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摘要：介绍我国城市轨道交通轨道减振现状特征；从轨道减振产品设计缺乏技术储备、缺乏统一的轨道减振产品评价体系和认证机构、环境评价工作局限性方面分析现阶段我国城市轨道交通轨道减振存在问题；阐述加强轨道工程整体安全性、建立轨道减振产品评价体系和认证机构、研究切合实际的环境振动预测方法，从加强城市轨道交通减振措施科研力度、探索减振新技术等方面提出城市轨道交通轨道减振发展趋势。
关键词：城市轨道交通；振动；控制
中图分类号：C913文献标识码： A
引言
针对城市轨道交通振动问题对人及周边环境的影响,主要从轨道交通振动产生机理、轨道减振原理入手，研究城市轨道交通的轨道减振设计及其减振措施。
一、我国城市轨道交通轨道减振现状特征
1、一般减振措施
2012年4月正式实施的北京市地方标准《地铁噪声与振动控制规范》对Z振级插入损失作出定义：在其他条件相同的情况下，使用减振措施与使用普通扣件（DT-Ⅵ2）线路，隧道壁Z振级之间的差值记为△VLZmax；单位为分贝，dB。这里提到的普通扣件即一般减振措施，其主要作用是固定钢轨，以及在列车运行时为轨道提供必要的缓冲，包括广泛应用于北京城市轨道交通的DT-Ⅵ2型和DT-Ⅶ2型扣件、在上海地铁与北京地铁普遍使用的WJ-2型扣件及广州地铁普遍使用的单趾弹簧扣件。
2、中等减振措施
中等减振措施的减振能力（即使用减振措施与普通扣件线路隧道壁Z振级插入损失）为5-10dB，常用的中等减振措施主要有双刚度剪切型轨道减振器扣件（Ⅲ型、Ⅳ型轨道减振器扣件）、压缩型轨道减振器扣件（ALT.1扣件、Lord扣件）、Vanguard扣件、弹性短轨枕和弹性长枕式等。
3、高等减振措施
高等减振措施的减振能力为10-15dB，主要减振原理是在轨枕下或道床下铺设弹性垫层，形成质量弹簧体系，通过增加参振质量，降低轨道结构的自振频率，从而得到较好的减振效果。高等减振措施有梯形轨枕轨道结构（见图1）和纵向轨枕轨道结构（见图2），以及橡胶浮置板道床和固体阻尼钢弹簧浮置板道床等。梯形轨枕由PC制成的纵梁和钢管制成的横向联结杆构成，轨枕下放置弹性垫层起缓冲减振作用，目前广泛应用于我国地铁；纵向轨枕利用横向混凝土纵梁代替梯形轨枕的混凝土钢管结构。国内外常用的橡胶浮置板道床有整体支撑、线性支撑与点支撑等支撑形式。橡胶浮置板道床减振材料除了传统的橡胶材料外，还包括阻尼橡胶材料及聚氨酯微孔弹性材料，其减振性能和工作年限与材料性质密切相关。
图1梯形轨枕轨道结构
图2纵向轨枕轨道结构
4、特殊减振措施
液体阻尼钢弹簧浮置板道床（见图3）是城市轨道交通行业内公认减振性能最好的轨道形式，是现行唯一的特殊减振措施。液体阻尼钢弹簧浮置板道床利用液体阻尼钢弹簧隔振器支撑钢筋混凝土道床板，形成一个高质量、低刚度的“质量-弹簧”系统，其固有频率为5～7Hz，减振能力在15dB以上。液体阻尼钢弹簧浮置板道床成本和工程造价很高，不具备大面积铺设条件，目前大多应用于线路近距离下穿建筑物，以及对减振要求较高的古建筑、研究机构、医院、博物馆和音乐厅等场所。
图3液体阻尼钢弹簧浮置板道床
二、城市轨道交通振动的防治措施
1、轨道结构方面的减震降噪措施
（1）采用较大半径曲线线路
资料显示，曲率半径在400m以下的线路会产生较大的振动和噪声，在进行城市轨道交通规划设计时，应尽量采用较大的曲线半径，以减小列车的冲击振动与噪声。
（2）采用轨枕减振
弹性轨枕分为弹性长轨枕和弹性短轨枕。弹性短轨枕因其结构较简单、施工方便，工程造价较低，在我国城市轨道交通应用较广泛。弹性长轨枕所采用的轨枕与一般混凝土轨枕相同，通过在轨枕端部、枕端两侧和枕下3个方向设置弹性垫层，构成减振箱。弹性长轨枕质量较弹性短轨枕大，因此，其减振效果相对更好。
（3）采用重型、无缝化的钢轨
