賈 凡
(山西省交通環(huán)境保護中心站(有限公司),山西 太原 030032)
跨座式單軌交通是城市軌道交通的一種,通過單根軌道支持、穩(wěn)定和導向車輛,車體使用橡膠輪胎,輪胎跨在軌道梁上行駛。跨座式單軌交通具有噪聲值低、轉彎半徑小、爬坡能力強等特點。本文將跨座式單軌交通運營期噪聲的產(chǎn)生、傳播、作用機理進行分析,以重慶軌道交通二號線延伸段為例,說明跨座式單軌交通運營期噪聲的影響程度和防治措施[1]。
目前我國在北京、重慶等地的部分城市軌道交通采用了跨座式單軌交通,部分學者就列車運營產(chǎn)生的噪聲進行了分析。李兆華對跨座式單軌交通現(xiàn)狀與發(fā)展方向進行了研究[2];劉蘭華等人對技術導則中噪聲預測和參數(shù)修正進行了合理性分析[3];喻楊將噪聲的數(shù)值模擬分析運用到氣動噪聲特性中[4]。
從國內(nèi)研究成果來看,在跨座式單軌交通噪聲預測、影響方面取得了部分研究成果,但跨座式單軌交通具有一定的地域特點,且降噪措施方面國內(nèi)外研究較少,通過選擇特定項目開展專項研究具有必要性。
重慶軌道交通二號線延伸段位于重慶市大渡口區(qū)和巴南區(qū)境內(nèi),起點位于大渡口區(qū)的新山村站站后折返線終點,與軌道交通二號線相接,終點止于巴南區(qū)的魚洞站,與軌道交通三號線南延伸段相接。工程實際線路全長12.019 km,共涉及23 處聲環(huán)境保護目標,由于軌道沿公路中心線布設,環(huán)評階段現(xiàn)狀監(jiān)測及預測結果表明,軌道未建設時該區(qū)域環(huán)境噪聲超標。
重慶軌道交通二號線延伸段為跨座式單軌交通,全線為高架段,沿線均未設置聲屏障,采取使用充氣輪胎、齒形鋼板嵌接式伸縮縫等主動降噪措施進行噪聲防治。
重慶軌道交通二號線延伸段由高架線、車站、車輛段和變電站等設施組成,工程產(chǎn)生的噪聲主要包括軌道交通噪聲、車輛段等設施產(chǎn)生的噪聲。本文主要研究高架線列車運行噪聲,即沿線敏感點受到軌道上行駛列車產(chǎn)生的交通噪聲影響。
噪聲監(jiān)測點位選擇重慶軌道交通二號線延伸段沿線的代表性聲環(huán)境敏感點。監(jiān)測點位布置原則:
a)考慮單軌軌道交通實際噪聲影響范圍,重點選擇受軌道交通噪聲影響較大的敏感點進行監(jiān)測。
b)監(jiān)測單位盡量覆蓋建設前期測點和建設前期預測超標較大的敏感點。
c)根據(jù)軌道交通兩側建筑物的高度、軌道交通軌道的高度進行垂直監(jiān)測布點,了解軌道交通噪聲垂直分布情況。
d)考慮噪聲實際影響范圍,監(jiān)測點位主要設在臨路第一排面對軌道和城市主干道一側。
e)考慮到軌道交通全線在城市主干道西城大道、渝南大道C 段中央隔離帶敷設,且目前西城大道、渝南大道C 段車流量較大,為判斷城市軌道交通噪聲貢獻值、軌道交通噪聲影響程度,布點時同時布置軌道交通環(huán)境噪聲監(jiān)測點(有列車通過時監(jiān)測)和背景噪聲監(jiān)測點(即無列車通過時監(jiān)測),便于分析軌道交通噪聲實際的影響程度。
3.3.1 工程建設前后噪聲監(jiān)測結果及對比分析
為分析軌道交通列車運行對沿線聲環(huán)境質量的影響,將項目建設前和項目運營后噪聲監(jiān)測值進行對比分析(建設前監(jiān)測結果為項目未建設時噪聲監(jiān)測值,驗收監(jiān)測結果為運營后噪聲監(jiān)測值),噪聲監(jiān)測結果見表1。
表1 軌道交通建設前后敏感點噪聲值統(tǒng)計一覽表
通過實地考察,項目開工后軌道下方的西城大道、渝南大道C 段未進行改擴建,項目建設前期的噪聲現(xiàn)狀監(jiān)測值具有代表性。項目運營期和項目建設前共同聲環(huán)境敏感點共16 處,綜合建設前后兩次監(jiān)測結果,晝間、夜間聲環(huán)境質量變化為:
