2.1.2.1 控制振动的设计措施
设计阶段减振的环保措施主要体现为主动控制,即选用减振性能优良的机车车辆、桥隧结构和轨道结构形式,利用阻尼等技术从降低振源的激振强度、切断或削弱振动的传播途径等方面进行合理、有效、经济的选型和结构设计,以达到控制振动的目的。
2.1.2.1.1 车辆选型方面的减振措施
我国的机车车辆制造技术与世界先进水平相比,尚存在一定的差距,所以在开发、研制的同时,应积极引进发达国家减振性能优良的机车车辆,降低其机电系统及悬挂系统产生的振动和噪声,此举不失为一种良好的策略。如广州地铁2号线机车车辆的核心技术来源于技术先进的德国公司,测试运行表明,机车车辆的振动和噪声均满足环保要求。
2.1.2.1.2 桥隧结构设计方面的振动控制措施
高架结构设计采用减振、隔振措施,如桥梁采用钢筋混凝土梁、支座采用橡胶支座,并避免系统产生共振现象;地下隧道结构尽量采用质量、刚度大,整体性能好的矩形隧道结构,或者增设隔振层等措施,一般均能收到较好的减振效果。
2.1.2.1.3 轨道结构的减振设计措施
选用重型钢轨 柔性扣件
该扣件是将橡胶粘贴在钢板和轨底之间,并于上板和底板间放置减振器,限制轨道横向位移,实践运用表明,这种扣件可以提供较强的隔振能力。
洛德扣件
该扣件采用胶结垫板,隔振效果与轨道减振器扣件相当。
道床减振设计
套靴式弹性支撑块道床结构
套靴式弹性支撑块轨道结构由支撑块、橡胶包套、微孔橡胶垫板、铁垫板、板上下橡胶垫和单趾弹簧扣件组成。最大优点是钢轨支撑刚度较低,橡胶包套可以提供足够的纵、横向弹性,减振效果明显,适用于较减振地段铺设。这种轨道结构1966年首次应用于瑞士Boxberg隧道,其后,美国、英国、德国、法国、意大利和日本都进行了广泛的应用;我国国铁西康线秦岭隧道、广州地铁2号线、北京地铁实验段和香港西铁均有应用实例,减振效果较碎石道床低6-8dB。
浮置板式整体道床
对于轨道交通非凡减振地段,若线路无法绕避而隔振要求在10dB以上的敏感点,常需采用浮置板式整体道床,该道床依所用弹性材料的不同,分为橡胶浮置板整体道床和钢弹簧浮置板整体道床。减振原理是:在轨道上部建筑和基础之间插人一个固有频率很低的线性谐振器,阻尼振动渗人基础并向周边扩散。橡胶浮置板轨道在国内外有着广泛的应用,如苏黎世电车轨道,慕尼黑、法兰克福的地铁、华盛顿地铁等;我国香港机场快线、香港西铁线、大陆的广州1号线和2号线等均有实践应用,减振效果明显,一般可达15-20dB。但橡胶浮置板存在橡胶易老化,不易检修更换的缺点。钢弹簧浮置板目前以德国隔而固公司生产的隔而固螺旋钢弹簧浮置板技术最优、性能良好,国内在青海有其生产厂家,这种浮置板系统的固有频率低,减振效果可达20-25dB,疲惫寿命长,易更换维修,缺点是造价昂贵。该道床在德国、英国、巴西等国已有成功的应用;我国北京城铁线路在穿越和平里居民楼时,由于采用较高减振轨道结构不能使振动达到GB10070规定的标准,所以采用了该种钢弹簧浮置板轨道结构,经模拟测试可以达到环保要求。