重型钢轨在受列车冲击时稳定性好、振动相对较小，随着钢轨重量的增加，钢轨的垂向刚度增大，因而采用重型钢轨可有效抑制钢轨的垂向振动。目前，我国轨道交通多采用60kg/m钢轨，以增大钢轨质量和截面刚度，减少振动。无缝线路是将标准长度的钢轨焊接成长钢轨，减少钢轨接头数量，可大大减少钢轨接头冲击引起的振动和噪声，大量的测试结果表明，在钢轨接头处，轮轨噪声比非接头部位增加5-7dB。
（4）采用阻尼钢轨
阻尼钢轨对抑制钢轨的振动有一定效果。阻尼钢轨是在钢轨两侧和轨底设置由高阻尼材料和约束层组成的阻尼复合板。阻尼钢轨的原理是将钢轨振动能量转化成了热能，从而吸收消耗了振动能量。
（5）采用合理的轨道结构
如浮置板式轨道结构和减振降噪型钢轨。浮置板式轨道结构是用扣件把钢轨固定在钢筋混凝土浮置板上，浮置板置于可调的橡胶支座上，浮置板两侧用弹性材料固定，形成的一种质量—弹簧隔振系统。减振降噪型钢轨在钢轨腹部粘贴减振橡胶，最大限度地减小钢轨腹板振动引起的噪声，一般在钢轨腹部粘上橡胶后再粘上一钢板，以增加钢轨质量，起到衰减作用，达到降噪目的。
（6）采用减振型扣件
常见的减振扣件有先锋扣件、轨道减振器、洛德扣件、Z系列扣件等。先锋扣件在轨头下颚及轨腰支撑钢轨，钢轨呈悬空状态，利用悬空钢轨和轨座底板缝隙，解决振动和噪聲控制问题。轨道减振器又称为科隆蛋，为硫化粘结型扣件，利用橡胶剪切变形提供弹性。洛德扣件也是硫化粘结型，由2块上下黏贴在一起的铁垫板及弹条扣压件组成，利用橡胶压缩变形提供弹性。Z系列扣件将洛德扣件的橡胶硫化工艺改为组合式安装工艺，即橡胶垫板与铁垫板分开，可适时更换橡胶，铁垫板可重复利用。
2、车辆上的减振降噪措施
（1）改善车身结构，根据空气动力学的理论，优化其流线型。
（2）进行车辆轻量化设计。减小车辆自重,从而减小轮轨间的相互作用力,降低噪声。
（3）改变车轮结构,改变噪声的发射性能，降低轮轨噪声。如把制动盘放在轮辐上来减少噪声的发射。
（4）在机车车辆上使用新型减振器。
如采用金属—橡胶复合把制动盘放在轮辐上来减少噪声的发射减振器，它不仅可以象钢弹簧一样通过弹性形变来吸收、储存冲击能量，而且还可以通过分子链相对运动而大幅度地消耗能量。
（5）采用弹性车轮、充气橡胶车轮、阻尼车轮及弹性踏面车轮等技术。
（6）采用隔音、吸音材料。
（7）采用磁悬浮技术。
磁悬浮技术排除了原来轮轨的粘着作用,使车体悬浮在导轨上面行驶,其速度快、振动小、噪声低。
3、传递、接收方面的减振降噪措施。
（1）采用铺设轻质吸声桥面和路面、在高架桥上安装吸声天棚，可以大大降低高架轨道振动的辐射噪声。
（2）设置声屏障也是降低高架轨道交通噪声的有效措施，根据降噪目标值的不同，可分别采用吸声式、隔声式或组合式;根据景观设计的需要,可设计成直立型、折角型、弧血型或全封闭型。传统的屏障材料有透明夹层复合安全玻璃、卡普隆板,不透明的彩色涂塑钢板、wsR型吸声板等等。声屏障的设置也与位置的选择有关，如：在线路两侧设置声屏障；在线路两侧大密度种植树木,形成树障,绿化减噪；设置车轮隔音罩和在车辆两侧设置下裙边；采用密封车体设计,减小噪声进入车内；在隧道内、车内以及声屏障靠近声源一侧采用吸音涂层,以减少声反射。设置生屏障的方法现以被广泛采用，但是其降噪效果需要考虑的影响因素较多，包括其结构形式、材料品质、安装质量及高度、设置位置范围、使用环境等，如何最大化提高声屏障的效用，是有待进一步研究的问题。
结束语
轨道振动问题是城市轨道交通发展必须解决的问题，由于引起振动的问题是多方面的，决定了它的控制措施也是多方面的。对于城市轨道交通产生的振动影响，应采取切实可行的控制标准来应对、治理。不仅要考虑合理有效的方法，也要考虑经济实用的方法。随着城市轨道交通的快速发展，环保的轨道交通运输这项研究势必将成为当代轨道交通建设一个新的发展方向。
参考文献
[1]张勇.广州市轨道交通减振降噪技术的应用与发展[J].城市轨道交通研究,2009,(10).
