浅谈北京地铁6号线振动噪音及其控制措施

周波

摘 要 地铁作为城市现代化的一种重要交通工具，已成为解决城市交通拥挤的一种有效手段。但同时，地铁列车运行时引起的振动和噪音也是世界各国地铁普遍存在的问题，特别是近些年新建地铁线路采用各种新型道床、小半径曲线从而引发的异常钢轨波磨问题，加剧地铁振动及噪音的发展。由于地铁线路大都从建筑物及人群密集的城市中心地段穿过，地铁振动对环境和周边建筑物内居民的生活和工作都会产生一定的影响。因此，有效对地铁进行减振降噪就具有非常重要的意义。本文主要阐述北京地铁6号线异常波磨地段振动噪音危害及其控制措施。

关键词 北京地铁;振动噪音;减振设备;试验段

1原因及危害

轨道交通的主要振动源为：机车车辆动力系统的振动，通过车轮与轨道结构的动态相互作用，引起轨道结构的振动;这些振动通过地基又传给周围的建筑物。车轮和钢轨长期相互作用都会产生磨耗，轮子可能失圆变形，钢轨会产生异常波磨，状态不良的轮轨相互作用会使振动加剧。由轮轨相互作用产生振动会通过轨道基础和隧道传播至土体，从而对沿线地面建筑产生影响。地铁振动严重影响列车运行的平稳性，影响列车内驾驶人员和乘客舒适度，振动加速度会造成轨道部件和道床产生损伤，甚至破坏;同时钢轨的高频振动会产生地铁啸叫噪声。过大的振动会对地铁隧道以及在地铁隧道上面的建筑物造成影响，轻微的会出现墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝，严重则导致基础变形或下沉。

26号线波磨地段振动危害

钢轨波磨是一种周期性的钢轨踏面缺陷[1]。列车经过波磨地段时会产生钢轨高频振动，影响列车平稳舒适运行，发展严重时会导致线路零件松动脱落，列车脱轨，危及行车安全。下面就以北京地铁6号线钢轨波磨为例，简单介绍6号线钢轨波磨地段振动造成的危害：①钢轨波磨破坏线路设备零部件;②钢弹簧浮置板道床出现裂缝，存在安全隐患;③钢轨疲劳裂纹，增加断轨风险;④钢轨波磨引起严重噪音污染。

3控制措施

城市轨道交通的振动与噪音问题是密切相关的，所以在治理时， 可采取综合整治措施。根据地铁振动产生的机理和影响因素分析，从振动源头减小振动是最直接的控制方法，目前， 6号线异常波磨地段治理振动噪音的具体措施有;①在轨道结构上加装减振设备，有效减少振动噪声;②钢轨打磨控制轨道的不平顺度，保证良好的轮轨接触，从而起到减振降噪效果。

3.1 试验段的选定

依据业主单位转发的《朝阳区高井2号地保障性住房用地项目近期监测测试报告》显示：远轨列车最大Z振级为75.5dB，近轨列车振级为79.0dB;为了保证行车安全和设计方案效果，在青年路—褡裢坡上行里程为：K23+150～K23+350，共计200m，设置了试验段。根据国标10077-80《城市区域环境振动标准》，此区段要求采取综合减振措施，轨道减振为3～5dB[2]。在不中断运营的前提下此区段轨道可以采取的减振措施主要是选用扣件类减振措施。

3.2 减振设备选型

为了实现良好的振动能量传递，TRD产品的内侧表面必须被密切吻合地安装在钢轨两侧的轨腰和轨底上。经过对比TRD产品系列中R65型产品与北京地铁6号线钢轨断面形式高度吻合，且目前在亦庄线应用效果良好。TRD安装方法[3]：减振体块被安置在钢轨两侧的轨底上，它的内侧表面与钢轨接触面的型线有极好的吻合，并且通过特殊的声学涂剂来实现最佳的振动传递性能。 嵌套式减振扣件采用了子、母铁垫板分体嵌套结构，由子铁垫板、基础弹性垫板、母铁垫板、绝缘缓冲嵌套圈、弹条、螺纹道钉、轨距垫等组成，利用基础弹性垫板不受螺旋道钉的预压，没有弹性损失的原理达到减振效果，避免轮轨产生共振。因此，将这种减振扣件与TRD安装在同一试验段内，起到对波磨地段减振降噪的效果。

3.3 钢轨打磨

对钢轨异常波磨地段进行钢轨打磨，以控制轨道的不平顺度，保证轮轨接触面的良好状态，从而获得良好的减振降噪效果。实践表明，钢轨打磨后，在振动频率为8～100Hz范围内，振动噪声可下降4～8dB（A） 。

4試验地段振动噪音数据分析

为了能够掌握地铁6号线对朝阳区高井地区的振动影响，于2015年12月2日对北京地铁6号线青年路—褡裢坡区间隧道内试验段及地面建筑物进行振动测试，测试进度如下：试验段先后进行钢轨打磨、安装调频式钢轨减振器（TRD）、安装嵌套式减振扣件3个阶段，每个阶段均进行隧道内测试，测试里程为上K23+234、K23+330、K23+470。

通过上述各阶段振动测试数据以及试验段波磨数值对比基本可以看出经过打磨及优化轨下减振设备的试验段振动强度明显比原始阶段减小了很多且波磨增长速度较为缓慢。

5结束语

本文针对北京地铁6号线异常波磨地段振动噪音进行研究，通过建立试验段，对试验段的振动噪音数据及波磨值进行对比分析，总结出以下结论：通过改善波磨地段轨下减振方式，加装匹配的减振设备起到减振降噪的作用，同时延缓钢轨波磨的产生;通过钢轨打磨，消除及减小既有钢轨波磨，降低轨道振动噪音。

参考文献

[1] 练松良，孙琦，王午生.铁路曲线钢轨波磨及其减缓措施[M].北京：中国铁道出版社，2001：161-172.