城市地铁吸声降噪分析及工程措施概述

研究目的:吸声降噪通过切断噪声的传播路径,能够有效控制噪声污染。为此,总结主要的吸声原理及吸声材料,综述吸声降噪的主要工程措施,为地铁噪声的控制提供建议。研究结论:(1)吸声降噪在噪声传播途径中对其进行控制,城市地铁噪声控制还需从轨道系统、机车车辆、隧道及高架桥结构等方面综合考虑,从不同的环境功能要求上对不同频段的噪声进行控制;(2)结合多孔吸声材料、共振吸声材料和特殊吸声结构的优势,研制多层吸声结构和新型吸声材料,可有效提高其吸声系数;(3)对轨道吸声板的表面结构进行处理可以改善吸声板的降噪效果,如开设沟槽、斜坡等;(4)钢轨外侧设置吸声板,临近轨道边和机车的地方设置吸声屏障,可以提高其整体吸声效果;(5)本研究结果可为城市地铁吸声降噪的研究提供参考。     

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。     

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。     

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。     

铁路无砟轨道吸声板降噪效果分析

铁路无砟轨道区段的噪声辐射比有砟轨道区段严重,常采用轨道表面铺设吸声板来降低轮轨噪声对周边环境的影响。为了控制铁路无砟轨道区段的轮轨噪声辐射,根据微穿孔板吸声理论建立多孔吸声板吸声系数计算模型,并将计算得到的吸声系数输入到轮轨噪声预测系统中,得出轨旁噪声的频谱和等效声级,分析多孔吸声板的空隙率、厚度和孔径对降低轮轨噪声的影响规律。研究结果表明:多孔吸声板的空隙率越大,对轮轨噪声的吸声效果越好,但太大的空隙率会降低对中高频轮轨噪声的吸收,建议空隙率应该控制在0.4%～0.6%之间为宜;多孔吸声板厚度越大,对轮轨噪声的吸声效果越好,但板厚过大会影响到其他行车安全问题,板厚应控制在既能高效降低噪声、又能保证行车安全的限值之内;多孔吸声板的孔径越大,对轮轨噪声吸声效果越差。     

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。     

城市轨道交通近轨吸声矮墙的设计研究

声屏障在我国被广泛应用于治理城市轨道交通噪声,但其体积较大,遮挡视线以及破坏了周边景观。为此,设计一种新型的近轨吸声矮墙来替代声屏障。对我国城市轨道交通噪声的来源以及频率特性进行分析,选用自研陶粒混凝土为设计材料。参考国外相关实例,结合我国城市轨道交通的相关标准,对近轨吸声矮墙的高度、位置、声学厚度的设计公式进行推导。初步设计近轨吸声矮墙单元板,并对其降噪量进行理论计算。结果表明:我国轨道交通噪声以轮轨噪声为主,自研陶粒混凝土的吸声频率特性与轮轨噪声频率特性基本吻合,以其为原材料设计的近轨吸声矮墙,在500~1 000 Hz频段具有10 d B(A)左右的降噪能力。研究所得结论对于后期进一步设计优化和推广近轨吸声矮墙具有参考价值。     

无砟轨道用水泥基吸声板降噪效果评价

介绍了无砟轨道用水泥基吸声板工程,并进行了现场测试。在距轨道中心线7．5m处,铺设吸声板后可以降低噪声2．8dB（A）,在距轨道中心线30m处,铺设吸声板后可以降噪1．2dB（A）。吸声板在800—4000Hz各频带可降低0．7—6．4dB。结果表明：在铁路边界以内区域降噪效果显著,但在铁路边界以外作用有限。吸声板主要对800Hz以上的中高频噪声有一定的降噪效果。     

城市轨道交通近轨吸声矮墙降噪量数值仿真分析

为解决城市轨道交通带来的噪声问题和弥补传统声屏障的不足之处,结合国外相关经验和国内规范设计了一款近轨吸声矮墙。为进一步验证这款产品的降噪量,借助Virtual.Lab平台,引用现有文献中关于我国城市轨道交通的噪声源强参数,用声学间接边界元法计算不同顶部形式近轨吸声矮墙在不同受声点处的降噪能力。结果表明:近轨吸声矮墙对于较低区域的受声点,比如行人,保护效果更好;不同顶部结构的近轨吸声矮墙,其降噪峰值、峰值频率以及频率特性均有所不同,可利用该特性选择不同顶部形式增强其降噪频率的针对性,且各类顶部形式的降噪量均能满足规范要求;仿真结果与经验公式计算结果对比发现,在相对较高的频段,其结果较为可靠。     

新型地铁车辆降噪阻尼车轮应用方案的探究

文章对地铁车轮降噪措施选择进行了技术分析,综合考虑建议采用阻尼环措施。为了研究阻尼车轮的降噪效果,基于ISO 3095和ISO 3381,在北京某地铁线路对安装了阻尼车轮的新型100km/h地铁车辆进行了车内外噪声线路测试。测试结果表明,阻尼环对车内标准测点降噪效果不显著,对车外标准测点有约1dB的降噪效果,对转向架区域近场轮轨噪声有显著的降噪效果,最大降噪量可达18dB。     

