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)。     

400 km/h高速铁路直立式声屏障降噪效果及安全性研究

开展400 km/h高速铁路噪声影响研究是践行“交通强国”战略的有力举措。为研究400 km/h高速铁路噪声特性及辐射源强,获取现有直立式声屏障在速度400 km/h条件下降噪效果及适应性,采用有限元模型进行仿真计算,模拟计算400 km/h高速铁路噪声源强并进行组成分析,对高速铁路通用的直立式声屏障降噪效果、耐久性、安全性等进行分析研究,对目前直立式声屏障适应性提出实施建议。研究表明：高速列车以速度400 km/h运行时,距离铁路外轨中心线25 m、轨上3.5 m处,桥梁段总声级为97.8 dB (A),路基段总声级为96.7 dB (A),气动噪声大于轮轨噪声;提出现有直立式声屏障在速度400 km/h条件下插入损失为2.7～8.9 dB (A);在安全方面,提出立柱底部螺栓养护年限;针对目前铁路直立式声屏障通用图适用性进行分析,提出结构安全优化建议。研究结果可指导400 km/h高速铁路噪声影响分析及直立式声屏障设计工作。     

基于Cadna/A的高速铁路单侧高层住宅声屏障降噪效果研究

高速铁路引入城区时,不可避免地对沿线的声环境敏感点尤其是高层住宅造成影响。为掌握高速铁路对高层住宅的噪声影响特点,指导工程设计采取可行的降噪措施,基于Cadna/A软件,建立西延高铁与某处声环境敏感点的噪声影响预测模型,以距离铁路20 m处的高层住宅为重点研究对象,预测西延高铁运营对该高层住宅的噪声影响,分别模拟3,10 m高直立式声屏障和半封闭声屏障的降噪效果。结果表明:在一定工况条件下,路基轨面以上5.5 m处,铁路噪声影响达到最大;3 m高直立式声屏障对敏感点地面至轨面以上2.5 m降噪效果明显,10 m高声屏障对高于轨面29.5 m的楼层降噪效果有限,半封闭声屏障对各层降噪效果明显,采取半封闭声屏障可确保该高层住宅噪声影响达标。     

重载铁路声屏障降噪效果试验分析

测试列车通过一重载铁路路基区段时声屏障的插入损失值,分析不同牵引质量(5 000,8 000,12 000 t)和不同试验列车速度(60~100 km/h)3种声屏障的降噪效果和插入损失的频域特性。对首次在重载铁路中应用顶端降噪技术的干涉型声屏障的降噪效果进行了测试与分析。结果表明:声屏障的插入损失随列车速度的增加总体上呈减小的趋势;高声屏障高度由3.0 m增加至4.5 m,插入损失增加4.0 d B(A)以上;声屏障加装顶端降噪器,插入损失增加2.0 d B(A)以上;声屏障顶端降噪器对中低频噪声降噪效果显著,可有效提高声屏障工程总体降噪效果。     

高速铁路不同高度声屏障的降噪效果分析

为探究不同高度声屏障对高速铁路噪声的降噪效果,采用有限元软件ANSYS并参照武广高铁相关试验段建立声屏障降噪模型。采用声学分析软件SYSNOISE仿真研究3,4,5和6m这4种不同高度直立型反射声屏障的降噪效果。结果表明:在与声屏障法线方向平行且距离轨面1.5和3.5m高的平面内,声屏障高度从3m增加到4m对降噪效果的提高有限,再从4m增加到5m降噪效果显著提高,而声屏障高度超过5m后对降噪效果的继续提高也不明显;在与声屏障法线方向垂直且距离轨道中心线30m的平面内,随着声屏障高度的增加,在距地面15m高以下区域,声屏障高度的变化对噪声级影响较大,但超过此范围影响不大。噪声衰减与声屏障高度并非简单的线性关系,在同时考虑降噪需要和声屏障成本的情况下,高速铁路路基区段声屏障的合适高度为4~5m。     

