对无砟轨道吸声板降噪措施效果的评价与分析

对框架型和双块式无砟轨道结构铺设吸声板前后进行了列车辐射噪声测试，结果表明：在距线路中心线3．75m、于轨面1．5m处，框架型板式无砟轨道结构噪声降低约2dB（A），双块式无砟轨道结构降低约1dB（A），该吸声板的吸声系数在315～3150Hz的中高频段有较好的吸声效果，能够有效吸收列车通过时主要分布在500～4000Hz中高频段的辐射噪声能量，具有一定的吸声效果。并对产生不同吸声效果的原因进行了分析。该测试结果可供铁路建设项目环境影响评价参考和借鉴。     

高速铁路吸声板结构参数对声学性能影响研究

研究目的:随着众多高速铁路线路投入运营,沿线噪声污染所引发的环境问题越来越多。对于运营线路,在轨道上设置吸声板可不改变桥梁、路基线路结构且具有一定的降噪效果,这是治理此类噪声污染问题的一个有效思路。在吸声材料的声学性能一定的基础上,通过改变轨道吸声板的结构参数可对其降噪效果产生影响。为此,本文应用SYSNOISE软件建立列车-轨道-吸声板结构的二维边界元模型,研究影响轨道吸声板降噪效果的结构参数。根据高速铁路列车通过时的声源特性选取源强,主要针对轨道吸声板的设置范围、尺寸以及吸声板的表面结构情况等因素,分析其对轮轨区噪声的降噪效果。研究结论:(1)在仅考虑轮轨区噪声的情况下,铺设吸声板对轮轨区噪声的降噪效果约为1～3 dB;(2)增大吸声板安装于轨道板上的厚度以及对吸声板的表面结构进行处理,均可以改善吸声板的降噪效果;(3)铺设表面开槽吸声板所产生的降噪效果较好;(4)在钢轨外侧设置吸声板可以提高吸声板的整体吸声降噪效果;(5)本文计算结果可供轨道降噪措施设计参考。     

桥上无砟轨道橡胶减振垫减振性能试验研究

以成都—都江堰高速铁路工程为背景,通过现场测试试验,研究桥上无砟轨道铺设橡胶减振垫的减振效果.结果表明:铺设橡胶减振垫后,减振垫上钢轨和轨道板的振动略有放大,但影响甚微,而减振垫下底座板、桥梁及地面的振动显著降低,其中底座板的最大振动加速度降低了85％左右;时域内,在距线路中心线0,15和30 m处地面的最大竖向加速度振级均降低了9.5dB左右;频域内,在0～6.3 Hz频段内,橡胶减振垫的减振效果不明显;在8～20 Hz频段内,由于与轨道—桥梁—大地系统本身的自振频率重合,反而放大了地面的振动;在25～100 Hz频段内,减振作用明显,且距线路中心线越远,减振效果越显著,但距线路中心线不同距离处对应最大减振作用的频段和插入损失值不同,0m处最大减振作用出现在31.5 Hz频段,插入损失值为7.8 dB,15和30 m处最大减振作用均出现在40 Hz频段,插入损失值分别为13.6和16.4 dB.可见,橡胶减振垫能够对25 Hz以上频段的振动起减振作用.     

无砟轨道聚合微粒吸声板研究

分析聚合微粒吸声材料特性,采用阻抗管试验研究吸声板厚度、材料颗粒大小、空腔设置对吸声系数的影响规律,确定聚合微粒材料的关键参数,首次采用聚合微粒材料研发一种无砟轨道降噪吸声板并确定其几何尺寸、表面设计及强度设计。提出采用拱形空腔提高吸声板的承载力且拓展其吸声频段;通过配置纤维钢筋增强吸声板的安全冗余;通过材料与结构的综合设计使吸声板兼具微孔吸声、共振吸声和干涉消声功能,增强了吸声效果。混响室试验表明,吸声板降噪系数为1.0;实车试验结果表明,测试速度为60~170 km/h时距轨道中心线25 m处吸声板降噪4.0~4.4 dB(A),降噪效果显著。     

