列车低速通过道岔产生的噪声分析

    随着我国建设用地的日趋紧张,不少住宅都修建在铁路车站附近,列车运行产生的环境噪声对周围居民的生产生活带来一定影响。根据铁路站场线路特点,站场附近噪声源主要来源于列车低速通过咽喉区道岔时产生的噪声。随着铁路第6次大提速的成功,列车车流密度大大提高,车站站场尤其是咽喉区噪声对附近居民的影响也随之变大。因此,研究铁路站场咽喉区段环境噪声变化特性,掌握其产生、传播机理,对从根本上改善车站周围声环境质量有着重要的现实意义。同时,这一研究也可为铁路道岔结构设计的改进提供技术参考。

    1 道岔的基本结构及工作原理

    铁路道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备,是轨道的重要组成部分。

    我国道岔种类、型号众多,直至70年代末期我国道岔才逐步有了统一的标准、型号。目前我国常见的道岔有9号道岔、12号道岔、18号道岔等。随着铁路的不断提速,出现了30号及更大号的道岔。道岔号表示的是道岔辙叉角的余切值,辙叉角越小,其余切值就越大,导曲线半径也越大,列车侧线通过道岔时就越平稳,允许过岔速度也就越高。所以在条件允许的情况下,采用大号道岔对于列车运行是有利的。

   道岔的基本结构包括转辙器、辙叉、护轨和连接部分。具体见图1。

    道岔按辙叉类型又可分为固定道岔和可动心轨道岔两类。可动心轨道岔与固定道岔相比消除了有害空间,而且不用设置护轨,减少了列车通过时脱轨的可能性,这从结构上决定了可动心轨道岔可以有更高的过岔速度,而且在通过道岔时列车更加平稳。

    列车通过道岔时是通过尖轨及导曲线轨为列车提供垂直与曲线切线方向的推力,使列车的运行方向发生改变。因此列车轮缘与尖轨及导曲线轨之间必然存在水平方向的压力[1],见图2。

    为防止尖轨薄弱部分提前受力,尖轨尖端比基本轨顶面低,尖轨尖端藏于基本轨轨头以内,且与基本轨轨头下腭间有一定间隙,随着尖轨顶面的升高,逐渐与基本轨一同承受列车轮载,随着尖轨断面加宽,车轮与基本轨间的轮轨接触点逐渐向尖轨方向移动,轮载逐渐过渡至尖轨上,使列车按导曲线轨方向运动,完成变换轨道过程[1]。

    2 噪声测量数据分析

    本次研究数据来源于车流密度较大,线路情况稳定的北京站和双桥站的实测值。

    测量点位布设在咽喉区距离轨道中心线3 m处的道岔区段,同时在直线区段设置一个同步测量点。