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。     

市域铁路声屏障设置研究

市域铁路噪声影响突出,需要采取有效的噪声防治措施,声屏障作为主动控制措施,一直被广泛采用。基于市域铁路的特点和运行速度,结合市域铁路成灌线测试数据的分析,从声源特性、声屏障设置原则及声学设计、结构形式等方面对市域铁路声屏障设置开展研究。指出:(1)市域铁路声源主要为轮轨噪声,噪声频谱呈宽频特性,桥梁、路堤区段在低频段和中高频段声能量均较为集中,桥梁二次结构噪声影响不能忽视,声屏障的设置应与桥梁结构减振降噪协同开展。(2)市域铁路声屏障声学设计时,评价时间内不能简单地将铁路噪声源视为无限长线声源,建议直立式声屏障附加长度取值为50~70m。(3)市域铁路列车脉动风压对声屏障结构选型影响较小,应加快对直立式声屏障顶部变化型、顶端降噪器的研制。     

声屏障顶端降噪器研究进展

声屏障顶端降噪器通过其特有的声学结构,降低声屏障绕射声的影响,是直立式声屏障重要而必要的补充,以便提高声屏障的总体降噪效果。对声屏障顶端降噪器的降噪原理进行了分析,对目前国内外声屏障顶端降噪器的研究现状进行了介绍。     

干涉型声屏障结构的研究

干涉型声屏障基于声波干涉消声原理并依据铁路噪声源特点设计制造而成。声学模型试验测试结果表明,干涉装置的降噪作用主要体现在位于声影区和亮区之间的过渡区域(亦称灰色区域),干涉装置附加降噪效果为3.0～5.6dB,与同高度的直立形声屏障相比,降噪效果提高2.0～3.2dB。与其它顶部吸声体相比,干涉型声屏障更适宜于控制铁路噪声。因此,在铁路噪声控制工程中具有良好的应用前景。     

吸声材料布局对铁路声屏障降噪效果影响研究

为研究吸声材料布局对铁路声屏障降噪效果的影响,以3 m直立型声屏障为研究对象,通过有限元和声学边界元相结合的方法进行建模,分析6种非全吸声屏体布局声屏障的降噪效果,并与全吸声和全反射型声屏障进行对比分析。结果表明：吸声屏体在上部、中部、下部分别对高频(1 000 Hz左右)、中频(630～800 Hz)和低频(100～500 Hz)噪声的插入损失影响较大;在水平方向上,随着下部吸声屏体面积增加,声屏障总的插入损失逐渐增大,声屏障下部屏体2 m范围内吸声对插入损失的改善起主要作用;竖直方向上,受声点7.5 m以上时,声屏障中上部屏体1.5～2.25 m范围内吸声对插入损失的改善起主要作用;随着距离增加,非全吸声屏板布局与全吸声、全反射布局之间的降噪效果差值逐渐变小。当受声点高度为1.5 m,距离声屏障2 m时,非全布局与全吸声和全反射工况的降噪效果相差8.6 dB(A),距离20 m位置时相差2.6 dB(A),距离30 m位置时相差为1.1dB(A)。     

芜湖至火龙岗左绕行线声屏障工程降噪效果调查

目前尚无铁路声屏障声学设计和测量规范。用插入损失法对芜湖至火龙岗左绕行线声屏障工程降噪效果进行了测量及评价。监测结果表明,该声屏障工程取得了明显的降噪效果,达到设计要求。     

新干线Y型声屏障的降噪效果

介绍了在Y型形状基础上,组合吸声材料、声管制作的Y型声屏障的基本结构、隔声性能等,根据模型试验推断了其降噪效果。     

既有铁路声屏障设计问题与研究

结合朔州至黄骅港铁路噪声治理工程设计,针对既有桥梁、路基等不同敏感点处增设声屏障产生的问题提出设计方案,解决了桥上增设声屏障后与人行步道护栏、外部电缆槽管理维修、避车台梁缝伸缩及下部基础连接等一系列干扰问题;解决了路基段增设声屏障后与地下较大障碍物干扰及路基处人工挖孔桩成孔困难等问题。采取声屏障治理措施后,沿线铁路运输环境得以改善,不同距离敏感点的声级值昼间平均为47.3~54.7 dB(A),夜间平均为46.7~53.4 dB(A),均满足城市区域环境噪声标准(GB3096—93)4类要求。设计方案也为铁路声屏障工程实施提供借鉴。     

