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作为现代化的城市公共运输系统的轨道交通,给居民的出行带来了快捷和方便,
同时也产生了显著的社会效益。城市轨道交通的运行特点不同于大铁路,如行车密度
大、行车间隔短、昼间无法进行维修养护作业以及城市环保要求等,决定了城市轨道
交通优先采用无碴轨道结构。但无碴轨道结构刚性大,整体道床表面反射噪声,而且
城市轨道交通大多穿越或位于闹市区和居民区,因此,降低轨道交通的噪声问题是城
市环保的重要内容。
振动与噪声是同一物理现象的弹性波在不同介质中传播的两个方面,噪声通过空
气传播,振动通过固态结构物传播。一般认为,高架结构的振动而辐射噪声,而地面
传播噪声只存在于地铁中。国外研究表明,当列车速度小于250km/h时,铁路噪声以
轮轨噪声为主,当列车速度大于250km/h时,铁路噪声以空气动力噪声为主。城市轨
道交通一般的运行速度都在60~80km/h之间,所以轮轨噪声是城市轨道交通噪声的
主要来源。
本文运用翟婉明教授提出的车辆—轨道耦合动力学理论及其提出的车辆—轨道垂
向相互作用的计算机仿真VICT程序,以有碴轨道结构为参照,比较车轮及刚性支承
块轨道结构和弹性支承块轨道结构各部件的振动响应,着重研究刚性支承块式轨道结
构轨下垫层刚度和板下垫层刚度对轨道结构各部件的影响,及弹性支承块式轨道结构
块下垫层刚度对轨道结构各部件的影响。再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,轮轨噪声功率谱与轮轨振动速度功率谱、轮轨
振动加速度功率谱之间的关系,从而得到增加轨道结构弹性不仅能降低轨道结构的振
动,而且对降低轮轨噪声也有利。最后从振动噪声源、传播途径及噪声接受区三方面
阐述其他治理城市轨道交通振动噪声的措施,为今后我国城市轨道交通体系振动与噪
声控制研究提供参考。
关键词 城市轨道交通,轮轨噪声,减振降噪,支承块承轨台,弹性支承块承轨台