城市軌道交通橋梁結(jié)構(gòu)噪聲講座ppt課件

1、城市軌道交通橋梁構(gòu)造噪聲城市軌道交通橋梁構(gòu)造噪聲吳定俊吳定俊 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室主要內(nèi)容聲學(xué)根本知識(shí)聲學(xué)根本知識(shí)一一噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系二二軌道交通噪聲組成軌道交通噪聲組成三三橋梁設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲橋梁設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲四四常用梁型構(gòu)造噪聲特性與減噪措施常用梁型構(gòu)造噪聲特性與減噪措施五五有待繼續(xù)研討的問題有待繼續(xù)研討的問題六六主要內(nèi)容主要內(nèi)容 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室一、聲學(xué)根本知識(shí)一、聲學(xué)根本知識(shí)1 1、聲音的產(chǎn)生與分類、聲音的產(chǎn)生與分類 聲音由振動(dòng)產(chǎn)生，并經(jīng)過振動(dòng)在介質(zhì)聲音由振動(dòng)產(chǎn)生，并經(jīng)過振動(dòng)在介質(zhì)固體或流體中的傳播而到達(dá)人耳。固體或流體中的傳播

2、而到達(dá)人耳。 根據(jù)聲波的頻率成分可將聲波進(jìn)展如下根據(jù)聲波的頻率成分可將聲波進(jìn)展如下劃分：劃分： 聲學(xué)根本知識(shí)聲學(xué)根本知識(shí)次聲波可聽聲波可聽聲波超聲波0Hz20Hz20000Hz2 2、聲學(xué)量、聲學(xué)量 聲壓聲壓PP聲音擾動(dòng)后空氣中的壓強(qiáng)和聲音擾動(dòng)后空氣中的壓強(qiáng)和靜壓強(qiáng)的靜壓強(qiáng)的 差值差值, ,為時(shí)間和空間的函數(shù)，為時(shí)間和空間的函數(shù)，單位單位PaPa。 常用有效聲壓：一定時(shí)間間隔均常用有效聲壓：一定時(shí)間間隔均方根值方根值 聲壓級(jí)聲壓級(jí)有效聲壓與基準(zhǔn)聲壓的有效聲壓與基準(zhǔn)聲壓的比值取常用對比值取常用對 數(shù)，再乘以數(shù)，再乘以2020即為聲壓級(jí)，單位：即為聲壓級(jí)，單位：分貝分貝dBdB，即：，即： 100

3、0Hz 1000Hz的聲音可聽閾聲壓，的聲音可聽閾聲壓， 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 聲學(xué)根本知識(shí)refepppLlog20Papref5102Tedtp(t)Tp0213.3.頻帶頻帶 可聽域的聲音頻可聽域的聲音頻率范圍很寬，分析中不率范圍很寬，分析中不是采用單一頻率能量分是采用單一頻率能量分布，而是了解各個(gè)頻段布，而是了解各個(gè)頻段上的聲能量分布情況。上的聲能量分布情況。 為了分析的方便，為了分析的方便，頻譜分析常用頻譜分析常用1/31/3倍頻倍頻程，程，1/31/3倍頻帶的中心倍頻帶的中心頻率及上、下限頻率如頻率及上、下限頻率如表所示。后一頻率是表所示。后一頻率是前一頻率

4、的前一頻率的2 2的的1/31/3次方次方， 倍頻程音調(diào)提高一倍倍頻程音調(diào)提高一倍 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 聲學(xué)根本知識(shí)4.4.響度響度 人對聲音的第一覺得人對聲音的第一覺得是響亮程度，這與聽覺是響亮程度，這與聽覺器官和聽覺神經(jīng)對聲音器官和聽覺神經(jīng)對聲音強(qiáng)度和頻率呼應(yīng)的覺得強(qiáng)度和頻率呼應(yīng)的覺得有關(guān)。有關(guān)。 不同頻率一樣聲壓的不同頻率一樣聲壓的聲音人覺得的響度是不聲音人覺得的響度是不同的，為了反映人耳的同的，為了反映人耳的這種特性，測定了不同這種特性，測定了不同頻率一樣等響亮程度聲頻率一樣等響亮程度聲音的能量曲線音的能量曲線等響等響曲線。曲線。 響度級(jí)：當(dāng)某一頻率響度級(jí)：當(dāng)