多种吸声型声屏障降噪效果比较

高速铁路所辐射噪声对周围环境的危害通常采用吸声型声屏障来降低。吸声型声屏障降噪效果与吸声材料特性有关。为此选取了3种不同的声屏障吸声材料,利用绕射声衰减的理论计算方法和统计能量法,对比分析不同吸声型声屏障的降噪效果。研究结果表明:不同吸声材料的加入对于声屏障降噪的效果均有一定的影响,相互之间的差值约为5~6dB。     

铁路声屏障风荷载体型系数研究

鉴于现行国家规范对铁路声屏障的风荷载体型系数没有明确的规定,采用CFD流体动力学计算软件、风洞模型测压试验和风洞模型测力试验3种方法,系统研究分析桥梁上、路基上声屏障的风荷载体型系数,比较分析2种不同高度的声屏障设置在线路上风侧、线路两侧和线路下风侧等工况时对其风荷载体型系数的影响.研究结果表明:在计算声屏障风荷载时,如果按照矩形构件的体型系数及风压分布取值,可能会低估声屏障的风荷载数值,声屏障设置的位置对其风荷载体型系数的影响很大,而声屏障的高度对其风荷载体型系数的影响则较小;在对桥梁和路基的声屏障进行结构设计时,建议桥梁声屏障的风荷载体型系数取1.65,路基声屏障的风荷载体型系数取1.99.     

北京市轨道交通房山线工程隔声屏障安装

北京市轨道交通房山线工程1标段声屏障类型主要有直立式和全封闭式2种,均为在高架桥上安装。声屏障安装主要包含钢框架(含立柱、弯梁、檩条、斜拉撑等)安装、吸声隔声板+隔声窗的安装及PC耐力板的安装。其中苏庄大街站前隔声屏障为全封闭式声屏障,由于跨距大(15~23 m),周围环境复杂,不利于安装的客观因素多,在安装难度上创造了同类型声屏障安装的新纪录。重点阐述直立式及全封闭式声屏障的安装方案及研究确定过程,方案成功指导了声屏障的安装,效果及外观等均符合设计要求,方案的成功实施为同类型声屏障的施工安装提供了宝贵的经验。     

考虑列车-轨道-桥梁/声屏障相互作用的高速铁路半封闭式声屏障动力响应分析

为分析列车通过时桥上半封闭式声屏障的动力响应,采用Midas建立了桥梁和声屏障的有限元模型,分析结构的自振特性。基于车辆-轨道-桥梁动态相互作用原理,建立列车-轨道-桥梁/声屏障动态相互作用模型,对列车过桥时的安全性与舒适性进行数值计算,研究半封闭式声屏障的动力响应特点。结果表明:在桥上设置半封闭式声屏障后,桥梁和声屏障整体结构的刚度有所变化;列车以不大于220 km/h的速度过桥时,车辆的安全性指标均合格,车辆的平稳性指标为优秀,桥梁的动力响应指标满足规范要求;桥梁与声屏障连接处的边界条件对声屏障动力响应的影响显著。     

北京市轨道交通房山线声屏障板的安装设计

北京市轨道交通房山线工程在高架桥沿线不同的噪声敏感区域设置不同类型的隔声屏障,阐述吸声隔声板、隔声窗及PC耐力板等3种不同类型屏障板的不同安装固定方式,合理的结构及安装设计是提高隔声屏障整体安全性能、隔声性能及方便安装的前提,也是满足隔声屏障设计初衷的根本保证。     

北京市轨道交通房山线苏庄大街站前隔声屏障形式的选用

北京轨道交通房山线工程苏庄大街站前隔声屏障最终采用全封闭形式,该段声屏障跨距达15~23 m,结构、安装与施工设计也有一定难度。该站一期工程设计为始发/终点站,噪声主要呈现为车辆进、出站及制动噪声,等效声级在80~85 dB(A),通过理论计算及专业噪声分析软件的模拟,分别给出了不同形式隔声屏障的插入损失值及敏感点预期噪声值,据此确定采用全封闭形式。作为噪声污染解决方案的必要手段,理论计算及专业噪声分析软件的模拟确定了采用隔声屏障的类型,提出了一条与环评工作相结合的解决噪声污染问题的新思路。