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捷運技術半年刊 第46期 77
2000】【Périard, 1998】。
C. 輪緣磨擦:若兩接觸面光滑(磨擦係數低),不易因磨擦而發出聲音;如果接
觸表面粗糙度不一,則可耳聞物體磨擦產生的尖銳聲音。人耳聽到物體發出聲
音,一定是物體擾動週遭空氣所引起,因此,輪緣磨擦之所以發生尖銳聲音,
基本上仍是接觸表面粗糙度,而引起車輪面外運動為主。
(2) 鋼軌
列車在鋼軌上運行,鋼軌輻射噪音的行為包括垂向運動、橫向彎曲(包括對
水平軸橫向彎曲與對垂直軸橫向彎曲)與磨擦振動等。
A. 垂向運動:鋼軌視同剛體運動,其共振頻率受鋼軌墊片或基鈑的垂向勁度影
響。當垂向勁度高時,輪軌振動傳至軌道承託系統的振動量高,軌道減振效果
不佳,相對地,鋼軌振幅小,幅射噪音頻率高;反之,當垂向勁度低時,輪軌
振動傳至軌道承託系統的振動量小,軌道減振效果佳,相對地,鋼軌振幅大,
幅射噪音頻率低。臺北捷運系統高運量軌道是使用彈性基鈑,列車行駛之鋼軌
垂向共振頻率介於40~50Hz之間。
B. 橫向彎曲:鋼軌易受彎變形,而輻射噪音。因軌道垂向勁度與扣件的存在,
會影響該項彎曲變形,而形成所謂Pinned-pinned mode。臺北捷運系統高運量
軌道使用UIC 60鋼軌,扣件間距為75cm,鋼軌橫向彎曲對垂直軸與對水平軸
的第1振動模態分別為333Hz與731Hz、第2振動模態分別為1107Hz與2100Hz
【Shyu, etc., 2002】。由於輪軌作用力主要來自垂向負荷,因此,對水平軸橫
向彎曲的第1、2振動模態731Hz、2100Hz,將是鋼軌輻射噪音的主控頻率。
C. 磨擦振動:如前述輪緣磨擦,肇因於輪軌接觸表面粗糙度,引起鋼軌橫向彎曲
振動輻射噪音。
(三) 噪音與行車速率
在擬定減噪措施,需先確定峰值頻率及其噪音來源,以免事倍功半,甚至出現不具任
何成效的窘境。顧客對捷運噪音抱怨的主控音源未必相同,主控音源亦會隨行車速率而改
變。以捷運最大行車速率80km/hr為例,當車速倍增時,齒輪、輪軌與馬達噪音分別增加
3dB(A)、9dB(A)與18dB(A),最大音量則增加10dB(A),若採靜音馬達,最大音量約增加
7.5dB(A)【Remington, 1979】。列車低速行駛時,齒輪噪音為主控音源,當速率提高時,會
轉移至輪軌噪音或馬達噪音,一旦高速行駛時,馬達噪音將成為主控音源。
(四) 音源與受體距離
噪音可視同音源的能量向外傳播,聲音將隨傳播距離而衰減,當頻率越高時,衰減速
率越快;頻率越低時,衰減速率越慢。因此,受體(如駕駛員、乘客、沿線居民等顧客)
與噪音音源的距離不同,所顯現的主控音源未必相同,此將影響減噪措施的選用,及受體
主觀認定減噪措施的成效。運行中的捷運列車可視為線音源處理,距離倍增,噪音衰減3~
6dB(A),分析時常取中間值4.5dB(A)估算。假設聲音在空氣中的傳播速率是固定,且聲波每
振動一週期所損耗的能量比率亦相同,則在討論不同頻率的噪音隨距離衰減的特性,可將頻
率比照能量處理,因此,頻率倍增,在相同傳播距離下,高頻比低頻將多衰減3dB(A)。
三、捷運噪音管制標準
捷運噪音管制標準包含有四個面向,分別為環保署所頒布的『陸上運輸系統管制標