5、某一頻率的純音和某聲壓級(jí)的的純音和某聲壓級(jí)的1kHz1kHz純音聽起來同樣響純音聽起來同樣響時(shí)，設(shè)時(shí)，設(shè)1kHz1kHz純音的聲壓純音的聲壓級(jí)定義為該聲音的響度級(jí)定義為該聲音的響度級(jí)。級(jí)。 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 聲學(xué)根本知識(shí)5.5.計(jì)權(quán)聲壓級(jí)計(jì)權(quán)聲壓級(jí) 用響度級(jí)來表示人們對聲音的客觀覺得過用響度級(jí)來表示人們對聲音的客觀覺得過于復(fù)雜，而不同頻率聲壓級(jí)低的純音的響度于復(fù)雜，而不同頻率聲壓級(jí)低的純音的響度覺得甚至高于聲壓級(jí)高的純音的響度，為使覺得甚至高于聲壓級(jí)高的純音的響度，為使數(shù)值與直觀覺得一致，選擇不同的等響曲線數(shù)值與直觀覺得一致，選擇不同的等響曲線對聲壓級(jí)進(jìn)展加權(quán)，構(gòu)成

6、了不同的計(jì)權(quán)聲壓對聲壓級(jí)進(jìn)展加權(quán)，構(gòu)成了不同的計(jì)權(quán)聲壓級(jí)。級(jí)。 A A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)與人耳對聲音的響度覺得相計(jì)權(quán)聲壓級(jí)與人耳對聲音的響度覺得相近，因此，現(xiàn)行的的噪聲規(guī)范都把近，因此，現(xiàn)行的的噪聲規(guī)范都把A A計(jì)權(quán)聲壓計(jì)權(quán)聲壓級(jí)作為評(píng)價(jià)噪聲的主要目的。不同計(jì)權(quán)網(wǎng)格級(jí)作為評(píng)價(jià)噪聲的主要目的。不同計(jì)權(quán)網(wǎng)格見以以下圖見以以下圖1 1。 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 聲學(xué)根本知識(shí)圖1 頻率計(jì)權(quán)曲線 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 聲學(xué)根本知識(shí)頻率頻率/Hz計(jì)權(quán)分貝值6.6.噪聲的危害噪聲的危害 損傷聽力：低頻損傷聽力：低頻100dB100dB時(shí)出現(xiàn)聽力時(shí)出現(xiàn)聽力損傷，高頻噪聲損

7、傷，高頻噪聲75dB75dB時(shí)即可損傷聽力。時(shí)即可損傷聽力。 影響神經(jīng)系統(tǒng)、心血管和消化系統(tǒng)、影響神經(jīng)系統(tǒng)、心血管和消化系統(tǒng)、視覺，視覺， 影響日常的交流和生活。平均影響日常的交流和生活。平均交談間隔交談間隔 為為2m2m時(shí)，室內(nèi)最高值為時(shí)，室內(nèi)最高值為60dB60dB時(shí)對言語和思索開場有干擾，當(dāng)為時(shí)對言語和思索開場有干擾，當(dāng)為40dB40dB時(shí)，那么對言語和思索毫無干擾。時(shí)，那么對言語和思索毫無干擾。 低頻噪聲波長長，衰減慢，難以有低頻噪聲波長長，衰減慢，難以有效被聲屏障隔離，長期居住在低頻噪聲效被聲屏障隔離，長期居住在低頻噪聲環(huán)境中容易產(chǎn)生莫名的失眠、頭疼、耳環(huán)境中容易產(chǎn)生莫名的失眠、頭疼

