城市轨道绿色规划.docx

城市轨道交通绿色轨道结构概念设计研究摘要随着我国经济的不断发展，大城市的交通拥堵问题也日益严峻。城市轨道交通以其安全舒适、环保快速、运量大和耗能少的特点，从众多选择中脱颖而出，受到人们的青睐。与此同时，绿色交通的理念开始人们心中根植，城市轨道交通绿色化势在必行，因此本文从绿色交通出发，对原有的轨道结构进行分析，定义了绿色的轨道交通，并且对轨道结构做出了相应的概念设计。关键词城市轨道交通、绿色主要研究方法 文献研究，实例对比。1绪论1.1研究的背景随着经济的高速发展，城镇建设进一步扩大，各大城市圈规划有条不紊的进行。相应的基础设施也应逐步完善。产业结构调整，尤其是以第三产业为代表的服务业的兴起，在城市中各大商业圈占据了黄金地段，市民则随着日益增长的房价逐步搬出市中心，市中心基本成为集办公，娱乐等为一体的地段，由此彻底改变城市中心的结构，相应的人流量的增大使得交通趋于恶化，城市中心分布的钢筋混凝土建筑严重影响的城市的生态环境。此时以地铁轻轨为代表的轨道交通的出现，正逐步缓解这种拥堵状况。但是新时代的发展理念对于城市轨道交通提出了挑战，城市轨道交通也应保持最大程度绿色1.2城市轨道交通分类本文将其分为地面、地下和高架三大类，相应对应地铁、有轨电车和轻轨三大类。通过简单的分析，地铁主要集中于轨道结构的减振降噪，而轻轨和有轨电车则需要考虑相应的景观效应。2绿色城市轨道交通的含义通过调查我们发现城市交通的矛盾集中于以下四点城市拥堵尤其在老城区（这是目前的主要矛盾）汽车尾气污染，噪声污染占用大量的城市空间，恶化城市生态人的乘车舒适性极差运用空间分离原理，通过建设轨道交通可以有效解决，拥堵这一主要矛盾，以及次要汽车尾气污染，占用空间通过查询相关的绿色交通概念，结合人性化的设计强调邻里与轨道交通融合。城市轨道交通的矛盾主要集中于与城市生态环境的矛盾与可持续发展的思想得矛盾与以人为本的思想的矛盾（乘客乘车的舒适性和周边市民噪声振动低）定义城市生态环境矛盾条件分离 物理和化学参数改变原理， 即城市轨道具有相关的调节温度湿度的作用=绿色植物的景观设计时间分离 机械振动原理 振动能收集噪声振动控制整体与部分分离 利用分割原理，将轨道各成分进行分割分析振动与噪声3.1以人为本矛盾解决措施 3.1.1有砟轨道结构和无砟轨道结构轨道按照其钢轨下面基础形式可以分成有砟轨道结构和无砟轨道结构两种形式，有砟轨道结构具有造价低、施工速度快 、有吸收噪音、维修方便以及弹性好等优点。但是其缺点在于养护维修量大,在城市轨道交通中不可能长时间中断运营维护，况且其在地铁隧道中维护，成本过大且并不经济。因而世界各国在城市轨道中多采用无咋轨道形式，我国现在的包括在建的城市轨道交通也是采用的无咋轨道结构。由于城市轨道大都穿越市区，有的甚至穿越居民区，从运营时间上来讲，轨道的维护一般集中于半夜十二点至凌晨5点之间，此时正是人们休息时间，因而要求城市轨道的维护周期要长，其次噪声要低。通过研究表明，无咋轨道的维护周期要比有咋轨道维护周期长，其次在清理道床的道砟时，相关维护机械的噪声是非常大的，因而综合对于城市居民区的影响，城市轨道交通结构应当选用无咋轨道。3.1.2钢轨的选型重型钢轨使用效果较好，在噪声中也有体现3.2 振动与噪声都以波的形式传播。声波传播能量的方式是依靠动量，而振动能量的传播则考虑物质的移动，在控制技术方面两者也有相似之处。由于振动与噪声密切相关，往往在控制了振动或噪声之后也治理了噪声和振动，减振与降噪效果经常同时出现，因此，本文将其拆分研究，对噪声集中于钢轨的控制，对振动则集中于轨下基础和道床两部分大量研究结果表明，轨道噪声的产生主要源于以下四个方面：（1）轮轨噪声，包括滚动噪声、冲击噪声、摩擦噪声(2)结构噪声(由于轮轨表面相互作用产生的振动通过轨道、桥梁和地基等传递导致桥梁、地下结构、附近建筑墙壁、楼板振动而产生辐射噪声)；(3)车辆动力设备噪声，包括牵引电机、通风机、压缩机受电弓等设备噪声；(4)车辆运行时的空气动力噪声。