地铁轨道减振技术及应用

付刚

中铁一局集团新运工程有限公司  陕西省 咸阳市 712000

摘要：地铁轨道减振技术是为了降低地铁列车行驶产生的振动和噪声，提升乘客乘坐舒适度和保护周围环境而采取的一系列措施。本文综合研究了地铁轨道振动与噪声的产生机理、减振技术的优势与应用。研究发现，通过合理的轨道结构设计、减振器的选择与应用以及噪声控制技术的采用，可以有效降低振动和噪声的传递，提高乘客的乘坐舒适度，保护轨道结构和设备，减少噪音对周围环境的影响。地铁轨道减振技术在城市轨道交通系统中具有重要的优势和应用价值，为地铁运营提供了可持续性和乘客满意度的提升路径。本研究对地铁轨道减振技术的进一步发展和应用具有重要的理论和实践意义。

关键词：地铁；轨道；减振技术

随着城市轨道交通的快速发展，地铁轨道振动和噪声对乘客乘坐舒适度、周围环境和设备的影响日益凸显。因此，研究和应用地铁轨道减振技术成为提升地铁系统可持续性和乘客体验的重要方向。本文旨在深入探讨地铁轨道振动与噪声的产生机理，分析减振技术的优势和应用，并探索其对提升乘客舒适度、保护轨道结构和设备以及减少噪音对环境的影响。通过综合研究成果和案例分析，为地铁轨道减振技术的进一步发展和应用提供理论依据和实践指导。

1地铁轨道减振技术的优势作用

1.1提升乘客舒适度

地铁轨道减振技术的主要优势之一是提升乘客的乘坐舒适度。地铁列车行驶时所产生的振动和噪声会对乘客的乘坐体验产生不利影响。通过采用适当的减振措施，可以降低振动和噪声的传递，使乘客在地铁列车上享受更加平稳和舒适的乘坐感受。这对于提高乘客的满意度、促进地铁的可持续发展至关重要。

1.2保护轨道结构和设备

地铁轨道减振技术还能够有效保护轨道结构和设备，减少其受到振动和冲击的损伤。地铁列车行驶时所产生的振动会对轨道、道床和轨道固定设备造成一定的冲击和磨损。通过采用减振措施，如合理的轨道结构设计、减振器的选择与应用，可以降低振动对轨道系统的影响，延长轨道和设备的使用寿命，减少维修和更换的频率，降低运营成本。

1.3减少噪音对环境的影响

地铁轨道减振技术在减少噪音对周围环境的影响方面发挥重要作用。地铁列车行驶时产生的噪音会对居民和环境造成不适和干扰。通过采用噪声控制技术和隔音措施，如噪声隔离墙、吸声材料的应用等，可以有效减少噪音的传播和反射，保护周围居民的安宁和环境的舒适。这有助于改善城市居住环境，提高居民的生活质量。

2地铁轨道减振技术

2.1轨道结构设计优化

在地铁轨道减振技术中，轨道结构的设计优化是关键的一环。通过合理的轨道结构设计，可以有效减少地铁列车行驶时所产生的振动和噪声，提升乘客的乘坐舒适度。轨道结构设计优化的主要考虑因素包括轨道板材料选择、轨枕布置方式、轨道连接方式等。例如，采用吸音材料制作轨道板可以减少振动的传导和反射，从而降低振动对列车和周围环境的影响。同时，合理的轨枕布置方式和轨道连接方式可以减少振动的传递，提高轨道的减振效果。

2.2减振器的选择与应用

减振器在地铁轨道减振技术中起到重要的作用，用于吸收和减少列车行驶时产生的振动能量。减振器的选择和应用需要考虑列车类型、轨道条件、振动频率等多种因素。目前常见的减振器包括弹性元件减振器、液体减振器和空气减振器等。弹性元件减振器通过弹性材料的变形吸收振动能量，适用于不同振动频率范围。液体减振器则利用液体的黏滞特性来消散振动能量，可调节性较好。空气减振器则通过压缩空气来减少振动传递。在应用减振器时，需要根据具体情况选择合适的减振器类型，并考虑减振器的安装位置和数量。减振器的正确安装和维护对于减振效果的发挥至关重要。