8、、耳鳴、胸悶、腹部壓迫感等心思和生理病鳴、胸悶、腹部壓迫感等心思和生理病癥。癥。 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 聲學(xué)根本知識(shí)聲學(xué)根本知識(shí) 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室二、噪聲評(píng)價(jià)體系二、噪聲評(píng)價(jià)體系1、噪聲評(píng)價(jià)目的 A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)與人耳對聲音的響度覺得相近，因此，現(xiàn)行的的噪聲規(guī)范都把A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)作為評(píng)價(jià)噪聲的主要目的。分別有等效延續(xù)A聲壓級(jí)LAeq和最大A聲壓級(jí)LAmax。 A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)思索了人耳對低頻噪聲敏感性差的頻譜特性，對低頻有較大的消減，所以不利于對低頻噪聲的評(píng)價(jià)。 噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室2、噪聲評(píng)價(jià)規(guī)范 A.

9、 世界衛(wèi)生組織WHO 1993年公布的規(guī)范： 戶外生活區(qū)續(xù)不能超越55 dBALAeq； 夜間戶外噪聲級(jí)不能超越45 dBALAeq。 B. 部分西方國家的鐵路噪聲規(guī)范見表2。英國要求最嚴(yán)厲。 噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系表表2 鐵路噪聲允許值和建筑物正面噪聲級(jí)規(guī)范鐵路噪聲允許值和建筑物正面噪聲級(jí)規(guī)范 dB 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室C. 我國1990年11月公布了?鐵路邊境噪聲限值及其丈量方法 GB12525-90，明確規(guī)定了鐵路邊境處的噪聲限值。 2020年的修正方案分別規(guī)定了既有鐵路和新建鐵路的鐵路噪聲

10、限值，見表3。 城市軌道交通線路還須符合?聲環(huán)境質(zhì)量規(guī)范GB3096-2020的限值要求，見表4。城市軌道交通要求嚴(yán)厲。 噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室表表3 鐵路邊境噪聲限值鐵路邊境噪聲限值 表表4 環(huán)境噪聲限值等效聲級(jí)環(huán)境噪聲限值等效聲級(jí)Leq 噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 既有鐵路是指2020年12月31日前已建成運(yùn)營的鐵路或環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件已經(jīng)過審批的鐵路建立工程，改、擴(kuò)建既有鐵路按既有鐵路的規(guī)定執(zhí)行； 新建鐵路是指自2020 年1月 1 日起環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件經(jīng)過審批的鐵路建立工程不包括改、擴(kuò)建既有鐵路建

11、立工程。 噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室0類指康復(fù)療養(yǎng)區(qū)等特別需求安靜的區(qū)域；1類指指以居民住宅、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研設(shè)計(jì)、行政辦公為主 要功能，需求堅(jiān)持安靜的區(qū)域。2類指指以商業(yè)金融、集市貿(mào)易為主要功能，或者居住、商業(yè)、工業(yè)混雜，需求維護(hù)住宅安靜的區(qū)域。3類指以工業(yè)消費(fèi)、倉儲(chǔ)物流為主要功能，需求防止工業(yè)噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域。4類指交通干線兩側(cè)一定間隔 之內(nèi)，需求防止交通噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域，包括類和類兩種類型。類為高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市軌道交通 地面段 、內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域；類為

12、新建鐵路干線兩側(cè)區(qū)域。 噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室3 3、構(gòu)造噪聲的評(píng)價(jià)目的與規(guī)范、構(gòu)造噪聲的評(píng)價(jià)目的與規(guī)范 A. A. 近年來，大多數(shù)沒有超越規(guī)定限值近年來，大多數(shù)沒有超越規(guī)定限值的混凝土構(gòu)造噪聲引起了很多埋怨。這的混凝土構(gòu)造噪聲引起了很多埋怨。這是由于這些噪聲限值采用的是是由于這些噪聲限值采用的是A A計(jì)權(quán)噪計(jì)權(quán)噪聲級(jí)目的，對低頻聲壓級(jí)的減弱很大，聲級(jí)目的，對低頻聲壓級(jí)的減弱很大，低估了低頻噪聲引起的焦躁程度。低估了低頻噪聲引起的焦躁程度。 B. B. 為了評(píng)價(jià)橋梁噪聲對人們呵斥的煩為了評(píng)價(jià)橋梁噪聲對人們呵斥的煩惱程度，在德國采用的是無權(quán)重的聲壓

