李吉曾瑞于向蕾

大連地鐵2號(hào)線地下車站噪聲調(diào)查與分析

李吉曾瑞于向蕾

（大連大學(xué)振動(dòng)噪聲研究所，116622，大連//第一作者，教授）

列車在行進(jìn)中及進(jìn)站和出站時(shí)伴隨著滾動(dòng)噪聲和制動(dòng)嘯叫噪聲等，使得車內(nèi)和站內(nèi)噪聲加劇，對(duì)乘客的身心健康造成一定影響。通過(guò)對(duì)大連地鐵2號(hào)線噪聲進(jìn)行調(diào)查與測(cè)試分析，找到了引起噪聲過(guò)高的主要因素，得出車內(nèi)噪聲符合標(biāo)準(zhǔn)，但站臺(tái)噪聲超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。針對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，提出了對(duì)應(yīng)的減振降噪措施，為地鐵建設(shè)工程提供參考。

地鐵車站；車廂；噪聲調(diào)查；減振降噪措施

Author′s addressNoise and Vibration Institute，Dalian University，116622，Dalian，China

地鐵噪聲主要有車內(nèi)噪聲、站內(nèi)噪聲、沿線噪聲等。站內(nèi)噪聲是由于列車進(jìn)站或出站過(guò)程中車輪與軌道的碰撞和摩擦、制動(dòng)及設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的，這使候車區(qū)及工作區(qū)的噪聲升高［1］，影響身心健康。為降低地鐵噪聲，人們采取了諸多降噪措施。這些措施雖不同程度地起到了降噪效果，但總體來(lái)說(shuō)效果不夠理想，仍有改進(jìn)的空間。據(jù)報(bào)道，大連地鐵2號(hào)線自開通以來(lái)，乘客反映較大的問(wèn)題中就有噪聲問(wèn)題。本文對(duì)大連地鐵2號(hào)線一期工程進(jìn)行噪聲采樣并做統(tǒng)計(jì)分析，提出相應(yīng)的降噪措施。

1 調(diào)查方式

大連地鐵2號(hào)線全長(zhǎng)42.56 km，設(shè)29座車站，全線位于地下，連接大連西北部主要功能區(qū)和規(guī)劃新區(qū)與大連市區(qū)。本次采樣測(cè)量的路段為大連地鐵2號(hào)線一期（始發(fā)站為虹錦路站，終點(diǎn)站為會(huì)議中心站）。選取2號(hào)線一期的交通大學(xué)站、中山廣場(chǎng)站和會(huì)議中心站的站臺(tái)為測(cè)試站，對(duì)這3個(gè)測(cè)試站進(jìn)行噪聲采樣。采樣測(cè)量方案如下：

（1）采樣測(cè)量設(shè)備：丹麥B&K 2270型聲級(jí)計(jì)，4189型聲壓測(cè)試探頭，倍頻程分析（高級(jí)）模塊。

（2）采樣測(cè)量方法：站臺(tái)傳聲器置于車站站臺(tái)中部、距地面高度1.6m處，傳聲器前端朝向被測(cè)列車軌道一側(cè)，其軸向與線路方向垂直。在各測(cè)試站對(duì)車輛進(jìn)站、出站的噪聲數(shù)據(jù)各采集3組樣本，每組記錄3個(gè)數(shù)據(jù)，3個(gè)數(shù)據(jù)分布于進(jìn)站或出站的整個(gè)過(guò)程。測(cè)試過(guò)程中可根據(jù)具體操作情況適當(dāng)增加采樣次數(shù)。車內(nèi)傳聲器置于客室縱軸中部、距地板高度1.2m處，方向朝上，根據(jù)速度變化采集3組數(shù)據(jù)，每組測(cè)量3次。

2 噪聲測(cè)量及分析

2.1噪聲測(cè)量及降噪措施調(diào)查

列車從進(jìn)站到出站的整個(gè)過(guò)程分為減速進(jìn)站、制動(dòng)停車、停站等候和加速出站［2］4個(gè)階段。各站點(diǎn)噪聲采樣數(shù)據(jù)見表1。車內(nèi)噪聲采樣數(shù)據(jù)見表2。

大連地鐵2號(hào)線一期工程站內(nèi)噪聲采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：

（1）無(wú)列車進(jìn)站時(shí)，各站臺(tái)背景噪聲穩(wěn)定在60 dB（A）左右；有列車進(jìn)站時(shí)，隨著列車工作狀態(tài)的改變，站臺(tái)噪聲呈現(xiàn)周期變化。

（2）列車最高速度為80 km/h，平均速度為50～70 km/h。當(dāng)列車由交通大學(xué)站行至聯(lián)合路站，列車以50～60 km/h平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)車內(nèi)噪聲在75～78dB之間（表2中的編號(hào)1～3），列車加速時(shí)車內(nèi)噪聲急劇增加至83 dB（表2中的編號(hào)4～6）；當(dāng)速度提升至70～80 km/h時(shí)車內(nèi)噪聲可達(dá)81 dB（表2中的編號(hào)7～9）。

