高速鐵路噪聲是由列車在行車的過(guò)程中，軌道結(jié)構(gòu)和列車各個(gè)部分的振動(dòng)經(jīng)由大氣和大地的傳播而產(chǎn)生的。軌道的振動(dòng)與噪聲不僅影響人們的正常工作與休息，降低工作人員的勞動(dòng)效率，而且還會(huì)損害人們的身心健康。因些，設(shè)法降低高速軌道振動(dòng)與噪聲能級(jí)，良好完善地與自然和生活環(huán)境相協(xié)調(diào)，便成為鐵路能否持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵和生命所在，萬(wàn)萬(wàn)不可忽視。
目前，我國(guó)鐵路時(shí)速小于300km/h時(shí)列車的主要噪聲源是輪軌噪聲，在車輪與鋼軌系統(tǒng)中，車輪像一個(gè)鈴，車輪振動(dòng)輻射的噪聲是主要的噪聲源。因此降低列車運(yùn)行噪聲的根本措施是減小車輪的振動(dòng)及噪聲輻射，設(shè)計(jì)和研制低噪聲車輪。
國(guó)內(nèi)主要軌道交通國(guó)家對(duì)輪軌噪聲進(jìn)行有效控制所采用的方法可以總結(jié)為4種，概括起來(lái)就是：增加阻尼裝置、車輪形狀優(yōu)化、采用彈性車輪降低車輪噪聲輻射效率等。其中，增加阻尼裝置，其實(shí)就是利用各種新式裝置來(lái)對(duì)車輪進(jìn)行阻尼設(shè)置，用以控制車輪的徑向振動(dòng)，該技術(shù)已經(jīng)在交通發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)車輪的形狀進(jìn)行優(yōu)化，主要是考慮到車輪的橫截面形狀對(duì)噪聲輻射的重要影響，考慮通過(guò)對(duì)車輪的合理優(yōu)化，在對(duì)其他方面不產(chǎn)生影響的情況下，使得噪聲的影響最小。采用彈性車輪，就是在車輪的輪轂和輪輻之間設(shè)置一層橡膠材料的隔離層，通過(guò)該橡膠隔離層，可以講輪轂和輪輻的振動(dòng)有效隔離，從而為整個(gè)車輪提供阻尼。降低車輪的噪聲輻射效率，其原理主要是利用輪輻的外罩之間的聲學(xué)斷路來(lái)減少輻射效率。
從鐵路軌道的結(jié)構(gòu)構(gòu)成方面入手，對(duì)輪軌噪聲進(jìn)行控制，可以有如下的幾個(gè)主要措施，即：采用無(wú)縫化的鋼軌；對(duì)鋼軌進(jìn)行重型化；采用防振減噪型鋼軌；廣泛使用鋼軌減震器等。其中，采用無(wú)縫化的鋼軌，就是采用跨區(qū)間的無(wú)縫化線路，將標(biāo)準(zhǔn)軌道焊接成長(zhǎng)鋼軌，減少鋼軌的街頭數(shù)量，有效減少脈沖的激擾源數(shù)量，從而大幅減少街頭沖擊引起的振動(dòng)和噪聲；對(duì)鋼軌進(jìn)行重型化，主要是考慮到重型鋼軌受到的沖擊振動(dòng)較小，這樣就可以有效降低軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和噪聲；采用防振減噪型鋼軌，就是利用帶有彈性墊層與阻尼材料的防振減噪鋼軌，來(lái)增加鋼軌的阻尼系數(shù)，可以達(dá)到有效防振減噪的目的；使用鋼軌減震器，是所有防振減噪措施中最成功的一種技術(shù)，該技術(shù)是利用橡膠把多個(gè)鋼板條粘接在固定鋼軌上，并對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)整，這種減震器非常適合用于柔軟的鋼軌墊板，主要是由于柔軟鋼軌墊板能夠?qū)④壍篱L(zhǎng)度方向的振動(dòng)傳播減到最小。