13、惱程度，在德國采用的是無權(quán)重的聲壓級(jí)。相關(guān)研討也闡明即使級(jí)。相關(guān)研討也闡明即使A A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)計(jì)權(quán)聲壓級(jí)相等，低頻為主的噪聲煩惱程度也要高相等，低頻為主的噪聲煩惱程度也要高于高頻為主的噪聲煩惱程度，于高頻為主的噪聲煩惱程度，A A計(jì)權(quán)聲計(jì)權(quán)聲壓級(jí)不適宜對低頻噪聲污染的評(píng)價(jià)。壓級(jí)不適宜對低頻噪聲污染的評(píng)價(jià)。 噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系 C. C. 不同地域、不同人群、不同的年齡段等主客觀要不同地域、不同人群、不同的年齡段等主客觀要素對煩惱的感受影響不同。目前對低頻噪聲的評(píng)價(jià)素對煩惱的感受影響不同。目前對低頻噪聲的評(píng)價(jià)還沒有一致的規(guī)范還沒有一致的規(guī)范 。 有研討提出在有研討提出在A A聲級(jí)規(guī)范限制的

14、根底上添加聲級(jí)規(guī)范限制的根底上添加3dB3dB和和6dB6dB的補(bǔ)償值作為低頻噪聲的評(píng)價(jià)規(guī)范。的補(bǔ)償值作為低頻噪聲的評(píng)價(jià)規(guī)范。 國內(nèi)翟國慶等研討噪聲煩惱閾值，并與現(xiàn)行的規(guī)國內(nèi)翟國慶等研討噪聲煩惱閾值，并與現(xiàn)行的規(guī)范限制進(jìn)展比較。對于范限制進(jìn)展比較。對于2 2、.3 .3、4 4類功能區(qū)煩惱閾值類功能區(qū)煩惱閾值比規(guī)范限制分別低比規(guī)范限制分別低3dB3dB、5dB5dB、7dB7dB。 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 噪聲評(píng)價(jià)體系噪聲評(píng)價(jià)體系 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室三、軌道交通噪聲組成三、軌道交通噪聲組成v輪軌噪聲輪軌噪聲v車輪和軌道振動(dòng)產(chǎn)生的高頻噪聲包括滾動(dòng)噪

15、聲、沖擊噪聲和車輪和軌道振動(dòng)產(chǎn)生的高頻噪聲包括滾動(dòng)噪聲、沖擊噪聲和尖尖v嘯聲。嘯聲。v車輛動(dòng)力噪聲車輛動(dòng)力噪聲v主要由列車上的電機(jī)、空調(diào)等設(shè)備產(chǎn)生。主要由列車上的電機(jī)、空調(diào)等設(shè)備產(chǎn)生。v集電系統(tǒng)噪聲集電系統(tǒng)噪聲v包括滑動(dòng)噪聲和電弧噪聲。包括滑動(dòng)噪聲和電弧噪聲。v空氣動(dòng)力噪聲空氣動(dòng)力噪聲v車體與空氣摩擦產(chǎn)生。高速時(shí)為主要聲源車體與空氣摩擦產(chǎn)生。高速時(shí)為主要聲源v橋梁構(gòu)造噪聲橋梁構(gòu)造噪聲v橋梁振動(dòng)產(chǎn)生，為低頻噪聲，聲壓頻率橋梁振動(dòng)產(chǎn)生，為低頻噪聲，聲壓頻率20Hz 200Hz軌道交通噪聲組成軌道交通噪聲組成圖2 軌道交通噪聲源 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室軌道交通噪聲組成軌道交通噪

