關(guān)于城市軌道交通的噪聲
隨著上海市軌道交通明珠線建設(shè)的開展，人們對城市上空開行軌道交通車輛提出了各種各樣的疑問。總結(jié)起來主要有兩個問題，即景觀和噪聲污染。對于景觀問題，應(yīng)該說在上海內(nèi)環(huán)線與南北高架道路通車后，人們對于架設(shè)在空中的高架道路已開始適應(yīng)。何況上海建設(shè)軌道交通的原則是軌道交通線路進入城市中心區(qū)即鉆人地下。如地鐵2號線在市區(qū)范圍內(nèi)的靜安寺和龍東路之間的線路均為地鐵線路’高架軌道只建于中心區(qū)外和連接市區(qū)與衛(wèi)星城鎮(zhèn)的準(zhǔn)城市地區(qū)。因此，高架軌道對于城市景觀的影響是不大的，況且明珠線結(jié)構(gòu)梁的寬度僅為高架道路的1／2—1／3，因而從建筑的角度出發(fā)，處理也是比較容易的。
本文就城市軌道交通噪聲的有關(guān)問題進行一些探討。
1.上海軌道交通的振動噪聲研究
對于軌道交通的噪聲問題，上海市領(lǐng)導(dǎo)是很重視的。早在上海地鐵1號線開通以前，就曾組織市政工程研究所、同濟大學(xué)聲學(xué)研究所、上海鐵道大學(xué)等有關(guān)單位，在上海、北京、天津和深圳等地，對于軌道交通(干線鐵路)、高架道路交通引起的噪聲污染進行現(xiàn)場測試、分析和研究。對于上海地鐵1號線通車后可能引起的建筑振動問題，上海地鐵公司和上海鐵道大學(xué)’也曾在地鐵漕溪路車站等地進行過實測。上海地鐵屬于淺埋施工的線路，為了解決地鐵運營帶來的振動問題，上海地鐵公司和上海鐵道大學(xué)一直在進行軌下防振膠墊的研究。
2.人均噪聲的概念
《文匯報》曾發(fā)表了鐵道部副總工程師周期民談軌道交通問題的專訪。專訪中他提出了一個“人均噪聲”的概念。快速軌道客運系統(tǒng)運力大，如日本東京的山手線每天運送(300—400)萬名旅客。對于如此大規(guī)模的運輸量，人均噪聲非常有限；如果沒有這樣一條高架鐵路，就需要公共汽車來運輸，它所產(chǎn)生的“分散型噪聲”的總量要遠遠大于高架軌道所產(chǎn)生的噪聲。
“人均噪聲”的概念從宏觀的角度闡述了軌道交通的噪聲問題。這個概念很容易理解：軌道交通具有大容量、快速的特點，一列地鐵列車可以運送2000名乘客；如果這2000名乘客改乘小汽車，兩個人乘一輛，則需1000輛。而一列地鐵車輛產(chǎn)生的噪聲比1000輛小汽車產(chǎn)生的噪聲要小得多。
3“集中噪聲”的概念
高架道路的汽車通行是連續(xù)的，晝夜不斷的，所引起的噪聲屬于“分散型噪聲”。這種噪聲取決于汽車本身的內(nèi)在質(zhì)量以及汽車與道路的接觸等因素：與汽車內(nèi)燃發(fā)動機噪聲有關(guān)；與汽車輪胎磨損狀態(tài)、充氣壓力有關(guān)；也與汽車的載重及運行速度有關(guān)；還與道路路面質(zhì)量有關(guān)。可見“分散型噪聲”所涉及的因素很多，而且很難予以全面解決。如在巴黎的環(huán)城高速線路上，為了改善輪胎與路面接觸的噪聲，所有路面全部改鋪防噪黑色路面，投資是相當(dāng)大的。
軌道交通的通行則是間隙的。上海地鐵 l號線目前列車的間隔時間為6min，一般為早晨5：00至夜里11：00行駛，所引起的噪聲污染屬于“集中型噪聲”。其噪聲源主要來源于車輛電動機系統(tǒng)及車輛與軌道組成的振動體系，相對而言整治就比較容易。上海地鐵1號線的車輛編組為動車、掛車相間，所用直流電機的噪聲較內(nèi)燃機噪聲小得多。因此由城市軌道車輛發(fā)出的噪聲，在一定距離范圍之外能夠減少到環(huán)保要求的數(shù)值。
4.對軌道交通的認(rèn)識
4．1與干線鐵路噪聲的比較
