城市軌道交通系統(tǒng)的減振降噪技術(shù)

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降噪減振技術(shù):     軌道交通系統(tǒng)在給人們的、生產(chǎn)活動(dòng)帶來便利的同時(shí),也正在成為新的和振動(dòng)的發(fā)生源。尤其是在密集的居住區(qū)、商業(yè)中心和工業(yè)區(qū),軌道交通體系已經(jīng)造成了不可忽視的振動(dòng)和污染,而且隨著人們對(duì)質(zhì)量要求的日益提高,也越來越引起公眾的關(guān)注。另外,在高科技生產(chǎn)、醫(yī)院和科研機(jī)構(gòu)等單位中,其日常使用的高精密儀器對(duì)周圍環(huán)境振動(dòng)的敏感程度也日益增加,這也對(duì)新的振動(dòng)污染源的設(shè)防提出了更高的要求。因此,控制軌道交通的振動(dòng)和對(duì)環(huán)境的污染,已經(jīng)成為領(lǐng)域亟待研究和解決的重要問題。本文試從車輛構(gòu)造、軌道結(jié)構(gòu)、輪軌關(guān)系以及橋梁結(jié)構(gòu)等角度對(duì)軌道交通可采用的技術(shù)措施進(jìn)行了綜合闡述。
1  軌道交通振動(dòng)與噪聲的來源
      國(guó)內(nèi)外研究表明,軌道交通的主要振動(dòng)源為:機(jī)車車輛動(dòng)力系統(tǒng)的振動(dòng),通過車輪與軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)相互作用,引起軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng);這些振動(dòng)通過地基又傳給周圍的建筑物。車輪和鋼軌長(zhǎng)期相互作用都會(huì)產(chǎn)生磨耗,輪子可能失圓或產(chǎn)生扁疤,鋼軌可能會(huì)產(chǎn)生波浪形磨耗。狀態(tài)不良的輪軌相互作用會(huì)使振動(dòng)加劇。
      軌道交通的主要噪聲源為:機(jī)車車輛動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲,包括牽引電機(jī)、、、受電弓等設(shè)備噪聲,車輛行進(jìn)過程中空氣動(dòng)力摩擦噪聲,輪軌界面相互作用產(chǎn)生的滾動(dòng)、沖擊和摩擦所產(chǎn)生的噪聲(輪軌產(chǎn)生的磨耗使噪聲加大,特別是鋼軌表面波長(zhǎng)為3～5ｃｍ的短波浪型磨耗,車輛通過時(shí)產(chǎn)生的噪聲特別大);輪軌界面相互作用產(chǎn)生的振動(dòng)通過軌道、橋梁和地基等傳遞導(dǎo)致相應(yīng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)而輻射的噪聲。
2　城市軌道交通的綜合措施
2.1　車輛的措施
      1)對(duì)機(jī)車車輛動(dòng)力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),使系統(tǒng)的工作頻段遠(yuǎn)離共振區(qū)(臨界轉(zhuǎn)速區(qū))和不穩(wěn)定區(qū),盡量避免電磁耦合激發(fā)振動(dòng)和噪聲。
      2)在機(jī)車車輛上使用新型減振器,能有效地降低振動(dòng)和噪聲。目前在國(guó)內(nèi)外的城市軌道交通中,金屬-橡膠復(fù)合減振器是應(yīng)用最為廣泛的減振降噪裝置。這是由于橡膠在很寬的溫度范圍內(nèi)具有獨(dú)特的粘彈行為,不僅可以象鋼彈簧一樣通過彈性形變來吸收、儲(chǔ)存沖擊能量,而且還可以通過分子鏈相對(duì)運(yùn)動(dòng)而大幅度地消耗能量。然而,橡膠件既是減振降噪的主要部分,也是影響使用壽命的關(guān)鍵部分。以少量具有納米片層結(jié)構(gòu)的有機(jī)改性蒙脫土與橡膠進(jìn)行插層納米復(fù)合,可顯著降低材料的疲勞生熱,延緩疲勞破壞過程,從而改善橡膠的強(qiáng)度、耐蠕變、耐疲勞和耐老化等綜合性能,使減振器的質(zhì)量和機(jī)車車輛的舒適性、安全性得到較大的提高。