铁道车辆异常振动噪声的原因分析

铁道车辆异常振动噪声的原因分析

刘伟 1 程凯伟 2

1 中车唐山机车车辆有限公司，河北省 唐山市 063000 2 北京局集团有限公司天津动车客车段， 北京

　摘要：地铁是城市公民交通出行常用的工具，在运行阶段，不仅要保障安全性、高效性，也需要做好各类异常振动噪声问题的细致化处理，避免潜在安全隐患问题处理，导致地铁车辆异常运行，影响市民的出行安全或带来经济损失。

　　关键词：地铁；异常震动；噪声问题；应对措施

　　引言：地铁是轨道交通运输工具的基本构成，其主要特征是大运量、安全性、便捷性、舒适性较强，因此受到广大市民的推崇。地铁在建设发展阶段，是结合地方交通运输实际要求所进行的，因此在城市交通压力处理的过程中，其本身有着特殊影响。现如今我国各个地区建设地铁，因运行管理不当导致车辆异常运行，或噪声污染问题也是普遍存在的。因此要做好地铁车辆震动以及噪声控制，笔者结合实践开展细致化分析如下：

　　一、地铁车辆振动以及噪声形成的原因以及危害

　　（一）地铁车辆振动与噪声形成的主要原因

　　1. 车辆振动

　　分析地铁的振动源，会发现它在运行阶段，机车车辆动力系统振动，在车轮以及轨道结构的动态因素影响下，导致轨道振动的问题[1]。这些振动通过地基又传递给周围的建筑物。车轮以及钢轨长期服务于地铁运输阶段，彼此的相互作用就会形成损耗问题，如果轮机出现不良的运行问题，那么就会加剧振动现象。

　　2. 噪声问题

　　地铁运输过程中因为轮轨所导致噪音问题极为普遍，轮轨噪声也可以分为车轮以及轨道振动辐射噪音，车轮与钢轨摩擦、撞击都可能会形成一种尖叫的声音。分析出现这种声音的主要原因，是车辆与轨道相互作用所引起的振动问题，向外传送声波，所以可以归结为机车本身的动力所引起的噪声。

　　车辆在运输阶段，需要在各类设备的支持下进行，常见的噪声来源可能是压缩机、电动机、发电机、齿轮箱等设备。如果列车内装有空调，空调运行也可能会引起噪声问题。列车在运行阶段，引起气流噪声可大可小，地铁列车在封闭狭长的隧道之内高速运行，会形成强大的气流噪声。地铁列车在运行阶段车体与空气摩擦列车的运行速度抓紧加快，空气噪声比例就会明显增多，会在运行阶段成倍数增长。由于列车的种类、线路结构等都有可能会对车体的振动辐射造成影响，也就是说列车形式达到一定的速度之后，气流噪声的影响才会逐渐展现。

　　（二）地铁车辆振动与噪声危害性

　　1. 噪声危害

　　地铁与运行阶段出现噪声问题，主要是因为振动作用影响之下，各种推动粒子通过声波的形式传入人耳之中，波的压力经过转化之后，形成离子或电子的形式，能够给车辆带来不良刺激，最终被大脑感知为声音。噪声对人体的影响较为复杂，不仅于噪声的属性有密切联系，而且个人的生理状态、社会活动也会受到噪声的牵制。噪声污染越严重，对人的危害性就会越强，即便噪声级别较低，不会影响人们的身体健康，但也会对人们的正常生活带来影响。地铁噪声可能会引起人们的听觉疲劳或损伤，严重影响人们的身体健康，也会影响人的睡眠质量，诱发各类身体健康问题。

　　2.车辆振动

　　城市轨道交通运输阶段，未能做好振动以及噪声控制，容易引起多方面的问题。首先在列车上的乘客的稳定性会降低，影响乘车舒适度，驾驶人员也会因此受到影响。出现过大的振动加速，会导致轨道部件脱离，尤其是轨道或道床可能会出现提前损伤的问题，甚至会被破坏[2]。钢轨的高频振动会形成地铁噪声，过大的振动会影响贴近地铁隧道，或直接建设于地铁隧道的建筑物。在某些地段之中，振动可能会导致隧道周围的软弱底层出现液化问题，甚至会引起列车运行安全问题，人们的生命健康因此受到威胁。振动可能会引起建筑物的墙皮剥落、墙壁龟裂、地板崩裂等情形，甚至会影响建筑物地基地稳定性，而且这种影响是过程性的，表面没有太大差异，但经过长期的作用，建筑物出现疲劳损伤，后续还需要经过检测反应具体的情况。

