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關于高速鐵路列車聲屏障降噪的研究

時間:2018-03-29 15:49:22 瀏覽:次
內容摘要:我國社會經濟水平的不斷發展,鐵路運輸呈現緊張狀態。為了解決鐵路運輸運力的運量不足問題,我國鐵路的第六次提速已準備就緒。但是,隨著列車速度的提升,噪音也相應的越來越大。為此需要采取一系列措施,來有效地降...

我國社會經濟水平的不斷發展,鐵路運輸呈現緊張狀態。為了解決鐵路運輸運力的運量不足問題,我國鐵路的第六次提速已準備就緒。但是,隨著列車速度的提升,噪音也相應的越來越大。為此需要采取一系列措施,來有效地降低提速列車運行時產生的噪聲。目前列車降噪已經是列車技術發達國家十分重視的研究方向。

隨著近幾年我國鐵路事業的飛速發展,特別是高速鐵路的發展,讓我國的軌道交通上升到一個新的層次。高速鐵路給人們出行帶來了方便,快捷舒適的,但同時鐵路的噪聲給周圍環境的影響也不可忽視,特別是高速鐵路。除了普通鐵路的由于輪軌間不平順激發輪軌系統產生振動激發的噪聲以外,高速鐵路還包括氣動噪聲,隨著速度的增加,輪軌噪聲和氣動噪聲顯著的增加,但其所占的比例開始變化,在某一個臨界速度,氣動噪聲又開始占主導。

高速鐵路的噪聲源產生機理復雜,分布在列車的各個部位。但同時又是研究列車對周圍環境影響的主要因素,因此,解決此問題顯得尤為重要。本文主要從聲屏障降噪方面來研究和解決列車的噪聲影響。

一、噪音的種類及產生原因:

軌噪聲,空氣阻力噪聲,集電系噪聲是列車噪聲的主要種類。輪軌噪聲包括鋼軌與車輪間發生受迫振動產生的滾動轟鳴聲;車輪經過鋼軌接縫處或其他不連續部位(轍岔)時產生的沖擊聲;列車通過彎道時車輪強烈擠壓外軌的摩擦和車輪在鋼軌面上蠕滑產生的尖叫聲。

二、聲屏障降噪的原理:

聲屏障是一種專門設計的立于噪聲源和受聲點之間的聲學障板,它通常時針對某一特定聲源和特定保護位置(或區域)設計的。

聲屏障的降噪效果用插入損失表示。定義為在保持噪聲源,地形地貌,地面

和氣象條件不變情況下,安裝聲屏障前后在某特定位置上的聲壓級之差。

當噪聲源發出的聲波遇到聲屏障時,它將沿著三條路徑傳播:一部分越過聲屏障頂端和兩側繞射到達受聲點;一部分穿透聲屏障到達受聲點;一部分在聲屏障壁面上產生反射。聲屏障的插入損失主要取決于聲源發出的聲波沿這三條路徑傳播的聲能分配。

當聲屏障隔聲量足夠大時,聲屏障插入損失主要由繞射聲的衰減值△Ld決定。對于點聲源,無限長聲屏障,繞射聲的衰減值為

在聲屏障的聲影區,可獲5~24dB(A)降噪量。

實際應用的聲屏障主要是線聲源,對于線聲源,無限長聲屏障,繞射聲的衰減值為:線聲源的距離衰減規律

聲屏障的插入損失還應考慮屏障的透射損失,地面障礙物,地面吸聲等的影響。

三、聲屏障設計:

在結構的設計上,本小組決定使用整體混凝土聲屏障的鋼筋混凝土單元板結構。該結構耐久性好,堅固、牢靠、建造及維修費用低,相比金屬聲屏障有較大優勢。在吸聲層的吸聲材料上采用輕質多孔的吸聲材料:陶瓷顆粒。一方面是其質量小而且抗壓強度大,可減少聲屏障的負擔,一方面其價格便宜且適合大規模投產。

傳統的聲屏障是豎立在道路邊緣的平面反射型障板。它的降噪量為10dB左右,聲屏障的高度每增加1M可帶來1L增加1.5dB(A)的效益,但是這樣做的卻會帶來以下的影響:

(1)道路兩側居民居住光線不足。

(2)司機的視線受到遮蔽,易形成視覺疲勞。

(3)屏障加高其重量越高,基礎需要加固,隨之造價升高,安裝難度也越大。

(4)越高其承受的風力越大,越容易損壞。

考慮到無限長鐵路聲屏障在某些情況下無法實現,因此,我們決定將聲屏障的外形設計成拱形圓頂的吸聲圓管式外形。吸聲圓管能有效的減少聲屏障的高度,而圓形拱頂能防止噪聲越過聲屏障頂部傳達到受聲點,從而阻斷了聲音從聲源到達受聲點的途徑之一。

此設計的缺點在于由于頂部有吸聲材料,所以必須設有防風,防雨和不易彎曲的保護材料,以增加它的耐久性和抵御交通事故的能力。而且需要考慮列車在進入聲屏障時空氣壓縮對屏障結構影響。在聲屏障內且需要設置照明裝置。所以其建造成本會略有上升。但在考慮到聲屏障只是在部分區間內設置,所以該設計有其一定的可行性。

四、總結:

隨著高速鐵路在我國的發展,高鐵噪音污染的危害將越來越嚴重,減少噪音污染刻不容緩。在高速鐵路旁建立聲屏障無疑是最簡單的、最有效的方法。它外形美觀大方,制作精致,運輸、安裝方便,造價低,使用壽命長,特別適用于高架高速道路和城市輕軌、地鐵的防噪聲使用,是現代化城市最理想的隔聲降噪設施。

關鍵詞:
網址:/index.php?m=&c=News&a=show&id=108
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