[2]张强,张建.地铁1号线又有新车运抵增“空气包”减震[N].四川新闻网,2010.2.
[3]张勇.对轨道交通减振降噪问题的研究与思考[J].城市轨道交通研究,2009,(10).
关键词：城市轨道交通；振动；控制
中图分类号：C913文献标识码： A
引言
针对城市轨道交通振动问题对人及周边环境的影响,主要从轨道交通振动产生机理、轨道减振原理入手，研究城市轨道交通的轨道减振设计及其减振措施。
一、我国城市轨道交通轨道减振现状特征
1、一般减振措施
2012年4月正式实施的北京市地方标准《地铁噪声与振动控制规范》对Z振级插入损失作出定义：在其他条件相同的情况下，使用减振措施与使用普通扣件（DT-Ⅵ2）线路，隧道壁Z振级之间的差值记为△VLZmax；单位为分贝，dB。这里提到的普通扣件即一般减振措施，其主要作用是固定钢轨，以及在列车运行时为轨道提供必要的缓冲，包括广泛应用于北京城市轨道交通的DT-Ⅵ2型和DT-Ⅶ2型扣件、在上海地铁与北京地铁普遍使用的WJ-2型扣件及广州地铁普遍使用的单趾弹簧扣件。
2、中等减振措施
中等减振措施的减振能力（即使用减振措施与普通扣件线路隧道壁Z振级插入损失）为5-10dB，常用的中等减振措施主要有双刚度剪切型轨道减振器扣件（Ⅲ型、Ⅳ型轨道减振器扣件）、压缩型轨道减振器扣件（ALT.1扣件、Lord扣件）、Vanguard扣件、弹性短轨枕和弹性长枕式等。
3、高等减振措施
高等减振措施的减振能力为10-15dB，主要减振原理是在轨枕下或道床下铺设弹性垫层，形成质量弹簧体系，通过增加参振质量，降低轨道结构的自振频率，从而得到较好的减振效果。高等减振措施有梯形轨枕轨道结构（见图1）和纵向轨枕轨道结构（见图2），以及橡胶浮置板道床和固体阻尼钢弹簧浮置板道床等。梯形轨枕由PC制成的纵梁和钢管制成的横向联结杆构成，轨枕下放置弹性垫层起缓冲减振作用，目前广泛应用于我国地铁；纵向轨枕利用横向混凝土纵梁代替梯形轨枕的混凝土钢管结构。国内外常用的橡胶浮置板道床有整体支撑、线性支撑与点支撑等支撑形式。橡胶浮置板道床减振材料除了传统的橡胶材料外，还包括阻尼橡胶材料及聚氨酯微孔弹性材料，其减振性能和工作年限与材料性质密切相关。
图1梯形轨枕轨道结构
图2纵向轨枕轨道结构
4、特殊减振措施
液体阻尼钢弹簧浮置板道床（见图3）是城市轨道交通行业内公认减振性能最好的轨道形式，是现行唯一的特殊减振措施。液体阻尼钢弹簧浮置板道床利用液体阻尼钢弹簧隔振器支撑钢筋混凝土道床板，形成一个高质量、低刚度的“质量-弹簧”系统，其固有频率为5～7Hz，减振能力在15dB以上。液体阻尼钢弹簧浮置板道床成本和工程造价很高，不具备大面积铺设条件，目前大多应用于线路近距离下穿建筑物，以及对减振要求较高的古建筑、研究机构、医院、博物馆和音乐厅等场所。
图3液体阻尼钢弹簧浮置板道床
二、城市轨道交通振动的防治措施
1、轨道结构方面的减震降噪措施
（1）采用较大半径曲线线路
资料显示，曲率半径在400m以下的线路会产生较大的振动和噪声，在进行城市轨道交通规划设计时，应尽量采用较大的曲线半径，以减小列车的冲击振动与噪声。
（2）采用轨枕减振
弹性轨枕分为弹性长轨枕和弹性短轨枕。弹性短轨枕因其结构较简单、施工方便，工程造价较低，在我国城市轨道交通应用较广泛。弹性长轨枕所采用的轨枕与一般混凝土轨枕相同，通过在轨枕端部、枕端两侧和枕下3个方向设置弹性垫层，构成减振箱。弹性长轨枕质量较弹性短轨枕大，因此，其减振效果相对更好。
（3）采用重型、无缝化的钢轨
重型钢轨在受列车冲击时稳定性好、振动相对较小，随着钢轨重量的增加，钢轨的垂向刚度增大，因而采用重型钢轨可有效抑制钢轨的垂向振动。目前，我国轨道交通多采用60kg/m钢轨，以增大钢轨质量和截面刚度，减少振动。无缝线路是将标准长度的钢轨焊接成长钢轨，减少钢轨接头数量，可大大减少钢轨接头冲击引起的振动和噪声，大量的测试结果表明，在钢轨接头处，轮轨噪声比非接头部位增加5-7dB。