　　二、地铁振动噪声控制的有效途径

　　地铁振动于噪声的控制，本身于列车的声学设计有紧密联系。而且作为一种极其复杂的现代技术，与车体轻量化设计、气密性研究紧密联系，经过转向架设计、线路质量、材料组合、动力设备应用等环节的把控，将设计安装工作有效落实，才能从源头开始有效控制污染。其中包含、理论力学、流体力学、空气动力学等材料，多个专业交叉应用，因此要结合实践探索技术优化的有效措施，国外研究人员在实践阶段，对声学技术的应用能力较强，会配合应用各种新材料、新结构等防止噪声，后续经过气密性的技术处理，各项工作能相互配合。现如今我国在轨道交通产业发展阶段，也已经认识到地铁振动噪声处理的重要意义，还需要优化技术手段，应用更优质的产品或设备。

　　1. 地铁列车减振降噪

　　地铁列车运行管理阶段，在实践阶段出现的振动以及噪声问题，受到国内外诸多学者的广泛关注。实践研究表明，噪声源是通过结构传递到车体内的，当地铁的运行速度提升，受到气动噪声和集成系统噪声的影响，辐射噪声在高频范围之内会明显增长。当地铁列车的提速运行，轮轨噪声的贡献量减少，空气动力噪声就是地铁主要噪声。如果空气动力噪声无法控制，那么地铁整体的噪声控制效果明显不足。如果车速提升，地铁列车源试验工作的难度明显增多，这一类声源会出现随机噪声，对这些声源的研究与分析，要利用有效的措施方法进行统计处理，保障列车运行效率。

　　2. 轮机减振降噪

　　地铁线路应用阶段，常用的降噪方式，就是在轨枕与轨道之中，使用隔振设备。利用技术处理不仅能保护轨枕，也能将振动和噪声问题有效处理。为控制线路噪声的辐射范围，在轨道上安装铁路阻尼设备、减振扣件或使用阻尼材料等等，都能达到应用效果。在线路上减振扣件不仅能减少噪声，也能间接地将轨道表面不平整所引起的噪声辐射问题及时控制。

　　车轮噪声控制的主要策略，是对车轮进行阻尼处理，轮本身的阻尼相对较小，在实践工作阶段，需要应用各种形式的阻尼装置，将车轮的噪声问题有效控制。在项目实践工作阶段，做好振动噪声问题的处理，所应用的方式，主要是减振降噪设备。目的是将轨道结构设计存在的问题及时处理[3]。如果在设计阶段，就能提前分析噪声治理的问题，能有效控制后期因振动噪声所引起的经济投入问题。地铁本身就具备振特性的特点，现如今在振动噪声管理阶段，应用各种实验测试方法。对声源特性进行研究分析，做好结构声学设计，以及应用隔振降噪等技术手段，必然能够给地铁交通运输工作的落实奠定良好条件，也是保障声学设计水平的有效途径。

　　结束语

　　地铁是人们常用的交通运输工具，将地铁的噪声以及振动问题及时管控处理，能保障列车运行的安全性，也能确保轨道交通经济投入能按照计划目标进行。利用这种噪声振动源控制处理方式，能够形成一种综合性的管控引导，有利于降低噪声与振动的难度。因此要结合产业发展需要，利用综合性的管控策略，从源头开始控制地铁振动噪声问题，保障地铁运行的安全性、稳定性，为交通运输产业发展创造有利条件。

　　参考文献：

　　[1]姜朝勇.广佛地铁车辆异常振动噪声问题的原因分析及解决措施[J].铁道车辆,2014,52(11).

　　[2]刘志远,高纯友,阴晓铭,等.北京地铁14号线车辆振动和噪声异常原因分析及改善措施[J].城市轨道交通研究,2018(7).

　　[3]冯陈程.地铁列车车内异常噪声原因分析及控制措施研究[D].西南交通大学.