到目前為止，我國還沒有嚴(yán)格意義上的輕軌高架線路。很多人想當(dāng)然地把軌道交通與干線鐵路上蒸汽機車?yán)涇嚱?jīng)過鋼軌接頭處所產(chǎn)生的噪聲聯(lián)系起來。應(yīng)該說這是不同范疇中的問題。我國鐵路車輛的軸重一般為210kN，而軌道交通車輛則輕得多；新型有軌電車軸重僅70kN；輕軌車輛軸重為100kN。即使上海地鐵1號線的車輛軸重也只有160kN。干線鐵路的車輛特別是貨車的減振和懸掛系統(tǒng)是比較簡單或粗糙的，無法與現(xiàn)代城市軌道交通車輛相比。目前大鐵路的軌道結(jié)構(gòu)也改善不少，主要干線都鋪設(shè)了無縫線路。使用于城市軌道交通的軌道結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)則更高一些，全線通長鋪設(shè)無縫線路，除設(shè)有車輛段的站區(qū)外，幾乎沒有道岔，由此車輪通過接頭處的沖擊噪聲、振動也不復(fù)存在。
上海目前使用的軌道車輛均來自對環(huán)境要求很高的發(fā)達國家。這些車輛科技含量很高，采用了空氣彈簧等先進的懸掛系統(tǒng)。國外有些車輛為了進一步減少噪聲，把輪軌系統(tǒng)直接沖擊的質(zhì)量減小，采用了彈性車輪或降噪車輪。這些車輛采用的技術(shù)將確保產(chǎn)生的噪聲盡可能的小。在法國巴黎，6號地鐵的高架線路通過了豪華的第六區(qū)；在加拿大的溫哥華，軌道交通車輛直接駛?cè)氪髲B。可見其噪聲的控制達到了很高的水平。
4．2輪軌系統(tǒng)的防噪措施
在鋼軌與軌枕之間以及軌枕與道床之間增加彈性墊層，在軌腰處涂上防噪層，都可以有效地減少噪聲。巴黎7號線、13號線地鐵在巴士底獄的新歌劇院下通過，歌劇院方面認(rèn)為地鐵車輛的噪聲和振動對劇場的演出有影響，為此巴黎地鐵公司對。此進行了研究、試驗，并會同歌劇院、巴黎聲學(xué)研究所共同進行了現(xiàn)場測試。試驗證明在枕木底部加了一層橡膠墊后情況得到了改善。
上海鐵道大學(xué)與上海鐵路局早在1980年就在莘莊滬杭線與滬閔道口處，進行過這類的試驗。上海地鐵公司也一直在進行這方面的試驗與研究。當(dāng)然，如何把目前研究的成果應(yīng)用于高架軌道交通，以及這些成果究竟能否達到預(yù)期效果，還有待實踐的檢驗，還要進行更深人的研究與試驗。
輪軌之間的接觸剛度是很大的。輪和軌長期相互作用都會產(chǎn)生磨耗，輪子可能失圓或產(chǎn)生扁疤，鋼軌可能會產(chǎn)生波浪型磨耗。狀態(tài)不良的輪軌相互作用會使振動加劇、噪聲加大。特別是鋼軌表面波長為3—5cm的短波浪型磨耗，車輛通過時產(chǎn)生的噪聲特別大，在鐵路上稱為噪聲鋼軌。由于現(xiàn)代軌道交通的維護設(shè)備優(yōu)良，給防噪防振提供了先決條件。當(dāng)然，維修保養(yǎng)還要跟上，如車輪要定期鏈修，使用一定年限后鋼軌表面要打磨，以保證輪軌接觸面的良好狀態(tài)等等。采用了這些措施后，城市軌道交通的噪聲控制一定能得以實現(xiàn)。
4．3綠化對防噪的作用
國外對于綠化可以有效地減少噪聲污染進行了深入的研究，并得到了可喜的成果。高架軌道交通上如何進行綠化，組成綠色“聲屏障”，是一個新課題。根據(jù)規(guī)劃，上海將建設(shè)數(shù)條輕軌線路，如能在這方面做一些研究工作，就能達到既抑制噪聲，又美化城市的效果。
4．4關(guān)于空氣污染
在討論城市軌道交通噪聲的同時，還應(yīng)該看到，軌道交通車輛使用的能源是電，而這種能源是不會產(chǎn)生空氣污染的。在我們的城市空氣質(zhì)量日益惡化的時候，采用不產(chǎn)生空氣污染的能源是至關(guān)重要。據(jù)報道，世界各大汽車廠商都把研究重點放在電動汽車上，但至今汽車的主要能源依然是汽油。成千上萬的機動車輛不斷產(chǎn)生嚴(yán)重污染環(huán)境的廢氣，這也是世界各大城市競相采用軌道交通工具的原因之一。
