随着城市地铁建设量的逐年增大,地铁线路已经逐渐蔓延到城市的许多地区,地铁轨道减振和地铁车站噪声控制都逐渐成为敏感的问题。这个问题虽然没有被大张旗鼓的提出,但是可以看到最近20年城市地铁正在进行着许多隔噪消噪的尝试。
地铁车站噪声分析
地铁车站噪声可以分为轮轨噪声和动力噪声两部分。通过许多实地测试表明,列车运行辐射噪声频谱呈中低频特性,峰值频率在63-500Hz范围内,车站噪声普遍可达80dB(A)以上。车速超过50km/h时,轮轨产生的噪声占多数。在地铁站中,经过实测表明,噪声因多次反射较室外声压级增加十几分贝,因此应增加吸声量,加速噪声衰减。
一、轮轨噪声
1、摩擦噪声
这是车辆在转弯过程中,由于车轮和钢轨紧密接触造成摩擦和错动而引发的"尖叫"声。这种噪声属于高频噪声。
2撞击噪声
轨道都存在接缝,当接缝较大或者不平整时,车轮会在接缝处产生很大的加速度来撞击钢轨,形成咣当咣当的声音。这种噪声属于低频噪声。
3轰鸣噪声
由于钢轨和车轮接触面小,且不够光滑,其间产生摩擦而形成低频的轰鸣噪声。
二、动力噪声
进站车辆采用电动风闸制动,风压机工作时也会产生低频噪声,闸瓦和车轮摩擦也会产生噪声,有时还有刺耳的“尖叫”声。牵引电机牵引时,冷却扇吹风都会产生不同频率的噪声,这种噪声以中低频为主。
三、其他噪声
地铁车站中人头攒动,熙熙攘攘,人的说话声则属于中高频噪声。
噪声控制的方向
地铁车站减噪的措施分为吸声、隔声、减振三个方面。吸声考虑的是车站装修,这一点紧密的联系了吸声材料特性和吸声结构知识。隔声考虑的是车站屏蔽门。减振考虑的是轨道、道床和车辆自重。
吸声处理
对于减噪设计来说,吸声处理是最关键的,他可以降低反射声,使车站噪音不会被太大的加剧。它反映在车站设计和车站装修两个方面。
隔声处理
隔声是个处理方法。对于城铁来说,隔声屏障是主要方式,但是对于车站减噪来说,主要形式就成了屏蔽门。屏蔽门和安全门是07,08年才开始出现在北京的,初衷有两个,一、防止乘客跌入站台,二、减少行车区间和车站的热交换。各种资料上都很少提到屏蔽门的隔声作用,但是无心插柳,屏蔽门对于隔声效果显著,经过到5号线和10号线的实际测试,在站台上基本听不到车辆制动和启动时候的噪音。据观察,些车站完全没有经过吸声处理,各个界面都采用刚性彩钢板包裹,有些车站还出现了凹进结构,显然对于车站的减噪效果是不利的,但是由于噪声泄露较少,所以也不会感觉到太大不适。但是由于车站内人多,熙熙攘攘,若不对中高频做适当吸收,可能略感躁动。
减振处理
以上说了这么多吸声措施,都是对反射声做的处理。若从声源治理,效果更加明显。我从轨道和车辆两个方面分析解决方法。
连接件
减振连接件就是在轨道接缝处,用来连接两根轨道的垫板高度和轨道侧面一致,使其顶部紧顶轨道边缘,来一同承担车轮通过接缝处的冲击力。这个连接件不能起到明显的降噪作用,但是较非减振连接件有一定的减振效果。经过调查,各个线路都在使用这种连接件。
车站装修
车站装修是车站减噪的重要部分,因为车辆噪音主要在车下(最近又多出了空调,高高在上,给治理带来难度),直达声难以传播到建筑空间中,所以我认为车站噪声以反射声为主。振动的问题将在下文中讨论。治理反射声行之有效的办法就是铺设吸声材料和吸声结构。

从图片上看,现在地铁站的吸声设计存在很大问题。
在这里做刚性混凝土界面,让噪声扩散到建筑空间中再进行吸收,显然不是上策。所以我提出的第一个装修问题就是在道床上设置吸声结构,方法是:在整个道床,外墙上做50厚的矿棉吸音板,外罩穿孔板。背后预留500厚的大空腔,并密排龙骨。据顶棚800做钻孔石膏板吊顶。这样,将整个行车空间用中低频吸声结构包裹起来,使车辆噪音在第一次反射中就大幅度衰减。站台顶部的现行做法是可行的,它采用45度的斜置钻孔石膏板,背后有大空腔,这样对噪声能够更好的捕捉,同时增大了吸声面积。在此基础上,可在钻孔板背后设置玻璃棉,以增强对中高频的作用,来削弱人的说话声。
道床
道床的减振设计方法有很多。国际上研制出了多种减振橡胶衬垫用于支撑轨枕,日本法国和德国还有许多弹性结构支撑轨枕,比如用弹性材料垫在轨枕底下(或将轨枕包裹住)或者将道床板用几个橡胶脚垫支撑(完全离开,就像桌子的四个腿),总之这些新技术轨枕和道床减振的原理就是让轨枕和道床离开地面,把他们用橡胶和其他材料分开,以增加振动在不同材料间交替传播的难度。