苏州轨道交通2号线既有线路普通扣件地段减振降噪改造方案

何继平 张丽平

(苏州市轨道交通集团有限公司,215006,苏州,//第一作者,工程师)

当城市轨道交通已建成线路附近环境发生变化时，其区域环境噪声及环境振动限值会相应改变，可能导致线路运行时噪声不满足要求，引起较多居民投诉。苏州轨道交通2号线苏州火车站—山塘街区间(以下简为“火—山区间”)设计施工时,因其周围为待拆迁地段，故未考虑减振降噪措施。之后拆迁工作一直未实施。地铁运营后，火—山区间线路附近的茅山塘6号楼居民便陆续反映振动扰民。根据苏州市环境中心检测结果，茅山塘6号楼振动均值为75.4 dB，而限值为75.0 dB(昼间，6：00—22：00)及67.0 dB(夜间，22：00—6：00)。可见，昼间噪声超标0.4 dB，夜间噪声超标8.4 dB，故居民反映夜间振动影响较为强烈。为减少振动噪声对居民的影响，须对此地段进行减振降噪改造。

1 减振降噪改造方案

1.1 试验地段及车辆工况

茅山塘6号楼附近，线路里程为上行K13+890—K14+070、下行K13+915—K14+070，道床为整体道床。此段线路参数如表1所示。

表1 试验地段的线路参数

本次试验开行的列车为苏州轨道交通2号线正常上线列车。列车为5节编组，采用Tc(带司机室的拖车)+Mp(有受电弓的动车)+M(无受电弓的动车)+Mp+Tc的编组方式。列车空载总质量为167 t。

1.2 减振降噪方法选择

由于苏州轨道交通2号线已运营，所以减振降噪改造既不能影响正常地铁运营，又要尽量节约成本。经分析，满足这些要求的最好办法是更换扣件。在运营线路上更换扣件须保证钉孔位与扣件高度保持不变。

火—山区间原来采用的是DTVI2-4型普通扣件，其地脚螺栓孔位间距为375 mm。考虑孔位、扣件高度及成本等因素，选择福斯罗336 Duo减振型扣件作为新扣件(见图1)。

福斯罗336 Duo减振型扣件减振的基本原理：

(1)选用新型弹条。其所用弹条采用独特的“两点接触”设计理念及双刚度设计，比国内弹条弹性强，具备防止钢轨倾覆、翻转和过载保护的功能，提高了运营过程中的减振性能与安全性。

a) 安装示意图

b) 安装实景图

(2)选用高弹性EPDM(三元乙丙橡胶)弹性垫板。EPDM为微孔发泡结构，弹性强，并具有抗老化、抗化学制剂、抗水解的优良性能，不受恶劣天气及紫外线影响。相对传统橡胶制品，EPDM在同样受压情况下无塑性变形，其边缘处不会膨胀溢出，随温度变化的刚度变化量也比较稳定，能显著提高线路刚度的稳定性和扣件系统的减振能力，延长扣件的使用寿命。

2 减振降噪方案效果评价

为检验减振降噪改造效果，改造完成后，在火—山区间线路附近进行了室内振动及二次辐射噪声的测试。

2.1 参考标准和评估方法

根据JGJ/T 170—2009《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》 ，城市轨道交通沿线建筑物室内振动限值及二次辐射噪声限值应分别符合表2的规定。

根据标准规定的测量方法，对各测点垂向加速度信号按照表2规定的1/3倍频程中心频率的Z计权因子进行数据处理，按计权因子修正后得到各中心频率的振动加速度级，并选择1/3倍频程中心频率上的最大振动加速度级(简称分频最大振级，记为Lv,max)作为评价量。

对于城市轨道交通沿线建筑物室内二次辐射噪声测试，则采用等效A声压级LAeq作为评价量。

表2 建筑物室内振动限值与二次辐射噪声限值

2.2 测试设备与测点布置

振动测量直接采用加速度计，而噪声测量采用噪声传感器与前置放大器组合。数据采集采用INV3060S网络分布式采集仪，数据分析采用动态测试分析平台软件DASP-V10工程版。

室内振动和二次噪声的测点选择布置在线路旁的1座平房内。测点距里程DK 13+953.57处的隧道中心线水平距离为12.84 m。

振动及噪声测量选择在早晚高峰时段，并在列车经过时测量。

2.3 测试结果分析

2.3.1 振动测试结果

城市轨道交通沿线建筑室内振动测试结果如表3所示。

由表3可得：更换扣件前，早高峰测点Lv,max算术平均值为63.01 dB，晚高峰的Lv,max算术平均值为65.80 dB；更换扣件后，早高峰的Lv,max算术平均值为60.25 dB，晚高峰的Lv,max算术平均值为62.52 dB。可见，换扣件前后的Lv,max均满足JGJ/T 170—2009《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》中的1类区昼间要求。

表3 更换扣件前后列车通过时测点的Lv,max dB

2.3.2 噪声测试结果

根据JGJ/T170—2009 《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》 ，二次噪声呈低频特性，其频率范围为16～200 Hz。故测试依次采集并计算了该频率范围内10次列车通过时引起的结构二次噪声LAeq。综合考虑了房屋结构和密闭性两个方面的因素，本次测试选择了居民反应最强烈、且能做到完全密闭的住户一楼测点噪声水平作为评价量。相应的LAeq计算结果统计见表4。

表4 列车通过时测点二次噪声LAeq dB(A)

由表4可得：更换扣件前，早高峰LAeq算术平均值为37.1 dB(A)，晚高峰LAeq算术平均值为40.2 dB(A)；更换扣件后，早高峰LAeq算术平均值为40.2 dB(A)，晚高峰LAeq算术平均值为34.5 dB(A)。可见，更换扣件后，测点噪声满足JGJ/T170—2009《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》中1类区的二次辐射噪声昼间要求。

3 结论

(1)更换扣件后，建筑物室内一层的Lv,max为61.39 dB，满足JGJ/T 170—2009《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》1类区昼间65 dB的要求，且比换扣件前平均减小了3.02 dB。

(2)更换扣件后，建筑物室内一层等效A声级为35.0 dB(A)，满足JGJ/T 170—2009《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》1类区昼间噪声要求，比换扣件前平均减小了3.9 dBA。

测试结果表明更换扣件对于振动波引起的建筑物结构振动及二次噪声有明显的减振降噪作用。

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