（4）采用阻尼钢轨
阻尼钢轨对抑制钢轨的振动有一定效果。阻尼钢轨是在钢轨两侧和轨底设置由高阻尼材料和约束层组成的阻尼复合板。阻尼钢轨的原理是将钢轨振动能量转化成了热能，从而吸收消耗了振动能量。
（5）采用合理的轨道结构
如浮置板式轨道结构和减振降噪型钢轨。浮置板式轨道结构是用扣件把钢轨固定在钢筋混凝土浮置板上，浮置板置于可调的橡胶支座上，浮置板两侧用弹性材料固定，形成的一种质量—弹簧隔振系统。减振降噪型钢轨在钢轨腹部粘贴减振橡胶，最大限度地减小钢轨腹板振动引起的噪声，一般在钢轨腹部粘上橡胶后再粘上一钢板，以增加钢轨质量，起到衰减作用，达到降噪目的。
（6）采用减振型扣件
常见的减振扣件有先锋扣件、轨道减振器、洛德扣件、Z系列扣件等。先锋扣件在轨头下颚及轨腰支撑钢轨，钢轨呈悬空状态，利用悬空钢轨和轨座底板缝隙，解决振动和噪聲控制问题。轨道减振器又称为科隆蛋，为硫化粘结型扣件，利用橡胶剪切变形提供弹性。洛德扣件也是硫化粘结型，由2块上下黏贴在一起的铁垫板及弹条扣压件组成，利用橡胶压缩变形提供弹性。Z系列扣件将洛德扣件的橡胶硫化工艺改为组合式安装工艺，即橡胶垫板与铁垫板分开，可适时更换橡胶，铁垫板可重复利用。
2、车辆上的减振降噪措施
（1）改善车身结构，根据空气动力学的理论，优化其流线型。
（2）进行车辆轻量化设计。减小车辆自重,从而减小轮轨间的相互作用力,降低噪声。
（3）改变车轮结构,改变噪声的发射性能，降低轮轨噪声。如把制动盘放在轮辐上来减少噪声的发射。
（4）在机车车辆上使用新型减振器。
如采用金属—橡胶复合把制动盘放在轮辐上来减少噪声的发射减振器，它不仅可以象钢弹簧一样通过弹性形变来吸收、储存冲击能量，而且还可以通过分子链相对运动而大幅度地消耗能量。
（5）采用弹性车轮、充气橡胶车轮、阻尼车轮及弹性踏面车轮等技术。
（6）采用隔音、吸音材料。
（7）采用磁悬浮技术。
磁悬浮技术排除了原来轮轨的粘着作用,使车体悬浮在导轨上面行驶,其速度快、振动小、噪声低。
3、传递、接收方面的减振降噪措施。
（1）采用铺设轻质吸声桥面和路面、在高架桥上安装吸声天棚，可以大大降低高架轨道振动的辐射噪声。
（2）设置声屏障也是降低高架轨道交通噪声的有效措施，根据降噪目标值的不同，可分别采用吸声式、隔声式或组合式;根据景观设计的需要,可设计成直立型、折角型、弧血型或全封闭型。传统的屏障材料有透明夹层复合安全玻璃、卡普隆板,不透明的彩色涂塑钢板、wsR型吸声板等等。声屏障的设置也与位置的选择有关，如：在线路两侧设置声屏障；在线路两侧大密度种植树木,形成树障,绿化减噪；设置车轮隔音罩和在车辆两侧设置下裙边；采用密封车体设计,减小噪声进入车内；在隧道内、车内以及声屏障靠近声源一侧采用吸音涂层,以减少声反射。设置生屏障的方法现以被广泛采用，但是其降噪效果需要考虑的影响因素较多，包括其结构形式、材料品质、安装质量及高度、设置位置范围、使用环境等，如何最大化提高声屏障的效用，是有待进一步研究的问题。
结束语
轨道振动问题是城市轨道交通发展必须解决的问题，由于引起振动的问题是多方面的，决定了它的控制措施也是多方面的。对于城市轨道交通产生的振动影响，应采取切实可行的控制标准来应对、治理。不仅要考虑合理有效的方法，也要考虑经济实用的方法。随着城市轨道交通的快速发展，环保的轨道交通运输这项研究势必将成为当代轨道交通建设一个新的发展方向。
参考文献
[1]张勇.广州市轨道交通减振降噪技术的应用与发展[J].城市轨道交通研究,2009,(10).
[2]张强,张建.地铁1号线又有新车运抵增“空气包”减震[N].四川新闻网,2010.2.
[3]张勇.对轨道交通减振降噪问题的研究与思考[J].城市轨道交通研究,2009,(10).