基于铁路噪声系统的降噪研究.doc

基于铁路噪声系统的降噪研究骆 敏（成都市新筑路桥机械股份有限公司）【摘要】：铁路噪声主要来源于轮轨、空气动力、集电系统、结构物，为铁路噪声采取多功能遮板与金属式相结合的方式具有降噪效果好、经久耐用、环保美观、拆装方便等特点。结合相关实例进行分析研究，介绍了多功能遮板与金属式声屏障的设计、应用及效果。【关键词】：铁路噪声；降噪；多功能遮板；金属式声屏障中图分类号：TB53 文献标识码：ABased on Railway Noise Reduction System of researchLuoMin(Railway Traffic Equipment Department )【Abstract】：Railway noise comes mainly from wheel and rail, air force, collector systems, structures, railway noise, multi-functional shutters and take a combination of metal style with a good noise reduction, durability, environmental protection and beautiful, easy disassembly, etc. Combined with analysis of relevant examples, introduces the multi-functional shutters and metal type sound barrier design, application and effect.【Keywords】：Railway noise; Noise reduction; Multi-cover plate; Metal type sound barrier1、 前言近年来，铁路交通迅速发展，铁路建设对环境的破坏问题也越来越受到重视，特别是客运专线的诞生，对铁路环境提出了更高的要求，以往铁路的降噪方案一般采取声屏障和隔声窗两种形式，随着铁路的高速发展和人们对噪声治理要求的提高，以及无砟轨道板的大量应用，单一的降噪方案不能满足人们的要求，必须采取多元化的降噪方案，本文介绍的是多功能遮板与金属式吸隔声屏障复合形式。2、铁路噪声系统列车在运行过程中所辐射的噪声是由各种不同类型的噪声组合而成的。可以按噪声产生的机理及噪声产生的部位对铁路噪声进行分类识别1。按发生部位的不同，如图1所示，可以分成以下四类：图1 声源解析示意图轮轨噪声轮轨系统在轮轨表面粗糙度激励下，引起轮轨系统振动而发出的噪声。主要是指车轮通过钢轨轨缝、道岔以及檫伤后的车轮在钢轨上滚动时产生的冲击声，车轮与钢轨粗燥的接触面相互作用后所产生的轮轨震动轰鸣声，以及车轮通过曲线时轮缘挤压外轨以及内侧车轮踏面在钢轨上滑动所产生的摩擦噪声。轮轨噪声以中高频噪声为主，主要频率范围大约为400Hz-4000Hz。空气动力噪声空气动力噪声主要指车体表面及其附属物附近的气流发出的噪声。气流遇到物体就会产生涡流，随时间变化的涡流会发出强烈的高频噪声。集电系统噪声集电噪声主要来自受电弓沿接触网导线滑动而引发的机械滑动声、受电弓离线时产生的电弧放电噪声(拉弧声)、整个受电弓与导线滑动过程中产生的风切声。建筑和机械噪声轮轨振动向下传递到桥梁结构、线路附近的建筑等结构物，形成二次辐射噪声源，以及列车传动机构、冷却风机及气流等噪声。铁路列车运行时产生的总噪声级, 由以上几种噪声叠加而成, 在不同的列车速度和不同的减振降噪措施条件下, 上述几项影响的程度是不一样的。一般列车速度在240 km/h 以下时, 轮轨噪声对沿线环境的影响较大, 列车速度在240 km/h 以上时, 空气动力噪声和集电系统噪声增大, 与轮轨噪声共同成为主要声源。当运行速度不同时, 上述各噪声对总声级的贡献呈动态变化。日本新干线试验研究表明: 当列车速度低于240 km/h 时, 轮轨噪声为主要声源, 约占噪声能量的40%, 当列车速度达到300km/h 时, 轮轨噪声与空气动力噪声源各占30%左右。3、多功能遮板与金属式声屏障设计3.1隔声原理声波在传播过程中，遇到隔声屏障时，就会发生反射、透射和绕射三种现象。通常认为屏障能够阻止直达声的传播，并使绕射声有足够的衰减，而透射声的影响可以忽略不计。因此，隔声屏障的隔声效果一般可采用减噪量表示，它反映了隔声屏障上述两种屏蔽透声的本领。在声源和接收点之间插入一个隔声屏障，设屏障无限长，声波只能从屏障上方绕射过去，而在其后形成一个声影区，就像光线被物体遮挡形成一个阴影那样。在这个声影区内(如图1所示)，可以感到噪声明显地减弱了，这就是隔声屏障的减噪效果2。声影区RS直线路径径绕射路径(b)声波绕射路径图2 声影区示意图3.2多功能遮板设计其多功能遮板的设计采用了弧形结构，同时在遮板内壁贴有吸隔声板，吸隔声板与遮板采用膨胀螺栓连接，并使用特殊胶水进行粘接，保证其牢固度。在多功能遮板的上方预埋地脚螺栓，保证其上方金属式声屏障的连接。多功能遮板替代普通遮板与人行道栏杆，同时具有降噪、挡风、遮光、防护等作用，如图3所示3。 图3 多功能遮板3.3金属式声屏障设计 金属式声屏障是按照铁路工程建设通用参考图，在充分考虑结构耐久性和抗疲劳的前提下，按照技术先进、安全可靠、经济合理、简洁美观、易于实施和提高结构安全性而设计的。面板与背板采用铝镁合金材料，面板为微孔型，背板为加筋型。面板与背板采用扣合的方式，端部采用封头板结构与立柱相连接。在面板与背板扣合的空腔内安装具有吸隔声功能的组件，包括憎水布、岩棉或超细玻璃棉、高强支撑板，其吸声组件采用上下扣件固定在面板与背板扣合的空腔内。其具体结构及安装如图4所示。金属单元板经过铁道部产品质量监督检验中心和国家建筑材料测试中心的检验，各项指标均为合格，吸声系数达到0.9（要求为0.6），隔声量36（要求25dB），疲劳408万次未出现撕裂、破损现象4。 图4 金属式声屏障4、声屏障典型案例 以成都-都江堰城际快铁为例，该铁路是作为灾后重建的第一个重大项目，该线路安装了多功能遮板与金属插板式声屏障的混合结构。该线的总体设计引入了景观设计的理念，将人文景观、环境生态、城市特色与工程构造融为一体，不仅降低了运营后对两侧居民的噪声影响，而且增强了线路的美观，使成灌线真正成为了一条环保线、风景线，工程应用如图5所示。图5 成灌线应用图5、结束语 本文介绍了基于铁路噪声系统的降噪研究，通过多功能遮板和金属式声屏障的吸隔声效果能有效的抑制噪声的传播，特别针对于轮轨和空气动力噪声。同时，该声屏障具体很好的抗疲劳性、美观性及通用性，在一般地区和台风地区铁路时速350Km/h及其以下均可使用，该多功能遮板与金属式声屏障可以批量产品化，具有广泛的应用前景。【参考文献】1 马大猷. 噪声