城市 轨 道 交 通 列 车 运 行 速 度 较 低，一 般时速不超120km，其中百分之70的噪声是由轮轨产生的。所以对于噪声的控制应当集中在轮轨处，轨道结构对轮轨动力噪声的控制可以从两方面入手，其一从振源入手，优化轮轨相互动力作用条件，其二是切断噪声的传播路径。通常采取以下措施3.2.1钢轨 (1)钢轨打磨轮轨噪声是轨道交通噪声的主要来源。由于噪声和振动在5002 500 Hz频率范围内线形相关，且钢轨在此范围内是主要的辐射体，因此有效抑制钢轨振动，减小钢轨的振动加速度和频率，是轨道结构减振降噪的关键。据统计，当钢轨出现深达05 mm以上的波形磨耗时，轮轨噪声迅速增大。 打磨轮轨作用面，减少轮轨作用面的凹凸，消除轮轨作用面的不平顺，使轮轨接触面平滑化，能够有效地降低滚动噪声。 (2)钢轨类型重型化、无缝化重型钢轨受列车的冲击振动相对较小，可有效抑制钢轨的垂向振动。若把50 kgm钢轨改成60 kgm钢轨，钢轨的垂向刚度增加，大约可使列车冲击而发生的振动降低10。 采用无缝线路，以最大限度减少钢轨接头，能够有效地减少轮轨间的冲击力，使列车运行的基本单位阻力减少10一20，减少了脉冲型激扰源， 从而减少了振动和噪声。据欧美国家资料介绍，运营噪声可降低210 dB。（3）噪声辐射屏蔽系统噪声辐射屏蔽系统的主要作用是切断钢轨噪声的传播路径，目前国内外所采用的有安装在钢轨上的噪声屏蔽系统或安装在道床上的近轨声屏障系统（4）阻尼钢轨为了最大限度地减小钢轨腹板振动引起的噪声,在钢轨腹部粘贴了减振橡胶。一般是在钢轨腹部粘上橡胶后再粘上钢板, 来增加振动质量,起到衰减作用。要求使用高阻尼橡胶增大振动衰减作用,达到降噪的目的。这一装置的关键之一是橡胶与钢轨、橡胶与铁板之间要有较好的粘结性。如果粘结界面脱开,减振效果会大大下降。阻尼钢轨方面，国内外使用的阻尼钢轨有（1）金属一橡胶复合阻尼钢轨 (2)自适应(有源/半有源)阻尼钢轨。 (3)电/磁流变液阻尼钢轨。目前国内大量使用的是金属一橡胶复合阻尼钢轨，其技术比较成熟，应当优先考虑使用3.2.2隔振型扣件隔振型扣件在国内外城市轨道交通建设中使用广泛，其种类有几十种之多，本文不一一赘述，选取最常用的三种进行研究，其中有科隆蛋型轨道减振器、Lord(洛德) 扣件和Vanguard(先锋)扣件这三种，一般来讲，扣件的减振效果可以达到5-8db，通过相应的实际应用Vanguard型减振扣件在轨腰腹部采用弹性块对钢轨进行悬撑，可以取得比普通减振扣件更好的减振效果。通过查询资料，三种常用扣件中科隆蛋的使用效果较好3.2.3轨枕下的减振降噪对于轨下基础的选型, 要有利于轨道结构的稳定性, 便于今后的养护维修以及满足环保及降噪等诸多方面的要求。通目前国内城市轨道交通使用的轨枕下减振措施主要是弹性短轨枕整体道床和梯型轨枕整体道床，弹性短轨枕是目前世界上使用最多的减振措施之一减振效果可达8-13db，其中梯型轨枕整体道床近年来在广州、北京等地的使用效果也相当不错。通过下图可以得到梯形轨道减震效果较好，应优先使用3.2.4道床下减振道床下的减振降噪，就目前相关的研究主要是采用浮置板轨道浮置板轨道根据减振器材质的不同，可分为橡胶浮置板轨道和钢弹簧浮置板轨道橡胶浮置板在广州地铁2号线中应用较多,其减振效果理想，但由于以下问题的存在影响了它的进一步推广:(1)橡胶易老化,检修困难;(2)由于横向刚度较低及阻尼较小,列车运行至隔振地段时车内振动噪声明显增大,钢轨内侧磨损加剧;(3)隔振效果1015dB,但固有频率为1520Hz,对于软土地基及低频振源地段隔振效果并不理想。钢弹簧浮置板的减振效果一般比橡胶浮置板要好，它具有如下优