a)晝間 12 處敏感點實際環(huán)境噪聲值較建設前降低,減少量為0.7~4.9 dB;3 處敏感點實際環(huán)境噪聲值較建設前增加,增加量為0.8~2.8 dB;1 處敏感點實際環(huán)境噪聲值與建設前一致。
b)夜間 13 處敏感點實際環(huán)境噪聲值較建設前降低,減少量為0.7~11.7 dB;3 處敏感點實際環(huán)境噪聲值較建設前增加,增加量為0.6~4.3 dB。
綜上,大部分敏感點實際聲環(huán)境質量現(xiàn)狀比建設前有所改善,3 處敏感點較建設前增加。經(jīng)調(diào)查分析,改善原因為公路改擴建后路面更加平整、車輛滯留時間短使得噪聲產(chǎn)生量減少,增加的主要原因是城市主干道車流量較項目建設前大幅度增加。
3.3.2 實際監(jiān)測結果與建設前預測結果對比分析
為分析軌道交通列車運行對沿線聲環(huán)境質量的影響,將實際監(jiān)測結果與建設前預測結果進行對比分析。
本項目建設前期對各敏感點環(huán)境噪聲(有列車通過時噪聲)和背景噪聲(無列車通過時噪聲)進行了預測,預測結果表明晝間和夜間噪聲值部分超標,這與運營期實際聲環(huán)境敏感點噪聲監(jiān)測情況基本一致。
運營期測量值較建設前期預測噪聲值變化情況:4a 類區(qū)晝間最大值減少0.8 dB,夜間最大值減少7.4 dB;2 類區(qū)晝間最大值減少0.5 dB,夜間最大值減少0.4 dB,運營期聲環(huán)境質量與建設前期預測結果基本一致,且影響有所降低,未導致軌道交通沿線聲環(huán)境質量惡化。
3.3.3 噪聲影響分析
重慶軌道交通二號線延伸段沿線聲環(huán)境質量較建設前期未惡化,列車噪聲貢獻值較小,對環(huán)境噪聲值增量較小,超標敏感點均主要受到城市道路交通噪聲影響,項目沿重慶大渡口區(qū)西城大道和巴南區(qū)渝南大道布設,區(qū)域其他噪聲源為城市主干道交通噪聲和沿線社會生活噪聲,本項目為次要噪聲影響。
重慶軌道交通二號線延伸段未采取設置聲屏障等傳統(tǒng)交通噪聲防治措施,而是通過采取使用充氣輪胎、齒形鋼板嵌接式伸縮縫等主動降噪措施減少噪聲的產(chǎn)生,監(jiān)測結果表明上述措施能有效減少列車運行對聲環(huán)境的影響。
a)單軌跨座式軌道交通不具備安裝聲屏障條件原因如下:
(a)跨座式單軌結構形式區(qū)間只有軌道梁,車輛騎跨在軌道梁上運行,軌道梁上無安裝聲屏障的條件。
(b)若將聲屏障安裝在軌道梁下方的橋墩蓋梁上,兩個墩柱間距離約10~40 m,聲屏障僅能固定在蓋梁側面,會影響蓋梁強度產(chǎn)生安全隱患,且固定點之間距離太遠,無法滿足聲屏障的安裝條件,此方案不可行。
(c)如果從地面安裝聲屏障,車輛在路面投影寬度為3 m,中央綠化帶寬度約2.5 m,聲屏障將侵占道路寬度,且從地面延伸到車輛位置,聲屏障面積太大,造價太高,此方案亦不可行。
(d)通過查閱國內(nèi)外跨座式單軌交通工程設計資料及已運營工程的驗收材料,沒有在跨座式單軌安裝聲屏障先例,安裝聲屏障技術不成熟。
b)采取使用充氣輪胎、齒形鋼板嵌接式伸縮縫等主動降噪措施原因如下:
(a)充氣輪胎。走行輪、導向輪、穩(wěn)定輪均為橡膠輪胎。走行輪系無內(nèi)胎鋼絲橡膠輪胎,內(nèi)充氮氣。導向輪和穩(wěn)定輪都是帶有尼龍絲橡膠輪胎,內(nèi)充壓縮空氣或氮氣。輪胎與軌道為柔性接觸,可有效減少車輛行駛產(chǎn)生的噪聲與振動。
(b)齒形鋼板嵌接式伸縮縫。軌道梁伸縮縫采用在軌道梁上承重輪、導向輪和穩(wěn)定輪走行面上分別設置齒形板,每個梁端設5 片,梁縫間前后兩片梁梁端的齒形板相互吻合,其安裝精確度應達到軌道梁的要求。齒形鋼板嵌接式伸縮縫可保證列車在軌道梁上平穩(wěn)運行,減少因車輛通過伸縮縫產(chǎn)生顛簸,減少噪聲與振動。
跨座式單軌交通噪聲的產(chǎn)生、傳播、作用機理較為復雜,現(xiàn)階段噪聲防治措施多采取主動降噪措施,其他噪聲防治措施還處于探索階段,需采取更加合理、有效、先進的噪聲防治措施減少軌道交通噪聲對沿線聲環(huán)境敏感點的影響。