淺析建設輕軌對城市環境的影響
摘 要：城市輕軌在大城市迅速發展的同時，必然對城市環境帶來負面影響，如何有效減少和解決負面影響就顯得尤為重要。本文主要分析了輕軌產生噪聲、振動原因以及對周圍環境的影響特征，闡述了在噪聲、振動、城市景觀的相關防治緩解措施，為輕軌的建設和可持續發展提供決策參考。
關鍵詞：城市輕軌，噪聲，振動，城市景觀，影響
1.引言
近年來，我國的城市輕軌建設獲得了快速發展，截至2010年底，已先后建成并開通運營了48條城軌交通線，運營里程1395公里。目前，又有28座城市得到了國家批準，計劃至2015年前后規劃建設96條軌道交通線路，建設線路總長2500多公里，總投資超過1萬億元，輕軌建設成為 “十二五”期間基礎建設投資的熱點之一。但是,輕軌在各大城市迅速發展的同時，必將對城市環境帶來負面影響，如何有效減少和解決負面影響就顯得尤為重要。
2.輕軌對環境的影響
2.1輕軌噪聲污染
①輪軌噪聲。輪軌噪聲有摩擦噪聲、撞擊噪聲、轟鳴噪聲三種類型。摩擦噪聲，當車輛運行在小半徑曲線線路時，車輪沿曲線鋼軌并非滾動運行，產生局部的橫向滑動，即所謂“卡滯—滑動效應”，結合車輪和軌道的振動響應，形成一種高音調尖嘯;撞擊噪聲，因車輪或鋼軌表面的局部不連續性產生;轟鳴噪聲，由于車輪和鋼軌接觸表面局部小面積粗糙造成，輪軌接觸區域越大，所產生的轟鳴噪聲就越少，當轟鳴噪聲達到定點的頻率時鋼軌將成為主要噪聲源。
②車輛設備噪聲。車輛設備噪聲包括牽引電機噪聲、齒輪箱噪聲、空壓機噪聲、空調制冷設備噪聲、制動噪聲、車輛牽引噪聲、電氣噪聲、受電弓噪聲、車輛運行中空氣動力噪聲、鳴笛噪聲以及門窗等安裝不牢而產生噪聲等，其中以牽引電機噪聲、齒輪箱噪聲和空壓機噪聲為主。
③高架軌道噪聲。當列車行駛于高架鐵路上時，輪軌相互作用所產生的振動通過軌道傳遞給支撐結構，支撐結構將噪聲向周邊地區進行傳播，它比之列車行駛于一般的路堤坡度軌道時所產生的噪聲級要高的多，一般要高20分貝。
④地下鐵道的地面承載噪聲。地下鐵道輪軌間相互作用而產生的振動被傳遞給隧道結構，繼而又傳向周圍的土壤。振動通過土壤再向臨近的建筑物傳播，從而導致地下及墻壁的振動和噪聲向建筑物內房間的第二次輻射，它是一種低頻聲響，就如同外界振動使房間中的窗戶所發出的聲響。
2.2城市軌道振動污染
輕軌的振動污染相對于噪聲污染更為嚴重，也是輕軌對環境污染方面高于常規公共交通系統的一項。
地鐵的相關振動，根據鐵路部門的實測，距線路中心線30m附近的振動可達80dB。地鐵列車通過時，在地面建筑物上引起振動的持續時間大約為10s。在一條線路上，高峰時，兩個方向1h內可通過30對列車或更多，振動作用的持續時間可達到總工作時間的15%～20%。地鐵列車在隧道內高速運行時，距軌道水平距離1.5m處，振級平均值為81dB;2.4m處，振級平均值為71.6dB。同時，地鐵振動影響的范圍在很大程度上還取決于列車通過的速度及隧道的埋深。速度越高，振動干擾越強，影響范圍越大(列車速度每提高一倍，隧道和地面的振動增加4～6dB);埋深越大，影響范圍越小。
高架輕軌的相關振動則呈現以下幾個特點：①輕軌列車振動所引起的地面振動，在某一距離范圍內，隨距離線路的增加而衰減，在達一定距離后會出現反彈增大(約在40～60m間)，但總趨勢是隨距離的增大而逐漸衰減。②輕軌系統橋梁的基礎類型對地面振動的影響非常大。采用樁基時，地面振動的位移、速度、加速度值均比采用平基時小許多，且樁基時，地面振動隨距線路距離的增加而衰減的速度也較平基時大。采用不同的橋梁基礎，沿線建筑不同樓層的振動響應也有所不同。采用淺平基礎時，上面樓層的響應比下面樓層的強烈，采用樁基時各樓層的差別就小得多。③高架橋線路與路基線路相比，環境振動將大幅度降低。距線路中心線30m處的振動強度可降低5～10dB。④高架輕軌的橋梁結構設計應注意避免車橋共振，以減小對系統振動的影響。
2.3輕軌對城市景觀的影響
高架部分的軌道交通對城市景觀往往產生較大影響，主要影響包括下列方面
①對自然景觀的破壞。部分高架線路可能會經過類似于水岸、濕地或者公園等自然景觀。這些景觀點往往也是周邊地區居民休憩、游玩、活動的主要場所，其景觀特征以精致秀麗為主，尺度較小。而高架線路的橋梁形體粗壯有力，尺度龐大，具有人工構造物的結構美和粗獷美其與高架線路橋梁相較而言，兩者之間在尺度、質感和色彩等方面都有較大差異，難以協調。