從車輛方面來(lái)對(duì)輪軌噪聲進(jìn)行控制，主要有如下幾種措施，即：采用合理的車輪形狀；采用彈性車輪；采用吸振車輪和采用徑向轉(zhuǎn)向架。其中，采用合理的車輪形狀，主要是根據(jù)德國(guó)的一個(gè)科研機(jī)構(gòu)對(duì)車輪形狀所進(jìn)行的一項(xiàng)研究結(jié)果，該研究結(jié)果表明，車輪腹板的形式、車輪滾動(dòng)的圓直徑、腹板與輪輞及輪轂之間的過(guò)渡部分的曲率以及腹板的厚度都對(duì)車輪噪聲產(chǎn)生重要影響。所以，根據(jù)該結(jié)果，德國(guó)鐵輪部門設(shè)計(jì)出了改進(jìn)型的車輪，雖然該車輪跟標(biāo)準(zhǔn)車輪的差別并不大，但是能夠顯著降低噪聲的級(jí)別，該方式所能得到的降噪效果跟采用彈性車輪的效果相當(dāng)，可以認(rèn)為是一種切實(shí)可行，行之有效的降低車輪噪聲的措施；采用彈性車輪，是指在車輪箍和輪轂之間加裝彈性材料，使得車輪具有阻尼和徑向的柔順性；吸振車輪，主要是利用吸振材料將輪軌之間的振動(dòng)能力部分吸收，從而達(dá)到減震的目的，但是該項(xiàng)技術(shù)還不成熟，沒(méi)有在實(shí)際中投入使用；采用徑向轉(zhuǎn)向架，就是利用徑向轉(zhuǎn)下架來(lái)使得轉(zhuǎn)向架的前后兩軸在橫向上可以自由活動(dòng)，這樣，車輛就可以順利地通過(guò)曲線，減少輪軌磨耗和消除常規(guī)轉(zhuǎn)向架通過(guò)曲線時(shí)的尖叫噪聲。
從前面的對(duì)輪軌噪聲的產(chǎn)生機(jī)理、研究現(xiàn)狀、控制技術(shù)等方面可以看出，對(duì)鐵輪的輪軌噪聲進(jìn)行有效控制，是一個(gè)非常復(fù)雜的綜合性問(wèn)題，需要從機(jī)車車輛、機(jī)電系統(tǒng)、軌道、結(jié)構(gòu)物、地基、建筑物以及傳播媒介等各個(gè)方面進(jìn)行考慮，所能夠采用的控制措施包括從噪聲產(chǎn)生到傳播途徑，針對(duì)不同環(huán)節(jié)的產(chǎn)生原因來(lái)采取相應(yīng)的綜合控制措施。才能有效地控制噪聲的產(chǎn)生，為旅客和周邊居民營(yíng)造良好的環(huán)境。所以，本文在對(duì)輪軌噪聲的產(chǎn)生原因和控制措施進(jìn)行深入淺出地介紹的基礎(chǔ)上，針對(duì)該噪聲的控制問(wèn)題，認(rèn)為應(yīng)該采用多種舉措并行、從不同渠道對(duì)噪聲進(jìn)行最大化的限制，只有這樣，才能達(dá)到對(duì)其進(jìn)行有效控制的目的；概括起來(lái)，具體實(shí)現(xiàn)措施應(yīng)該是：首先針對(duì)車輪結(jié)構(gòu)和輪上減振措施進(jìn)行研究，其次就是在機(jī)車上廣泛采用各種高性能彈性和阻尼材料，再次就是應(yīng)該對(duì)專門的防振減噪型鋼軌進(jìn)行深入研究和實(shí)驗(yàn)，以期該技術(shù)能夠早日應(yīng)用于實(shí)際中。
參考文獻(xiàn)
[1]馬筠.對(duì)高速鐵路聲屏障降噪效果影響因素的探討[J].鐵道勞動(dòng)安全衛(wèi)生與環(huán)保,2008,(01)
[1]李英.高速鐵路噪聲防治對(duì)策[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009,(19).