宽频型迷宫式约束阻尼钢轨降噪特性试验研究

介绍了宽频型迷宫式约束阻尼钢轨的降噪原理,通过现场测试阻尼装置安装前后列车通过高架桥曲线段时车厢内、司机室、高架桥噪声数据,经过A计权声压级处理得出不同测点的降噪效果,以确定高架线路段阻尼钢轨的控制频带范围。测试结果表明:对于车厢内和司机室噪声,800 Hz频率处降噪效果最好,500~3150 Hz频带内有效降噪5.0~7.7 dB(A);对于高架桥环境辐射噪声,2000 Hz频率处降噪效果最好,7.5 m处平均降噪8.4 dB(A),30 m处平均降噪5.2 dB(A)。     

声屏障顶端降噪器在铁路声屏障工程中的应用

结合声屏障顶端降噪器在铁路声屏障工程中的应用,对顶端降噪器的附加降噪效果及其适用范围进行了测试分析研究。根据现场实测结果,A型声屏障顶端降噪器在距离铁路外轨中心线15 m、距地面不同高度(距地面3-9m高)取得了1.3～2.4 dB(A)的附加降噪效果;C型顶端降噪器在距离铁路外轨中心线12.5 m和25m、距地面不同高度处,取得了2.3～2.9 dB(A)的附加降噪效果。顶端降噪器可作为直立式声屏障的重要补强措施,以提高声屏障的总体降噪效果;对有限高要求,直立式声屏障又不能满足降噪效果要求时,可采用顶端降噪器提高声屏障的降噪效果。     

我国铁路声屏障应用效果的评价

在总结我国既有铁路声屏障应用状况基础上 ,探讨性地提出了铁路声屏障的评价方法和应用效果。建议采用列车通过时段的等效声级插入损失值作为铁路声屏障降噪效果的评价量 ,测点位置除应包括各保护目标外 ,还应增加测量距离铁路外侧轨道中心线 30m处 ,距轨面 1 5m高处的声屏障插入损失值 ,以利于统一比较不同场所的声屏障实际降噪效果。按照上述评价方法 ,目前我国铁路已建成的多数 2 5～ 3 5m高的直立吸声式声屏障 ,在铁路边界测点处的降噪效果为 3 6～ 6 5dB(A)。     

轨道交通陶粒混凝土吸声板降噪效果的测试分析

创造低噪声的乘车环境,建立减振降噪环境友好型的地铁站区环境已成为轨道交通建设的发展趋势。测试分析一种陶粒混凝土制作的新型吸音结构HCM型吸声板的降噪效果。试验在北京交通大学轨道减振与振动控制实验室中进行,将吸声板铺设在轨道的钢轨之间,在道床和隧道壁上布置测点,模拟干燥、潮湿、下雨以及潮湿后干燥的工况进行试验测试。分析结果表明:不同测点和工况下,减噪效果都能达到4~5 d BA;频域分析表明,吸声板具有较宽的降噪频段。对于隧道壁测点,吸声板对250 Hz以上频段噪声的降噪效果较优;对于道床测点,吸声板对500 Hz以上频段噪声的降噪效果较好。     

陇海铁路干线西宝段列车噪声通过容量状况调查

目的：了解陇海铁路干线西宝段噪声污染现状和列车通过容量状况,探讨既有铁路干线通过列车数量与噪声污染控制的关系。方法：随机选取陇海铁路干线西宝段距离铁路外轨中心线30m边界处噪声敏感点,测量1h等效连续A声级噪声,同时记录该时间段通过的客车和货车数量,所得数据采用多元线性回归分析。结果：陇海铁路干线西宝段昼间、夜间噪声均未超过70dB（A）;陇海铁路干线西宝段同一地点客车（x1）和货车（z2）数量与铁路外轨中心线30m边界处的1h等效连续A声级噪声（y^^）的多元线性回归方程为y^^=57．843＋0．991x,＋0．963x2,r=0．946,r^2=0．894。结论：陇海铁路干线西宝段昼间、夜间噪声均未超过国家现行标准;陇海铁路干线西宝段列车客车和货车通过容量理论上同一地点每小时最多通过12列。     

