Page 56 - 捷運技術 第39期
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50 陳誠源 漫談捷運軌道噪音振動
效果頻譜圖,俾供預測分析引用,【凌建勳,民86】【Crockett,2003】【Nelson,1987】
【Saurenman,2006】【WIA,1983】。
表12為臺北捷運FE-31所列舉二種軌道型式之減振效果,一旦前述六、(三)、3式
(25)分析結果,La若高於振動容許位準,屆時則需改用較軟基鈑或使用浮動式道床軌道。
表12 各型軌道的減振效果 (dB)
頻率(Hz)
軌道型式
4 8 16 31.5 63 125 250 500
K=13KN/mm基鈑軌道 0 0 -1 -3 7 7 7 10
浮動式道床軌道 (FST) 5 6 1 12 20 20 22 25
附註:相對於K=30KN/mm之無道碴道床軌道的減振效果。
2. 特殊軌區
特殊軌區因岔心處軌距線不連續而形成有害空間,列車行經該處會有衝擊效應,不僅縮
短電聯車與軌道相關元件之使用年限,噪音振動至少比其它位置增加10dB,故常為民眾抱
怨之對象。常見減振措施包括使用較軟的彈性基鈑、浮動式道床軌道、將固定式岔心改成可
動式岔心、移動或取消特殊軌區等。其中使用較軟的彈性基鈑,其減振效果有限;至於浮動
式道床軌道雖可大幅降低振動位準,惟屬被動式的減振措施,建造成本高,遠不如可動式岔
心直接消除有害空間來得經濟有效且一勞永逸。
岔心是指不同股軌道之鋼軌交叉處,傳統固定式岔心為提供列車輪緣順利通過,而將交
叉處前後之鋼軌作適當中斷,因而造成軌距線不連續現象;可動式岔心則利用增設的轉轍器
移動鼻軌或翼軌,以消除有害空間。可動式岔心為高速鐵路的標準配備,但捷運系統則因班
距短,增設的轉轍器作動可動式岔心,將影響系統的可靠度,故僅限於極少系統使用。可預
期民眾對噪音振動的要求將日趨嚴苛,若無法移動或取消特殊軌區,可動式岔心將比浮動式
道床軌道更經濟且有效改善特殊軌區的噪音振動問題。
3. 養護維修
維修是最好的減振措施,但前提是系統新建之初的振動標準可符合需求,否則期望以維
修手段解決新工遺留的振動問題是緣木求魚。
雖然臺北捷運的行車速率不高,但各項軌道結構均採高標準設計與施工,惟因系統受限
於道路路型及用地範圍,小半徑曲線的使用是不可避免的,惟易發生鋼軌波狀磨耗現象,波
狀磨耗的發生不僅大幅增加振動噪音位準達10dB以上,長期結果,將縮短電聯車與軌道相
關元件的使用年限。目前處理鋼軌波狀磨耗仍局限在磨軌一途,磨軌是最直接而有效改善波
狀磨耗,但卻無法達到根治的目的。
波狀磨耗為週期性的行為所致,若能確定波狀磨耗成因的主要頻率,對預防或減緩波狀
磨耗的發生將有很大助益。至於尋找波狀磨耗成因的主要頻率,可利用實測值先建立沿鋼軌
縱軸的位置與波狀磨耗關係曲線,經引入行車速率,轉換為時間與波狀磨耗關係曲線(即波
狀磨耗時域圖)【Ruiten,1988】,後續比照噪音振動量測數據的處理方式,以Fourier轉換
及頻帶處理分別建立波狀磨耗頻譜圖及頻帶圖,則波狀磨耗成因的主要頻率應可確定,屆時
再比對電聯車或軌道的特性頻率,設法將造成波狀磨耗的特性頻率予以改善,如此係較有系
統的處理鋼軌波狀磨耗問題。