表1 各站點(diǎn)噪聲采樣數(shù)據(jù)

表2 車內(nèi)噪聲采樣數(shù)據(jù)

根據(jù)調(diào)查，大連地鐵2號(hào)線采取了以下減振降噪措施：

（1）所有站點(diǎn)均采用了全封閉式站臺(tái)屏蔽門。

（2）大連交通大學(xué)站鋪設(shè)了自德國(guó)引進(jìn)的鋼彈簧浮置板。在政府部門、精密儀器廠、幼兒園等高等級(jí)減振要求地段鋪設(shè)了鋼彈簧浮置板整體道床，鋪設(shè)總長(zhǎng)3.348 km。

（3）中山廣場(chǎng)段線路采用了鋼彈簧浮置板和隔離式減振墊浮置板。即道床底部采用全斷面鋪設(shè)的減振橡膠墊將道床整體包覆。

（4）車體內(nèi)部采取以隔聲為主加局部吸聲的措施。

2.2測(cè)試結(jié)果評(píng)價(jià)

（1）現(xiàn)行地鐵噪聲評(píng)價(jià)的主要依據(jù)為GB 14227—2006《城市軌道交通車站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》（見表3），按照該標(biāo)準(zhǔn)歸納采樣數(shù)據(jù)得到：會(huì)議中心站93%的數(shù)據(jù)都在80 dB以上，最高值為88.4 dB；中山廣場(chǎng)站76%的數(shù)據(jù)在80 dB及其以上，最高值為85.5 dB；交通大學(xué)站68%的數(shù)據(jù)在80 dB及其以上，最高值為85.9 dB。所以，中山廣場(chǎng)站、交通大學(xué)站和會(huì)議中心站均不滿足噪聲限值要求。

（2）由GBT 3449—2011《聲學(xué)軌道車輛內(nèi)部噪聲測(cè)量》（見表4）可知，大連地鐵2號(hào)線一期列車以最高速行駛時(shí)，車內(nèi)噪聲已達(dá)到最大容許限值。

（3）上述標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于寬松，根據(jù)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（見表5），環(huán)境噪聲超過(guò)75 dB就屬于“很吵鬧”了，而本次所測(cè)數(shù)據(jù)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了該值。在這種環(huán)境下，人們會(huì)感到煩躁，難以進(jìn)行語(yǔ)言交流，甚至影響安全信號(hào)的接收，長(zhǎng)期還會(huì)損害聽力神經(jīng)。

表3 車站站臺(tái)最大容許噪聲限值［3］

表4 列車噪聲等效聲級(jí)LAeq最大容許限值［4］

表5 環(huán)境噪聲質(zhì)量等級(jí)［5］

2.3測(cè)試結(jié)果分析

（1）從圖1各測(cè)試站中心頻率ASPL（A計(jì)權(quán)下的聲壓級(jí)）中可以發(fā)現(xiàn)：交通大學(xué)站和中山廣場(chǎng)站各中心頻率的A SPL低于會(huì)議中心站對(duì)應(yīng)的中心頻率ASPL；交通大學(xué)站與中山廣場(chǎng)站各頻率的ASPL基本相同，相比而言中山廣場(chǎng)站的聲音品質(zhì)較高（聲壓級(jí)比較穩(wěn)定）。這體現(xiàn)了鋼彈簧浮置板軌道優(yōu)良的低頻減振特性［6］，同時(shí)說(shuō)明鋼彈簧浮置板加隔離式減振墊浮置板式綜合減振措施的減振效果更好。

圖1 各測(cè)試站中心頻率ASPL

（2）3個(gè)測(cè)試站A計(jì)權(quán)下的主峰頻率都出現(xiàn)在500～1 000 Hz，主峰峰值為80～85 dB（見圖2）；同時(shí)儀器顯示1 kHz對(duì)ASPL的貢獻(xiàn)率為68.0%；3處測(cè)試點(diǎn)采集的2～6 kHz范圍內(nèi)的噪聲在70～80 dB之間。

圖2 三個(gè)測(cè)試站的噪聲倍頻程譜

（3）本次測(cè)量的主峰頻率500 Hz～1 kHz的噪聲貢獻(xiàn)量為68%，該頻率下的噪聲屬于滾動(dòng)噪聲，說(shuō)明滾動(dòng)噪聲對(duì)站內(nèi)噪聲有較大的貢獻(xiàn)量。

（4）在軌道噪聲中，2～6 kHz頻率下的噪聲為嘯叫噪聲，主要由車輪和輪軌摩擦產(chǎn)生，聲壓級(jí)可高達(dá)93～95 dB，測(cè)試樣本中頻率在2～6 kHz的聲壓級(jí)為70～80 dB，說(shuō)明站臺(tái)屏蔽門對(duì)嘯叫噪聲具有良好的屏蔽作用。

