辜小安

(中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081)

京沪高铁是世界上一次建成线路最长、标准最高的高速铁路，是我国集中展示经济实力、科技水平和综合国力的一项重大工程，也是我国重大基础设施建设领域一项最重大的世纪性、历史性宏伟工程。

自1990年开始，铁道部在启动工程预可行性研究阶段，便同步启动京沪高速铁路噪声振动控制技术的研究工作，至2006年工程立项开工建设前，铁道部共立项开展了13项有关高速铁路环境噪声振动建议标准、环境噪声振动源强、环境影响评价、噪声振动控制技术等内容的科研课题，上述研究成果直接应用于京沪高速铁路工程的设计和施工中。

京沪高速铁路工程噪声源控制技术主要包括高速动车组噪声源控制技术、工程结构物噪声源控制技术。本文在分项给出各项噪声源控制技术的应用效果基础上，结合京沪高速铁路工程竣工环境保护验收现场监测结果，给出了京沪高速铁路环境噪声影响状况，为今后我国高速铁路噪声源控制技术提供借鉴。

1 高速动车组噪声源控制技术及其降噪效果［1］

京沪高速铁路工程噪声源控制技术主要包括优化设计了流线型动车组头型、车体平滑化和轻量化，以降低高速列车运行时的空气性动力噪声;对受电弓导流罩、空调机组导流罩进行了改进，使得集电系统区域噪声得到较大改善;研发了高气密性车体和车内隔声、吸声材料的应用，降低了车内噪声水平。

1.1 头车流线型设计

京沪高速铁路采用新一代“和谐号”CRH380型高速动车组。CRH380A动车组采用低阻力流线头型，增加了长细比，车头造型比普通动车组的车头长2.6 m，调整截面积变化率，头部造型平顺化，车体断面形状加大侧顶圆角半径，使头车气动阻力降低 15.4%，气动噪声降低了 7%。CRH380BL动车组头车司机室外部蒙皮流线型结构与头车客室形成统一的整体结构，车头两侧向上、向后延伸的“凹槽”贯穿全车，减小了运行空气阻力约10%。

1.2 转向架优化设计

高速动车组优化了转向架设计参数。CRH380型动车组采用无摇枕转向架，增加了抗侧滚扭杆及抗蛇行减震器，加强了二系悬挂空气弹簧柔度，相对于优化前的转向架系统，车头转向架位置区域产生的气动噪声降低了2.1 dB。

1.3 受电弓罩优化设计

CRH380B动车组使用DSA350型高速受电弓，主动控制低气流扰动双弓受流技术，在受电弓两侧设挡板，在受电弓导流罩、空调机组导流罩等方面加以了改进，导流罩呈箱体形结构，其外表面呈流线型，导流罩前后两端的迎风面大致呈椭球面，受电弓在升弓状态时产生的气动噪声较改进前受电弓产生的气动噪声减小了2.4 dB。

1.4 车内噪声控制技术

动车组车内噪声控制采取了隔声、吸声、阻尼等措施，在不同部位采用了不同的地板隔声阻尼结构。目前在350 km/h运行时，CRH380型车内噪声已低于70 dB(A)。

2 工程结构物噪声源控制技术及其降噪效果［2］

京沪高速铁路线路采用了±1 mm轨距允许偏差、＜2 mm轨道高低和轨向偏允许偏差的轨道铺设控制精度、跨区间无缝钢轨、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构和弹性扣件，以及运营中钢轨的打磨养护，实现了轨道的高平顺性;桥梁采用大体量混凝土箱梁和墩身;路基、桥涵和隧道结构物过渡段采取了刚度过渡措施;增大隧道净空有效面积，隧道进、出口洞门根据隧道长度采取了不同形式的缓冲结构，以降低隧道洞口周围环境的微气压波影响。

2.1 高平顺性轨道设计

京沪高速铁路采用CRTSⅡ型板式无砟轨道在钢轨与轨道板间的扣件系统设置橡胶垫板，路基区段在路基基床表层直接浇注30 cm厚的支承层;桥梁区段轨道板通过砂浆充填层与底座板粘接在一起，底座板通过“两布一膜”与梁面分开。有效降低了钢轨振动传递到路基面和桥梁面的振动，振动功率衰减达99.7%以上。

同时京沪高速铁路在运营中采用钢轨打磨措施，以降低钢轨和车轮表面的粗糙度。京沪高速铁路钢轨顶打磨后，动车组脱轨系数、轮重减载率、横向平稳性、垂向平稳性等动力学相应指标均有不同程度的减小，动车组运行稳定性得到改善。钢轨打磨后可降低噪声3～6 dB(A)。

2.2 采用大体量桥梁结构

京沪高速铁路采用以32 m简支箱梁为主型梁的常用跨度简支梁，具有足够的横向、竖向刚度和良好的动力性能;桥梁墩台采用流线型圆端实体桥墩、双线单圆柱形桥墩、空心墩、矩形双柱墩等型式，桥梁基础根据沿线地质条件采用桩基础、明挖基础和挖井基础。京沪高速铁路桥梁横向振动均以墩梁一体的横向振动为主，桥墩的横向振幅小于0.1 mm。避免了桥梁二次结构噪声影响。

2.3 增大隧道净空有效面积

京沪高速铁路采用有效净空不小于100 m2的隧道断面，相对于日本新干线早期近70 m2的隧道断面，其微气压波对隧道周围环境的噪声影响可减小约1.5 dB。沿线隧道设置缓冲洞口结构后，对微气压波的减缓作用约为10% ～40%。

3 京沪高速铁路环境噪声影响状况［3］

根据《新建北京至上海高速铁路工程竣工环境保护验收调查报告》对京沪高速铁路全线设置的350个监测断面，630个噪声监测点监测结果，京沪高速铁路试运营阶段各区段车流量为63～81对/日时，设置声屏障路段的环境噪声影响状况见表1。

表1 试运营阶段设置声屏障路段环境噪声达标距离(d/m)

4 结论

京沪高速铁路工程在对高速动车组、工程结构物设计施工中采取了多种噪声源控制技术后，取得了良好的应用效果。京沪高速铁路工程竣工环境保护验收现场监测结果表明，京沪高速铁路试运营阶段，在平均车流量及运行速度为300 km/h且设置声屏障条件下，铁路边界噪声和位于4类区的敏感点噪声影响均可达到《铁路边界噪声限值》(GB12525—90)和《声环境质量标准》(GB3096—2008)中4类标准要求。

［1］牛瑞．时速486．1km CRH380A再次挑战全球新世纪高速列车［J］．世界轨道交通，2011(1):40 －45．

［2］中国铁道科学研究院．京沪高速铁路综合试验研究［R］．2011．

［3］环境保护部环境工程评估中心，中国铁道科学研究院．新建北京至上海高速铁路工程竣工环境保护验收调查报告［R］．2011．