②對視覺的影響。
高架線路構筑物主要是以水平線條的橋梁和垂直線條的橋柱組成。其中水平方向的橋梁連續貫通，與人和車輛行走中眼睛的移動相順應，具有運動、延伸、增長的意味，有助于視覺環境的簡單化;而垂直線條的橋柱挺拔粗壯，以一定的間隔連續排列，更多的使人產生崇高、緊張、積極的感受，此外，粗壯的橋柱所特有的垂直線條與人慣常的視線移動方向不一致，會對視線起到一定的阻隔作用。從對視覺的影響程度而論，在距橋體5米以內，視覺壓迫感非常大，巨大的
高架橋體直接面對于人，完全充塞于人的視覺范圍內;隨著距離的拉大，其對視線的阻隔作用逐漸降低:而到了75米以外的距離，高架橋梁在人的視野范圍內所占比例相對而言已經相當小了，這時的高架橋梁，更多地扮演著地標性構筑物的角色。此外，高架線路對于陽光的遮擋也相當明顯，而人的視覺感受和生理反應對陽光的變化都極為敏感，在住宅和公共建筑設計規范中，日照系數是一個非常重要的指標。
較早由此產生的負面影響事例發生在19世紀80年代末期，當時的曼哈頓島多條主要大道，由于高架鐵路造成的陰影，使得地上的街道反而成了變相的隧道，影響了人們的正常生活，最終不得不拆除了事。
③色彩原因。相對于周圍環境，由于高架橋梁的巨大體量一一連綿數十公里，使其成為景觀的重要組成部分。因此，橋體的色彩在環境中產生的效果與影響也就不容忽視。目前，在國內軌道交通系統的高架橋體多以混凝土的本色示人，其灰色的外觀進一步加重了橋梁厚重的體量感，使空間氣氛變得沉悶，影響到人的視覺和心理感受。近年來，隨著人們對城市面貌的進一步重視，有些地方開始嘗試著采用以爬藤類植物來圍覆橋柱和橋梁底面的裝飾手法，但由于
日照和空氣灰塵等原因，使植被的生長受到影響，實際產生的美化效果并不理想。
3.防治措施
3.1噪聲防治措施
輕軌的噪聲防治是一項綜合的系統工程，主要應從聲源降噪和傳播途徑降噪兩方面考慮，特殊情況下的沿線環境敏感點應對受聲點加以防護。
①控制噪聲源。噪聲防治應從降低噪聲源著手，盡可能降低列車動力系統噪聲。首先從車輛構造設計上加強防振、吸聲措施，采用阻尼車輪及盤式制動，車輛踏面修整和車輛兩側加設防聲裙等。其次，在軌道及橋梁結構上采取減振降噪措施，如用超長無縫鋼軌代替標準鋼軌，以減少車輪對鋼軌沖擊引起的噪聲和振動;在承臺上設置彈性聚合物砂漿墊層和配有彈性扣件的整體道床，以利于吸收震蕩波。
②控制噪聲傳播途徑。可利用沿線土堤、路塹和其他建筑物作聲屏障，控制聲透射和聲繞射。在隧道、車內及聲屏障靠近聲源的一側采用吸音材料。
③受聲點防護。主要包括拆遷、改變敏感點使用功能、設置通風隔聲窗等。
④調整沿線土地利用區劃。規劃部門可根據噪聲防護距離合理規劃軌道交通沿線的城市用地，避免出現新的噪聲敏感點。
3.2振動防治措施
車輛選型除考慮車輛的動力和機械性能外，重點還應考慮其振動防護措施及振動指標，優先選擇噪聲、振動值低，結構優良的車輛。對軌道結構振動控制主要從鋼軌及線路形式、扣件類型和道床結構三方面進行。設計中可針對不同超標情況采取適當的減振措施使敏感建筑物滿足相應標準要求，對一般減振地段采用重型鋼軌，鋪設無縫線路，采用彈性分開式扣件，軌底下及鐵墊板下均設橡膠墊板;較高減振地段采用彈性短軌枕(即短軌枕用橡膠減振套靴包裹)方案;特殊減振地段采用分離支撐式浮置板結構。
3.3城市景觀緩解措施
輕軌的高架線路是景觀環境的重要組成部分，為緩和高架橋對周圍景觀的沖擊，在橋梁結構除滿足其使用功能外，還應滿足美觀及環境保護的要求，其中箱梁具有截面簡潔、底部平整、線條流暢、景觀效果優良等特點;增加橋體的美感，使其與周圍環境相互協調。
4.結語
輕軌引導著土地資源的利用，帶動著城市形象提升，有形和無形的收益顯著。但是，輕軌發展的同時也帶來相應的問題，如噪聲、振動等，因此設計時應采取一系列預防和減緩措施，有效控制軌道交通項目自身的環境影響。輕軌的建設與環境保護的問題，是我們保持城市交通可持續發展必然要解決好的問題。
參考文獻
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