轨道结构减振降噪技术综述

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。     

城市轨道交通减振降噪型轨道结构的选择

城市轨道交通噪声主要由轮轨噪声、动力设备噪声、结构振动噪声组成。降低轮轨噪声，是城市轨道交通降噪的关键之一。不同的轨道结构，具有不同的减振降噪能力。减振降噪型轨道结构分三类：弹性扣件、弹性支承块和浮置板。根据这三类减振降噪型轨道结构，提出对降噪要求不同的地区，应选择不同类型的轨道结构。     

城市轨道交通轮轨噪声探讨

轮轨噪声在轨道交通噪声中占主要部分。根据国内外对轮轨噪声理论的研究，分析了城市轨道交通轮轨噪声的产生机理及滚动噪声与振动之间的关系，并就增加轨道结构弹性能降低轨道结构振动作了叙述。运用轨道部件的振动加速度功率谱密度函数与轮轨噪声功率谱密度之间的关系，分析了轨道结构弹性对降噪的作用。对治理轮轨噪声提出一些建议。     

浮置板轨道设计

浮置板轨道在城市轻轨建设中对于减少轨道结构的噪声及振动有着优异的表现。本文介绍了浮置板轨道结构的理论基础，对某城市轻轨铁路浮置板轨道的设计方法和过程进行了说明。     

轨道列车振动与噪声研究现状与发展

对轨道列车振动和噪声源进行了较为详尽的描述;综述了目前轨道列车噪声预测的常用方法、列车噪声的测量技术、减振降噪技术和相关标准。轨道列车振动与噪声设计是一个多学科的系统工程。深入了解噪声产生的机理和每一个噪声单元的声贡献是进行列车振动与噪声控制的前提;用系统的方式管理所有振动和噪声的特性,建立一个持续质量管理计划是必要条件;加强轨道车辆的噪声控制及预测的规范和立法,是减小轨道列车噪声污染的有力保障。     

城轨交通轨道减振设计分析

从轨道交通振动产生机理、轨道减振原理入手,研究城市轨道交通的轨道减振设计及其减振措施。要减少轨道交通引起的振动和噪声,除了轨道专业应合理选择减振轨道结构型式外,还需要各专业共同配合进行综合治理。     

弹性支承块轨道振动与噪声强度关系分析

轮轨噪声在轨道交通噪声中占主要部分。根据国内外对钢轨振动和噪声关系的研究,以非弹性和弹性支承块式轨道结构的振动加速度数据为依据,利用钢轨振动与噪声关系将钢轨的振动转化为噪声,确定由各自钢轨产生的噪声1/3倍频程等效声压级曲线,从降噪方面评价两种无碴轨道的性能,说明弹性支承块轨道振动与噪声强度关系。在理论上对地面因素在噪声传播中的影响进行了探讨,说明地面因素也是影响噪声强度不可忽视的因素之一。最后,从声源和传播途径两个方面提出降低噪声的合理化建议。     

浅议轨道减振降噪措施

本文阐述了高速铁路轨道减振降噪的必要性，介绍了国内外轨道减振降噪情况，分析轨道振动与噪声产生的分类，提出了减振降噪的对策和措施。     

轨道结构动力分析的傅里叶变换法

将傅里叶变换法应用于轨道结构动力分析，首先对轨道结构振动方程进行傅里叶变换，求解傅里叶变换域中的振动位移，再通过快速离散傅里叶逆变换得到轨道结构的振动响应。该方法适用于任何复杂的轨道结构动力学问题。文中针对轨道结构连续弹性单层梁模型和双层梁模型，用傅里叶变换法求得了单轮通过时的轨道临界速度，分析不同的轨下橡胶垫板和弹性扣件、荷载速度及激振频率对轨道结构振动的影响。研究表明，轨道结构有多个临界速度，特别需要关注的是最小的轨道临界速度，这一速度容易被中、高速列车超过，从而引起轨道结构的强烈振动。另外，用连续弹性单层梁模型得到的最小轨道临界速度与理论计算结果一致；对双层梁模型，则很难用解析的方法求得轨道临界速度。     

高速铁路轨道减振降噪技术对策

本文强调了与环境相协调是铁路发展的生命所在,扼要介绍了轨道振动特性、轨道振动与噪声的评价指标及其标准,以及轨道减振降噪的基本原理、基本方法和技术对策.     

