轨道交通中的噪声问题
轨道交通工具(火车、地铁列车、轻轨列车等)在行驶过程中产生噪声的机理复杂多样,而且噪声问题对乘客或沿线居民造成困扰。
主要噪声为:
1.轮轨滚动噪声
为了保证列车的平稳行驶,列车的车轮、钢轨表面都要求打磨得光滑平顺。然而随着服役时间的增加,车轮的磨损、钢轨的竖/纵/横向变形、钢轨的擦伤及剥离等病害的出现几乎不可避免。
车轮或轨道表面的平顺性无法保证时,列车在行驶期间会出现颠簸现象,车轮和钢轨受迫发生弹性振动,这种弹性振动辐射至空气中就变成了噪声。轮轨滚动噪声会随着车速的提高而不断增强。
2.轮轨撞击噪声
车轮或钢轨表面可能由于设计缺陷或病害而存在局部的不连续性,例如车轮踏面损伤、钢轨接缝、道岔、钢轨接头等。这些局部的不连续性会使高速行驶的列车车轮与钢轨发生冲击性激扰,进而引起非线性辐射的轮轨撞击噪声。
3. 轮轨曲线啸叫噪声
由于穿行于条件复杂的城市地下环境中,地铁列车的行进路线经常遇到小半径曲线(也就是急转弯),此时车轮会挤压外侧的钢轨,轮轨之间发生横向的相对滑动,从而产生高频的轮轨曲线啸叫噪声。
4.气动激励噪声
对于运行速度300km/h以上的高速列车(也就是所谓的高铁)而言,随着列车运行速度的提高,列车的噪声源逐步由轮轨激励转变为气动激励主导。
5.牵引系统噪声
牵引系统噪声指的是列车动力源和冷却模块正常工作时产生的噪声。
这类噪声的存在不可避免,但可以从风扇转速控制系统、优化冷却模块进气道等方面着手降低噪声。
6.结构物激振噪声
结构物激振噪声可根据产生机理分为2类:
①高速铁路的站台、高架桥、隧道等结构物在列车经过时,由于列车的动力效应而随之产生的结构物振动辐射噪声;
②列车运动引起隧道、山谷中的气流振动,例如当列车高速行驶入或驶出隧道时,瞬时的微气压波会引发高能量的冲击噪声。