地铁振动噪声烦恼不断？这些创新技术能否真正为城市带来宁静出行体验

地铁振动噪声烦恼不断？这些创新技术能否真正为城市带来宁静出行体验

随着城市轨道交通的快速发展，地铁带来的便利与困扰并存。其中，振动和噪声问题尤为突出，不仅影响沿线居民的生活质量，也对城市环境造成一定影响。本文将深入探讨地铁减振降噪技术，为城市轨道交通的绿色发展贡献力量。

地铁振动与噪声之困

地铁以其安全、准点、快捷、舒适、环保的特点，成为城市交通的重要组成部分。它载客量大且速度快，极大地提高了城市居民的出行效率。然而，在带来便利的同时，地铁运行也给城市带来了一系列危害。其中，噪声和振动问题最为突出，严重影响了沿线居民的正常生产生活。

国内外研究表明，地铁运行过程中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，这些振动又通过地基传给周围的建筑物。此外，车轮和钢轨长期相互作用会产生磨耗，轮子可能失圆或产生扁疤，钢轨可能会产生波浪形磨耗。状态不良的轮轨相互作用会使振动加剧。

地铁运行过程中的主要噪声源为机车车辆动力设备运行时产生的噪声，包括牵引电机、受电弓等设备噪声，车辆行进过程中空气动力摩擦噪声，以及轮轨界面相互作用产生的滚动、冲击和摩擦所产生的噪声。轮轨产生的磨耗会使噪声加大，特别是钢轨表面波长 3~5cm 的短波浪型磨耗，车辆通过时产生的噪声特别大。轮轨界面相互作用产生的振动通过轨道、桥梁和地基等传递，导致相应结构振动而辐射的噪声。

减振降噪新技术

地铁车辆上每个二系悬挂装置都配有两个空气弹簧，位于转向架构架的侧梁上，其上安装座位于车体主横梁下方。空气弹簧的作用是支撑车体重量，减小震动、避免共振，提高车辆的运行平稳性。通过高度阀调节，确保车辆高度保持稳定。

常用的减振扣件采用弹性分开式，通过在轨下铺设橡胶垫板并采用具有弹性的扣件实现对轨道的减振降噪。扣件的弹性可以缓和车辆的振动通过轨枕向周围环境传播，橡胶垫板的阻尼特性可以消耗和吸收部分车辆振动。

弹性车轮主要由轮心、压环、轮箍、橡胶件、连接导线和紧固件组成。通过在轮箍和轮心间嵌入橡胶块，车辆运行过程中轮箍的振动经过橡胶元件的减振后再传递至车轮，因此对于由车轮幅板部分辐射产生的噪声可大大降低，同时减少轮轨磨耗。

降噪阻尼环通过嵌入式的安装方式安装在车轮中，再通过阻尼环自身的弹性变形和高阻尼的弹性圆环封闭接口完成安装。车辆运行过程中阻尼环与车轮之间的干摩擦产生阻尼能耗，减少车轮噪声的产生，实现对车辆的减振降噪。经试验研究，安装阻尼环车轮对于 800Hz 以上中高频噪音降噪效果明显，降噪效果可达到 14dB。

此外，还有车轮降噪板、钢弹簧浮置板轨道等技术也逐渐应用于地铁中，为地铁的减振降噪提供了更多的选择。

减振降噪新措施

（一）轨道方面的措施

材质强韧性差的钢轨经列车长期运营碾压后，轨顶面将产生塑性流变而剥离掉块或出现波形磨耗，导致轨顶面不平顺。一些工业发达国家把 60kg/m 钢轨作为主要轨型，材料采用优质钢种，以提高其强韧性，减少运营过程中出现的轨面不平顺。采用重型钢轨对降低噪声有利。

普通线路由于存在钢轨接头轨缝而造成轨面的原始不连续，列车通过时发生较大轮轨冲击而导致钢轨振动，产生冲击噪音。将标准长度的钢轨焊接成长钢轨，减少钢轨接头数量，可大大减少钢轨接头冲击引起的振动和噪音。大量测试结果表明，钢轨接头处的轮轨噪音比非接头部位增加 5～7dB(A)。

为增加轨道的弹性，钢轨扣件采用双弹性垫层设计，即在轨下和分开式扣件铁垫板下均设静刚度系数较小的橡胶垫板，整体道床块按 6m 间隔设计成条状，并与其他结构通过连接钢筋形成整体，增加惯性质量，降低道床的固有振动频率。

（二）车辆方面的措施

在机车车辆上使用新型减振器，能有效地降低振动和噪声。目前在国内外的城市轨道交通中，金属—橡胶复合减振器是应用最为广泛的减振降噪装置。橡胶在很宽的温度范围内具有独特的粘弹行为，不仅可以像钢弹簧一样通过弹性形变来吸收、储存冲击能量，而且还可以通过分子链相对运动而大幅度地消耗能量。

地铁车辆运行过程中振动冲击较大，而轮对本身的阻尼是非常小的，实践中通过各种形式的轮对阻尼装置来减小车轮的振动和噪声辐射水平。阻尼车轮的应用是通过橡胶阻尼材料吸收车辆运行过程中产生的振动来实现减振降噪，并能够在一定频率范围降低车轮结构振动，从而实现车轮的降噪。

除以上措施之外，轨道交通部门还推出了设置声屏障、弹性轨枕，改善车身结构等一系列措施来治理振动与噪声危害。

地铁减振降噪城市案例

随着城市的不断发展，人们对生活环境的要求也越来越高。地铁减振降噪技术的不断创新和发展，将为城市轨道交通的绿色发展提供有力支撑。未来，我们可以期待更多先进的减振降噪技术的出现，如智能材料的应用、更加优化的轨道结构设计等。同时，随着技术的不断进步，减振降噪技术的成本也将逐渐降低，使得更多的地铁线路能够采用这些技术，为城市居民创造更加安静、舒适的生活环境。

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总之，地铁减振降噪技术的发展是城市轨道交通绿色发展的必然趋势。通过不断创新和应用先进的减振降噪技术，我们可以有效地降低地铁运行过程中的振动和噪声，提高城市居民的生活质量，为城市的可持续发展做出贡献。