城市轨道交通高架线噪声控制问题分析

由于高架桥结构直接暴露于环境中,列车通过产生的直接噪声和桥梁结构的二次辐射噪声对沿线居民带来较大影响,处理不当会影响高架线的发展和推广。分析城市轨道交通高架线振动与噪声的特点,重点研究分析轨道结构和桥梁结构振动与噪声的控制措施和问题,并提出高架线减振降噪的建议。     

日本试验省维修低噪声新型轨道结构

为满足减小振动与噪声的环境要求，并降低建设与维护成本，日本铁道综研所开发出一种与已有铁路轨道结构完全不同的新型省维修、低噪声的轨道结构。铁道综研所日野土木试验线敷设了新结构轨道，并与板式轨道结构做了对比运行试验，确认了施工性能，评价了环境特性。     

浮置式梯形轨道的承载性能与环境性能分析

作为第二代无碴轨道,浮置式梯形轨枕轨道实现了低结构噪声和轻质量结构。它是一个轻量级的质量-弹簧系统。通过对所测混凝土道床的竖向振动频率进行分析,结果表明,与相邻无碴横向轨枕轨道相比,浮置式梯形轨枕轨道的振动加速度大约减少15 dB。阐述当轮距和/或钢轨表面存在不正常缺陷时,在较高的"冲击轮重荷载"作用下考虑动力响应的梯形轨枕的设计理念,并对浮置式梯形轨枕轨道的环境性能进行分析。     

哈尔滨市轨道交通一期工程轨道减振设计方案研究

我国城市轨道交通发展方兴未艾,城市轨道交通施工和运营不可避免地给城市带来诸多如振动噪声等污染。超标的振动及噪声,影响了人们的正常工作和生活。近年来设计的城轨交通工程,轨道减振设计都得到设计人员的重视。哈尔滨轨道交通一期工程,线路全长约17.4 km,全部为地下线,其中利用既有人防隧道工程约5.4 km,既有人防工程为单洞双线马蹄形隧道。如何选择该城轨交通工程新建隧道与既有人防隧道的轨道减振结构成为轨道工程设计的难点。轨道减振设计应以国家相关环保规范为准则,以本工程《环境影响报告书》要求为依据,按《地铁设计规范》规定进行设计。同时,轨道减振等级的划分应适当留有余量,采用性价比合理的轨道减振结构,不能盲目追求高标准产品,更不能为节省造价而降低标准。在城市轨道交通利用既有主体结构,轨道结构高度不能满足浮置板轨道结构要求时,应对浮置板结构进一步优化设计,或者研发其他减振道床结构。     

减振垫刚度变化对U型梁桥系统振动及结构噪声的影响研究

为了研究隔离式减振垫垂向刚度对U型梁桥结构振动及噪声的影响,采用多体动力学和有限元联合仿真的方法建立基于Timoshenko梁模型的车辆-轨道-桥梁刚柔耦合动力学模型,并将理论计算结果与以往文献对比,验证了模型的有效性。基于该模型计算了减振垫垂向刚度不同情况下的桥梁系统振动及噪声响应。结果表明:随着隔离式减振垫垂向刚度的增大,钢轨和轨道板的振动响应都有不同程度的减小,但桥梁结构的振动响应被放大,轨道结构和U型桥梁的振动幅值先是产生明显变化,随后逐渐趋于平缓;隔离式减振垫垂向刚度增加会增大桥梁结构二次噪声,所以应该选取较小的隔振垫刚度以达到抑制U型梁桥结构二次噪声的目的,但过小的垂向刚度可能会放大40 Hz以内低频区域的结构噪声。综合U型梁桥系统振动及结构噪声的计算结果,考虑到工程成本,用于高架结构的隔离式减振垫垂向刚度取为0.067N/mm~3较为合适。     