上海轨道交通3号线北延伸段高架车站的噪声控制技术

针对城市轨道交通车站噪声较高的问题,提出了基于低矮声屏障的降噪方案,在站台挡墙内侧安装吸声屏障,在轨道的上、下行线之间安装具有双面吸声性能的隔声屏障。所研制的微孔泡沫双面吸声型超薄声屏障,在上海轨道交通3号线北延伸段9个车站进行了工程应用,具有厚度小、质量轻、吸声隔声性能好、无纤维等优点,可降低噪声2~4dB(A)。     

降低车体下部噪声的评价试验

新干线高速试验列车FASTECH360S和FASTECH360Z采用安装吸声板来降低车体下部噪声。在仿真试验、模型试验和用现有商业运营列车进行的运行试验中,确认了这些吸声板的降噪效果。     

地铁车辆辅助变流器降噪方案的仿真分析

为降低某地铁车辆辅助变流器的噪声,首先通过噪声测试得到了辅助变流器的噪声特性,然后利用基于统计能量分析法的VA One软件进行噪声仿真,得到了各主要传递路径对测点噪声的贡献量,对比分析了不同降噪方案的降噪效果,最后通过试验验证了仿真分析方法的可行性。结果表明TMT-PUF-2028吸声棉的吸声效果优于带铝箔的三聚氰胺棉,增加消声结构和导流板可以改善气动噪声,仿真分析方法可以为后续同类产品的噪声优化设计提供指导。     

GJ-Ⅲ减振扣件轨道对轨道交通高架段环境噪声的影响分析

为了研究不同形式减振轨道对降低地铁线路高架段环境噪声效果,以国内某地铁高架桥段周边环境噪声为研究对象,分别对列车以110 km/h通过该高架段2种不同轨道时诱发的噪声水平进行测试分析,然后改变原有评价方式,通过引入更符合人耳听觉的响度分析方式对噪声水平进行综合评价,并对比分析两种轨道形式的噪声水平,提出改进思路。结果表明:(1)相比DZⅢ-1型普通减振扣件轨道,GJ-Ⅲ型中等减振扣件轨道除在桥中央线测点处有一定降噪效果外,在其他测点处降噪效果并不明显;(2)通过响度分析发现,GJ-Ⅲ型中等减振扣件可能还会增大人耳对环境噪声的感知情况。     

谐振式浮轨扣件的安装工艺

谐振式浮轨扣件是一种高性能的轨道减振降噪扣件,有利于解决城市轨道交通轨道所产生的振动与噪声问题。这种扣件安装质量的好坏会直接影响到其减振降噪性能的发挥。介绍了谐振式浮轨扣件特点及在地铁线路中的施工工艺,同时对现场实际遇到问题的解决方法及列车正常运行时该扣件相关的维护工作也作了相应的介绍。     

地铁车辆辅助变流器噪声特性分析及改进

为实现某地铁车辆辅助变流器的降噪,先后对安装和去除铝箔吸声材料的原型机和裸机进行噪声测试及特性分析。对比分析可知进、出风口传播的气动噪声为最主要噪声源,电磁噪声和由柜体各壁板传播产生的振动噪声对整体噪声有不可忽略的贡献,原型机在噪声贡献最大的250~4 000 Hz频段范围内噪声峰值降低量较小。通过降噪量计算,提出了更换吸声材料、增加消声通道和吸声面积等改进方案,并通过测试确认,改进方案在不同工况下的平均降噪量可在原型机基础上提高4.8~5.1 d B(A)。     

修配车间吸声降噪治理的卫生学评价

张有界电务段修配车间治理前各倍频程中心频率平均吸声系数0.04－0.05，作业时车间内混响噪声较重，混响时间3－4s,经监测设备负载时1号点等效声级88.9dB(A)，超标3.9dB(A)，2号点85.4dB(A)，超标0.4dB(A)，车间内瞬间峰值106.5dB(A)，频谱以中频为主。为了吸声降噪，采用一种从美国进口的矿棉装饰吸声板，利用吸声板对房顶进行吊顶，以达到吸声降噪、控制混响噪声的效果。结果显示，治理后车间内各倍频程中心频率平均吸声系数达0.15-0.24，实际混响噪声已基本消除，等效声级下降范围为1.7-6.1dB(A)，瞬间峰值下降范围为4.4-17.5dB(A)，瞬间峰值已下降到102.1dB(A)以下，车间内等效声级已下降到83.8dB(A)以下。     

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。     

轨道车辆噪声主动控制技术研究综述

轨道车辆特别是高速列车随着车辆运行速度的不断提高,车内噪声会显著增大。相比于隔声吸声等噪声被动控制技术,噪声主动控制技术具有轻量化、低频降噪效果好的优点。介绍了噪声主动控制技术和轨道车辆噪声源特点,对噪声主动控制技术在轨道车辆噪声控制国内外研究现状进行了综述,简要分析了噪声主动控制中次级声源和误差传感器布放策略和FXLMS控制算法。对噪声主动控制技术用于轨道车辆噪声控制的发展方向进行了初步讨论。     

轨道吸音板在北京地铁工程中的设计与应用

轨道吸音板由优质低碱普通硅酸盐水泥、吸声陶粒等固结而成,一般放置于轨枕或整体道床上,直接吸收轮轨一次噪声。结合北京地铁工程情况,介绍轨道吸音板的结构特点、降噪机理,并对降噪值进行理论预测分析。通车后隧道内现场测试表明,降噪效果可达3 d B(A)以上。