高速铁路32m简支箱梁声辐射特性研究

将列车-轨道-桥梁耦合振动理论与声辐射分析边界元法相结合,分析高速铁路32m单箱单室和单箱双室箱梁声辐射特性。结果表明:单箱单室箱梁动力响应均大于单箱双室箱梁,2种截面梁型在10～100Hz范围内振动密集,表现出结构局部振动特性,须采用板单元进行动力分析;箱梁结构噪声以低频为主,分布在小于250Hz频带内,适合采用边界元法求解;各场点声压级在梁底空间变化较小,距离每增加2m,声压级平均降低1.2dB,越靠近地面,声压级衰减越小;各场点声压级随与桥梁中心线距离的增大而减小,距离每增加9m,声压级平均降低3.7dB;距桥梁中心线25m处,各场点声压级随距地面高度增加而减小;行车速度为160～240km/h时,单箱单室箱梁比单箱双室箱梁声压级平均大14.2～4.3dB,速度越高,声压级差别越小。     

高速铁路列车运行噪声特性研究

在对我国高速铁路噪声实测的基础上,分析了我国高速铁路噪声的特性。动车组高速运行时,在桥梁区段峰值均出现在低频段（f=31．5～63Hz）;路基区段的噪声频谱呈宽频特性,在低频段（f=31．5—63Hz）和中高频段（f=500—8000Hz）声能量均较为集中。高速铁路列车辐射噪声随速度的关系式与国外辐射噪声随速度的关系基本一致,当高速动车组运行速度大于300km／h后,轮轨噪声、空气动力噪声和集电系统噪声成为主要声源。高速列车辐射噪声几何衰减基本遵守距离加倍,声级衰减3—4dB（A）的规律。     

铁路全封闭声屏障降噪效果试验研究

直立式声屏障是我国高速铁路噪声控制主要措施,仅在声影区有较好的降噪效果,全封闭声屏障、半封闭声屏障等进一步降低噪声的声屏障类型虽已在城市轨道交通广泛应用,但在铁路应用案例极少,为了保护"小鸟天堂"生态环境,我国深茂铁路于国内首次采用全封闭声屏障,为了分析其降噪效果,采用间接法进行现场测量,结果表明:动车组运行速度不高于132 km/h时,全封闭声屏障可大幅降低列车通过噪声,且不存在声亮区,距线路不同距离、不同高度处,全封闭声屏障降噪效果可达16～18 dB;呈现宽频降噪性能,对于400 Hz以上的噪声,降噪量高达10 dB以上;630 Hz以上降噪效果高达15 dB以上。试验明确了全封闭声屏障降噪特性,为我国高速铁路声屏障选型和优化设计提供参考。     

城市轨道交通支承块式无砟轨道轮轨噪声研究

在已建立的轮轨噪声预测模型STTN的基础上,对城市轨道交通列车在支承块式无砟轨道上运行时的轮轨噪声进行了预测分析,并对城市轨道交通列车在支承块式无砟轨道上运行时产生的轮轨噪声与在有砟轨道上运行时的轮轨噪声进行了比较。列车以70km／h的速度运行时,轮轨噪声主要分布在中心频率约为500—2000Hz的范围内,其中钢轨辐射的主要是中、高频噪声,车轮辐射的主要是高频噪声,而支承块则辐射中、低频噪声。对总噪声贡献最大的是钢轨,而支承块及车轮的贡献几乎可以忽略。轮轨噪声随运行速度的增大而显著增大,其中车轮噪声受运行速度的影响最为显著,钢轨次之,支承块最小;在轨道旁,支承块式无砟轨道轮轨噪声比有砟轨道的大2．8—4．5dB（A）,因此必须采取切实有效措施,将支承块式无砟轨道的轮轨噪声降到有砟轨道的水平甚至更低。     

