如下图）。该扣件的承轨板与底座之间用减振橡胶硫化粘贴在一起,利用橡胶圈的剪切变形获得较低竖向刚度,较DTI 型扣件的振动传递减少15～30 dB , 较DT Ⅲ 型扣件减少10 ～20 dB 。 此外在选择扣件时,应考虑轨道交通通过地区对减振降噪的要求。即根据不同的地区选择不同减振降噪效果的扣件系统,使其达到最佳效果。一般来说,减振降噪效果好的扣件系统,其成本相对较高。 无碴轨道结构的噪声特点与设计原则 有碴轨道的道碴提供了很好的弹性,对减振降噪有利。但有碴轨道在列车荷载作用下会发生几何形位的变化,需进行经常性的养护。轨道交通线路如采用有碴轨道,在运营时间内对其进行养护维修几乎不可能,而夜间的养护维修作业在安全、质量和设备要求上提出了更为苛刻的要求; 此外,高架桥上采用道碴道床增加了桥梁的自重, 增加投资,且道床的清筛粉尘也对城市环境造成污染。因此,与有碴轨道相比,无碴轨道具有稳定性、平顺性、刚度均匀性好、维修工作量少、简洁易清洗等显著优点。日本、德国等国家已把它作为高速铁路和城市轨道交通的主要轨道结构型式加以发展和应用。 轨道减振器与弹性支承块或浮置板组合的应用 对于几十赫兹到几百赫兹频率范围的中、低频振动, 应用轨道减振器、弹性支承块轨枕和浮置板可以得到比较好的减振降噪效果。弹性支承块和浮置板可以隔离振动向道床和路基的传递, 从而起到减振降噪的作用。而轨道减振器或高弹性钢轨扣件除了有隔振作用外, 还可以在一定频率范围内降低轮轨间动荷载。 随之而来的问题是, 在应用弹性支承块或浮置板的同时, 采用高弹性扣件或轨道减振器会不会降低它们原有的隔振性能？研究通过建立轨道结构的频域计算模型和车辆-轨道系统相对位移激励模型, 提出了评价轨道结构隔振效果的标准，仿真计算分析垫片/轨道减振器-弹性支承块/浮置板轨道结构的隔振性能, 以及相对位移激励下轮轨间动载荷和传递给基础的力。 结果表明,与垫片-弹性支承块/浮置板轨道组合相比, 轨道减振器-弹性支承块/浮置板轨道组合可以在中频范围大大减少轮轨动态作用力, 并且在中、高频段具有更好的隔振性能。因此轨道减振器完全可以与弹性支承块和浮置板组合应用, 达到比较理想的减振、隔振和降噪效果。 不足之处是，弹性支承块和浮置板轨道结构在低于系统固有频率约1.4 倍的频段没有隔振效果。 下面介绍一种最常用的弹性支承块和浮置板组合 (1)LVT 的结构 LVT 结构由弹性支承块、道床板和混凝土底座及配套扣件构成。弹性支承块由橡胶靴套包裹的钢筋混凝土支承块以及块下大橡胶垫板组成。橡胶靴套与块下大橡胶垫板与轨下垫板的弹性匹配目标是使得无碴轨道的总体刚度与传统有碴轨道的刚度相接近。支承块承轨部分设轨底坡。由于调整钢轨高度的需要,扣件为弹性分开式,支承块与铁垫板的联结通过预埋绝缘套管及螺栓实现;道床板由就地灌注的填充混凝土和槽形板组成的道床将弹性支承块嵌固在其中。每7～8 个支承间距作为一个板长单元。道床表面设人字坡,以利