高速铁路轨道振动与轨道临界速度的傅里叶变换法

将傅里叶变换法应用于轨道结构动力分析中。首先对轨道结构振动方程进行傅里叶变换,求解傅里叶变换域中的振动位移,再通过快速离散傅里叶逆变换得到轨道结构的振动响应。建立轨道结构连续弹性单层梁模型和双层梁模型,用傅里叶变换法求得列车通过时高速铁路的轨道临界速度,分析轨枕垫板和弹性扣件的刚度与阻尼、轨道基础刚度及道砟和轨道基础阻尼对轨道振动的影响。研究表明:轨道基础刚度对轨道临界速度有着重要的影响,轨道临界速度随轨道基础刚度的增加而提高;轨枕垫板和扣件阻尼及道砟和轨道基础阻尼对轨道振动非常敏感,阻尼的存在能极大地减小轨道强振动的发生。     

无碴轨道噪声和振动

根据国内外资料，虽然无碴轨道具有轨道稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强、维修工作量显著减少等优点，但与有碴轨道相比。存在弹性较差、环境振动和噪声较高的缺点。为解决这一问题，国内外进行了大量研究工作，提出了不同解决方案，主要有：道床隔振、增加线路下部结构的刚度和质量、吸声道床、声屏障等，取得了一定的效果。     

轨道交通简支箱梁桥振动传递特性分析

基于某地铁高架线的简支箱型梁桥,建立轨道-桥梁振动传递特性分析模型,研究简支梁跨度、轨下刚度、桥上轨道结构形式以及箱型梁断面等因素对高架桥梁结构与噪声辐射相关的振动传递特性的影响。结果表明,简支梁跨度的变化不影响与噪声辐射相关的振动,而减振扣件可在90 Hz以上发挥减振降噪作用;加厚箱梁顶板和腹板能在一定程度上减小箱梁的振动和辐射噪声,用多腔室箱梁代替单箱室箱梁可显著减小振动及辐射噪声。分析结果可为城市轨道高架桥梁结构的设计和选择提供一定的理论参考依据。     

冲击荷载下CRTSⅡ型板式无砟轨道结构振动与噪声的关联性研究

为揭示冲击荷载作用下无砟轨道结构振动和噪声的内在关联性,采用1∶1足尺模型对CRTSⅡ型板式无砟轨道结构进行多组冲击振动试验。通过在板式无砟轨道不同方向、不同位置的锤击,获得钢轨轨顶、轨腰、轨底各个位置的加速度及声强声压数据,采用快速傅里叶变换(FFT)获得了振动和噪声的频谱图,并进行频域特性对比分析,研究振动和噪声的内在关联性。结果表明:侧向冲击荷载下,轨顶轨腰处声强主要与侧向振动有关,频谱图峰值对应良好;垂向冲击荷载下,0~1 500 Hz区段的声强主要受垂向振动影响。     

轨道交通桥梁结构噪声影响及治理措施研究

为探讨轨道交通桥梁结构噪声分布规律及评价采取轨道减振措施后的降噪效果,以某轨道交通高架线路为例,采用有限元与边界元相结合的方法分析有无隔振措施时桥梁振动及其引起的结构噪声,其中主要分析钢弹簧浮置板轨道、减振扣件轨道和橡胶减振垫轨道3种轨道减振措施。结果表明:单箱单室箱梁辐射声能量主要集中于31.5~125 Hz,噪声峰值出现在40~63 Hz;列车运行速度越大,桥梁结构噪声辐射总声压级越大;采取隔振措施后结构噪声可降低约5.6~16.6 dB(A),其中钢弹簧浮置板轨道降噪效果明显优于橡胶减振垫轨道和减振扣件轨道。