高速铁路调频约束阻尼钢轨的降噪性能

为研究同时采用约束阻尼降噪和动力吸振2种措施的调频约束阻尼钢轨在高速运营条件下的降噪性能,利用有限元法建立钢轨-吸振器有限元模型,分析了谐振式动力吸振器关键参数对钢轨振动特性的影响,并建立试验段进行实车试验。研究结果表明:谐振式动力吸振器的谐振块质量不宜小于3.0 kg,弹性体弹性模量宜为1.0~3.0 MPa,弹性体阻尼宜为7.5~15.0 kN·s/m;调频约束阻尼系统可在较宽频域内降低钢轨竖向和横向振动,抑制以800~1 400 Hz为主频的高速铁路钢轨振动,在630~1 600 Hz频域降噪效果显著。     

高速铁路宽带复合吸声结构设计

针对高速铁路车外噪声频带宽的特征,设计了一种第1层为铝纤维板、第2层为铝微穿孔板的新型复合吸声结构。通过理论研究和试验测试优化调整其结构参数,利用多模态耦合获得了与以往的共振吸声结构相比更宽频带的高吸声性能。经测试,该结构总厚度为100 mm时,吸声系数在250~5000 Hz频段均不小于0.8,降噪系数为0.92,可覆盖高速铁路环境噪声的主要频率成分;总厚度继续增大,低频吸声系数和降噪系数可进一步提高。所设计的宽带复合吸声结构不仅吸声性能佳,选用的材料还具有良好的耐候性和物理、化学性能,绿色、环保、可回收利用。将其应用于我国高速铁路噪声控制工程,有助于推动我国绿色铁路建设。     

基于TLS-ESPRIT算法的电气化铁路谐波检测

将TLS-ESPRIT算法引入到电气化铁路谐波检测中。推导了算法原理,引入算法评价指标,给出了详细的计算步骤。仿真测试表明:在合适的采样频率和时间窗长度下,TLS-ESPRIT算法能准确辨识出各谐波、间谐波模式,具有较高的频率分辨率(能分辨出频差为0.02Hz的谐波)。为电气化铁路谐波治理奠定了基础。     

高速铁路隧道壁吸声材料降噪效果仿真分析

应用SYSNOISE软件建立列车-隧道-隧道内壁吸音板结构的二维边界元模型,研究隧道内壁吸声结构不同铺设方案下的降噪效果。根据高速铁路列车通过时隧道内壁吸声结构不同铺设面积、铺设位置等因素,分析其对列车通过时噪声的降噪效果,并综合考虑工程经济性等因素,计算4个较为典型的隧道内壁吸声结构的铺设方案。计算结果表明:在隧道内壁全部铺设吸声材料的情况下,铺设隧道吸声结构对隧道内声压级的降噪效果约为14.3dB。随着隧道内壁吸声材料铺设面积的增加,隧道内的降噪效果越好。在计算选取的4个方案中,内壁整体铺设方案降噪效果最佳,内壁部分铺设方案降噪效果最差,两者的组合方案降噪效果适中,实际工程应用中应综合各方面因素对降噪方案进行选取。     

高速铁路高架车站候车厅声学环境要求的研究

基于我国高速铁路高架车站候车厅声学环境现场试验数据,参考国内外相关标准,通过技术可行性分析,提出我国高速铁路高架车站候车厅声学环境要求的4项评价指标:受高速列车运行噪声影响的小时等效声级(LAeq,1h)、列车通过暴露声级(TEL)、候车厅内500Hz混响时间(T60,500Hz)和扩声系统语言传输指数(STIPA)。每项评价指标又划分为允许限值和鼓励限值2个等级;其中,允许限值建立在现阶段技术可控的基础上,它对应于LAeq,1h≤65dB,TEL≤85dB,(T60,500Hz)≤2.5s,STIPA≥0.45;鼓励限值旨在保障旅客候车舒适性,并需通过加强候车厅声学设计、采取噪声控制措施后方可达到,它对应于LAeq,1h≤60dB,TEL≤80dB,(T60,500Hz)≤2.0s,STIPA≥0.55。