根据车辆-轨道耦合动力学理论[6]，可考虑钢轨为支承无限长的Euler-Bernoulli梁，而在实际处理上，常常将钢轨看成有限长简支梁。设钢轨的振动位移变量为（x，t），则其振动微分方程为：
EI 4Z
r
（x，t）
x
4
+ m r
2Z
r
（x，t）
t
2
= - F rsi（t）δ（x-x i）+ N
t = 1深圳汽车论坛
P i δ（x-x pj）
4
j = 1
（1
F rsi（t）= K pi[Z r（x，t）-Z si（t）]+C pi[Z r（x，t）-Z si（t）]
图1 地铁车辆-轨道垂向耦合动力学模型
论坛园地
所以减振降噪可从减小支承结构刚度方面进行设计。
将轮轨的相互作用点作为振源，把振源-传播途径-受扰物作为一个系统，则建筑物的垂向振级可按以下公式计算：
VL z =VL0+ ΔVL i
n
i = 1
（3）式（3）中，VL z为预测处振级；VL0为振源处振级；ΔVL i为传递介质及参振系统正值[5]。
由式（3）可知，当线路及桥隧结构确定后，扣件及道床的振动修正值直接决定了对沿线环境的振动影响。因此，加强轨道结构减振能力，增强钢轨与列车轮对柔性接触成为减振降噪的重要措施。
3 深圳地铁减振降噪措施
为保障地铁列车在正线安全运行，降低对沿线环境振动噪声污染，同时为乘客提供更加优质的乘车服务，促使深圳地铁在设计施工阶段、开通后运营维保阶段不断探索新技术、新措施应用。
3.1 施工阶段采取的减振降噪措施
3.1.1 减振措施
针对施工期间振动噪声，引进新工艺、新工法，以及先进装备和措施。
（1）为减少振动对线路附近的学校、医院、居民住宅等敏感点影响，采取的减振措施包括：提高结构刚度，采用轨道减振器扣件或弹性短轨枕整体道床等。
（2）活塞风亭、排风亭的设置应避开居民敏感点，在风亭口部安装结构片式消声器。
（3）对距离居民区较近的高架站，设置吸声挡板、大型折板式声屏障等，有效控制环境噪声污染。
（4）在车站内部采取吸声装修材料，降低室内二次结构噪声对人员的影响。
（5）在车辆和设备选用方面，采用高密封性、低噪声车辆和低振动机电设备。
3.1.2 减振产品应用
深圳地铁全面试铺
国内主流减振产品后，
采用较为成熟双层非线
性减振扣件、隔振垫浮
置板及钢弹簧/橡胶弹
簧浮置板的分级减振措施体系，具体减振产品应用如表1所示。
经测定，减振扣件的减振降噪效果值为5～8 dB，减振垫浮置板道床和橡胶支座浮置板道床减振降噪效果值为10～15 dB，钢弹簧浮置板道床减振降噪效果值为15～20 dB。
浮置板具有固有频率低、可维修性好的优点，但造价高，初期投资大[7]。减振扣件系统橡胶老化、弹条折断、螺栓上浮、预埋套管内积水等问题仍有发生，更高性能的减振扣件还有待研发。
3.2 运营阶段采取的减振降噪措施
针对运营期间噪声振动，深圳地铁采用产学研用联合，持续引进试点新技术和新措施。
3.2.1 监测系统
（1）弹性道床实时监测系统。系统在线检测记录列车动态作用下道床板横向位移、垂向位移及加速度等动态变形信息，分析道床板潜在病害类型，为轨道设备养护和“轮-轨”关系深入研究提供数据支持，为
静态情况下无法分析的“疑难杂症”问题提供解决思路和手段。深圳地铁在9号、10号线共计安装4套系统，实时监检测道床板横向与垂向位移、加速度等动态变形信息，准确捕捉异常振动并精确定位异常磨耗车轮位置及车次信息，分析查出轨道浮置板受力不均匀、隔振器荷载不足或过载等问题。
（2）轮对尺寸测量系统。系统安装在出入段线或正线，可自动测量列车的轮对直径、轮缘厚度、轮缘高度、径向跳动量等数据，并传输至轮对健康管理系统进行统计分析。实现列车轮对尺寸超差和失圆等故障的预警，及时指导轮对镟修，有效降低轮对失圆、异响等故障，改善轮轨关系[8]。深圳地铁运营线路均已安装轮对尺寸测量系统，每月对测量数据进行对比，测试数据表明系统测量精度均优于人工测量精度，目前深圳地铁7 号、9号、11号线轮对尺寸测量系统已取代人工测量作业。
（3）走行部故障诊断系统。系统安装在列车转向架
深圳地铁轨道减振降噪措施
表1 深圳地铁减振产品应用情况 km
中等减振高等减振特殊减振
减振措施长度减振措施长度减振措施长度
弹性短轨枕10.274隔离式减振垫
浮置板道床70.194
钢弹簧浮置板道床、
橡胶弹簧浮置板道床
110.871
双层非线性减振扣件72.735
km 。全寿命周期可减少次牵引电机轴承换新和2次轴经济效益明显。主要针对小半径曲线波磨地段和轨面剥落掉块区段开展打磨降噪工作。修复性廓形打磨15 dB 左右，普通打磨可以3所示。在钢轨打磨等维保部门密切关注缺陷地段钢轨病害发展、轨顶涂覆装置等技术若采取上述整治措施后仍存在振可考虑道床类改造方案。
装置安装在列车首尾可以显著减少轮缘和轨道的磨损，延尤其是小曲线半径较多的地同时有效降低轮轨摩擦噪声，如图4所示[9]。列车已安装列车轮缘润滑装有效降低轮轨噪声并提升乘坐舒适性。
主要用于地铁小半径曲线钢同时可以有效减小行车振动深圳地铁运营线路已装备钢轨自动涂油机394
图3 钢轨打磨效果图
b 剥落掉块
打磨前打磨后
a 钢轨波磨
打磨前
打磨后
图2 走行部故障诊断系统
2#前置处理器
复合传感器
轴箱非传动端
复合传感器电机传动端
复合传感器齿轮箱传动端
复合传感器轴箱传动端
1#前置处理器
复合传感器轴箱
复合传感器齿轮箱
复合传感器牵引电机
有效降低车辆载荷对轨道结构及部件的破坏
[10]
。
深圳地铁在6号、9号线噪声敏感地段安装了4台轨顶，曲线上下股的垂向振动频率明显下降，轨旁噪声值下降3～6 dB ，并有效抑制钢轨波磨的产生。
文章针对地铁轨道振动及噪声问题，总结深圳地铁在减振降噪方面所采取的各类监测和控制措施，以期为同类工程提供参考。以上各项整治措施均应结合线路实际情况，经过技术方案和经济效益综合分析后
择优图4 列车轮缘润滑装置示意图
喷嘴
交通轨道振动噪声成因及整治措施研究通技术[11] 乔志[J].[12] 张海洋分析[13] 袁月生施概述[14] 张朋成分级比选研究
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