2.3噪声控制技术

除了振动的控制，地铁轨道减振技术也需要关注噪声的控制。地铁列车行驶时所产生的噪声对周围环境和乘客的舒适度都有一定的影响。因此，噪声控制技术在地铁轨道减振中也是重要的一部分。噪声控制技术包括噪声隔离、吸声和降噪等方法。噪声隔离可以通过使用隔音材料或隔音结构来减少噪声的传递。吸声技术则通过使用吸音材料来吸收和消散噪声能量。降噪技术则通过声音反相干涉原理来减少噪声的传播。在地铁轨道减振技术中，综合应用轨道结构设计优化、减振器选择与应用以及噪声控制技术，可以有效降低地铁轨道振动和噪声的产生，提升乘客的乘坐舒适度，减少对周围环境的干扰和影响。

3地铁轨道振动与噪声的产生机理

3.1地铁列车行驶引起的振动源

地铁列车行驶时会引起地铁轨道振动，成为主要的振动源。振动的产生源于列车运行时与轨道之间的相互作用。这种相互作用主要包括列车的运动、车轮与轨道之间的接触、轮轨动力学的相互作用等。首先，列车的运动会产生惯性力，引起车体和车轮的振动。当列车加速、减速或转弯时，车体和车轮会受到惯性力的作用，产生相应的振动。这种振动通过轮轨接触传递到轨道结构中，进而影响到周围环境。其次，车轮与轨道之间的接触也是地铁轨道振动的重要来源。由于轮轨接触面不是完全光滑的，存在微小的不平整和轮轨磨损，车轮与轨道之间的接触会产生颤振和碰撞，从而引起振动的产生。最后，轮轨动力学的相互作用对地铁轨道振动也起着重要作用。当列车行驶时，轮轨之间的力学相互作用会导致轨道的弯曲和变形，进而引起振动的产生。这种相互作用包括轮轨之间的摩擦、轮轨迎角、轮轨动态刚度等。

3.2轨道结构对振动的影响

轨道结构对地铁轨道振动有着显著的影响。不同的轨道结构设计和材料选择会对振动的传播和衰减产生影响。首先，轨道的刚度和阻尼特性是影响振动传播的关键因素。刚度较高的轨道结构可以减少振动的传播，降低振动的能量损失。同时，适当的阻尼特性可以吸收振动能量，减少振动的反射和反射。其次，轨道的固定方式和连接方式也会影响振动的传播。轨道的固定方式包括轨道板的安装方式和固定点的选择，合理的固定方式可以减少振动的传递。连接方式则影响轨道的连续性和刚度分布，从而影响振动的衰减效果。另外，轨道材料的选择也是影响振动的重要因素。不同材料具有不同的弹性模量和阻尼特性，会对振动的传播和衰减产生影响。例如，使用吸声材料制作轨道板可以减少振动的传导和反射，降低振动对列车和周围环境的影响。

3.3噪声的产生机理及影响因素

地铁轨道振动不仅会引起振动，还会产生噪声，对周围环境和乘客造成影响。噪声的产生机理与振动密切相关。主要的噪声产生机理包括轮轨接触噪声、空气噪声和结构辐射噪声。轮轨接触噪声是由车轮与轨道之间的碰撞和颤振引起的。空气噪声是由列车高速行驶时空气的压力变化和湍流引起的。结构辐射噪声是由轨道结构的振动辐射产生的。噪声的影响因素包括列车速度、轨道结构、地形地貌等。列车速度越高，轮轨接触和空气流动引起的噪声就越大。轨道结构的刚度和阻尼特性会影响噪声的传播和衰减。地形地貌的起伏和障碍物也会对噪声的传播和反射产生影响。

结论

本文系统地探讨了地铁轨道减振技术的优势与应用。地铁轨道减振技术在提升乘客舒适度、保护轨道结构和设备以及减少噪音对环境的影响方面发挥了重要作用。通过合理的减振措施和噪声控制技术，可以降低地铁列车行驶引起的振动和噪声对乘客和周围环境的影响，提升乘客的乘坐体验，延长轨道和设备的使用寿命，改善城市居住环境。因此，进一步研究和应用地铁轨道减振技术具有重要的意义。

参考文献：

[1]黄建辉.深圳地铁轨道减振降噪措施[J].现代城市轨道交通,2023,4(03):106-109

[2]芦睿泉.青岛地铁轨道减振措施应用研究及展望[J].都市快轨交通,2022,6(05):84-89

[3]张皓迪,何远鹏,王星欢,姜晓文,圣小珍.地铁轨道扣件和减振垫参数的减振性能最优匹配[J].中南大学学报(自然科学版),2022,11(06):2382-2392

[4]舒磊.地铁轨道减振技术及应用[J].建筑技术开发,2022,3(11):127-129

[5]陈广跃.地铁轨道减振措施探析[J].江西建材,2021,2(01):169-170