（5）車內(nèi)噪聲與速度相關(guān)，隨著車速的增加，車內(nèi)噪聲值增大，頻率也隨之升高。車內(nèi)噪聲主要來(lái)自輪軌的沖擊與摩擦聲，此外還有機(jī)械噪聲、氣流噪聲以及空調(diào)噪聲。

3 控制地鐵噪聲的建議

大連地鐵主要采取了3種減振降噪措施，除了鋼彈簧浮置板和鋼筋籠拼裝一體化的減振軌排，還有減振橡膠墊。針對(duì)本文監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)及得出的結(jié)論，給出如下建議：

（1）地鐵軌道可對(duì)輪軌噪聲采取有效的隔振措施，如大連交通大學(xué)站與中山廣場(chǎng)站所采取的措施。

（2）站內(nèi)噪聲級(jí)與站臺(tái)是否進(jìn)行吸聲處理有關(guān)［2］，站內(nèi)墻壁、天花板以及站臺(tái)附近隧道應(yīng)做相應(yīng)的吸聲處理［7］，以減少聲的反射和混響。

（3）站臺(tái)屏蔽門雖然降噪效果明顯，但還不夠理想，因?yàn)楝F(xiàn)有的屏蔽門設(shè)計(jì)中考慮更多的是安全而非降噪。建議將隔聲量作為站臺(tái)屏蔽門設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，這方面有很多工作可做，如采用隔聲效果好的材料、改進(jìn)門的密封結(jié)構(gòu)等（現(xiàn)站臺(tái)屏蔽門的密封結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單，改進(jìn)的余地較大）。

（4）對(duì)于車內(nèi)噪聲，可采取改進(jìn)車體與車輪之間的隔振系統(tǒng)［8］以及車輪的結(jié)構(gòu)材料、車廂材料的阻尼性能［9］等多種措施。

（5）無(wú)論是站內(nèi)噪聲還是車內(nèi)噪聲，輪軌的沖擊與摩擦都是主要聲源，控制聲源是降噪的最佳方法。雖然目前尚沒有技術(shù)上的突破，但如何改變輪軌的材料和結(jié)構(gòu)以減緩沖擊、提高吸振能力，是一個(gè)值得研究的課題。

此外，司機(jī)開車時(shí)應(yīng)保持平穩(wěn)，可適當(dāng)增加出站加速和進(jìn)站剎車距離；乘客在公共場(chǎng)合保持安靜，不大聲喧嘩，營(yíng)造安靜和諧的乘車環(huán)境也是非常重要的。

［1］ISUM IY,FUJIIK,IWASE T.An investigation into the actual condition and subjective evaluation test of acoustical environment in railway station[J].Environ Eng,2011,76：115-124.

［2］馬大猷.噪聲與振動(dòng)控制工程手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：113-117.

［3］中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).城市軌道交通車站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法：GB 14227—2006［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

［4］中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).城市軌道交通列車噪聲限值和測(cè)量方法：GB 14892—2006［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.

［5］潘仲麟，翟國(guó)慶.噪聲控制技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：91-103.

［6］丁德云，劉維寧，孫曉靜，等.北京地鐵4號(hào)線北大段特殊減振措施研究—浮置板軌道、梯形軌道實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)試驗(yàn)報(bào)告［R］.北京：北京交通大學(xué)，2007.

［7］汪洋，朱萬(wàn)旭，邵煉，等.城市地鐵軌道吸聲板性能分析［J］.施工技術(shù)，2014，5（10）：102-105.

［8］楊振丹.城市軌道交通噪聲與振動(dòng)問(wèn)題的研究［J］.天津建設(shè)科技，2014，4（2）：72-75.

［9］王淵，孫守光,任尊松.橡膠輪轉(zhuǎn)向架車輛動(dòng)態(tài)曲線通過(guò)行為研究［J］.鐵道學(xué)報(bào)，2003，25（3）：40-44.

Station Noise Investigation and Analysis on Dalian M etro Line 2

LIJi，ZENG Rui，YU Xianglei

When a metro train is in operation or passing in/ out a station，the rolling noise and breaking noise w ill give rise to the noise at station that affects the surrounding environment and especially the health of passengers.Through an investigation and testof the noise atstationson Dalianmetro Line 2，the main influencing factors that cause loud noise are detected，whichmeet the compartment criterion butexceed the allowable limit of station standards.According to the investigation and analysis of station noise，corresponding measures of vibration and noise reduction are proposed.

metro station；compartment；noise survey；measures of vibration and noise reduction

U270.1+6；U231.4

10.16037/j.1007-869x.2017.07.017

2015-07-20）