16、聲組成土木工程師土木工程師重點(diǎn)關(guān)注重點(diǎn)關(guān)注500Hz以上的以上的中高頻噪聲，中高頻噪聲，機(jī)械工程師的機(jī)械工程師的關(guān)注關(guān)注 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室不同噪聲所占比例不同噪聲所占比例日本日本Shinkansen高架線實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表高架線實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6 。表表6 噪聲值噪聲值dBA間隔間隔 高架橋線路中心高架橋線路中心25m 軌道交通噪聲組成軌道交通噪聲組成 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室v鐵道部組織對京津城際列車高速行車條件下250km/h高架區(qū)段噪聲測試結(jié)果如以以下圖所示：車速提高v圖3 各噪聲源占總噪聲的比列軌道交通噪聲組成軌道交通噪聲組成v以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出

17、以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出: :v 1. 1. 鐵路噪聲中主要是輪軌噪聲和集電系統(tǒng)噪聲，鐵路噪聲中主要是輪軌噪聲和集電系統(tǒng)噪聲，空氣動(dòng)力噪聲隨著速度添加，所占比重不斷增大?？諝鈩?dòng)力噪聲隨著速度添加，所占比重不斷增大。v 2. 2. 橋梁構(gòu)造噪聲在整個(gè)橋梁段鐵路噪聲中所占橋梁構(gòu)造噪聲在整個(gè)橋梁段鐵路噪聲中所占比重不大，但橋梁構(gòu)造噪聲是低頻噪聲，聲屏障對比重不大，但橋梁構(gòu)造噪聲是低頻噪聲，聲屏障對此效果不大。此效果不大。v 城市軌道交通正常為低速運(yùn)營，氣動(dòng)噪聲城市軌道交通正常為低速運(yùn)營，氣動(dòng)噪聲可以不思索。橋下主要是橋梁構(gòu)造噪聲，且聲壓級(jí)可以不思索。橋下主要是橋梁構(gòu)造噪聲，且聲壓級(jí)高，對過路行人影響大。

18、高，對過路行人影響大。 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室軌道交通噪聲組成軌道交通噪聲組成 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室四、橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲1.1.強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)強(qiáng)度控制設(shè)計(jì) 早期列車速度低，對軌道的平順性和車輛的溫早期列車速度低，對軌道的平順性和車輛的溫馨性要求也馨性要求也低。橋梁設(shè)計(jì)最終由構(gòu)造的強(qiáng)度承載才干和運(yùn)用極限低。橋梁設(shè)計(jì)最終由構(gòu)造的強(qiáng)度承載才干和運(yùn)用極限形狀來決形狀來決定。定。 承載力：包括強(qiáng)度、疲勞設(shè)計(jì)、穩(wěn)定等。承載力：包括強(qiáng)度、疲勞設(shè)計(jì)、穩(wěn)定等。 橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室2. 2.

19、思索走行性和乘坐溫馨的的剛度控制設(shè)計(jì)思索走行性和乘坐溫馨的的剛度控制設(shè)計(jì) 隨著列車速度的提高，尤其是高速鐵路隨著列車速度的提高，尤其是高速鐵路的興起，對軌道平順性和列車運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、的興起，對軌道平順性和列車運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、溫馨性的要求也隨之提高，橋梁的構(gòu)造設(shè)計(jì)溫馨性的要求也隨之提高，橋梁的構(gòu)造設(shè)計(jì)由強(qiáng)度決議變?yōu)橛蓜偠葋頉Q議。設(shè)計(jì)過程主由強(qiáng)度決議變?yōu)橛蓜偠葋頉Q議。設(shè)計(jì)過程主要包括以下內(nèi)容：要包括以下內(nèi)容： 橋梁的振動(dòng)基頻滿足規(guī)范規(guī)定的限值；橋梁的振動(dòng)基頻滿足規(guī)范規(guī)定的限值； 橋梁的撓度滿足規(guī)定的撓跨比；橋梁的撓度滿足規(guī)定的撓跨比； 橋梁的梁端折角滿足規(guī)定的限值；橋梁的梁端折角滿足規(guī)定的限值； 3.

20、3. 耐久性的全壽命設(shè)計(jì)耐久性的全壽命設(shè)計(jì) 同時(shí)對橋梁耐久性的要求也提高，同時(shí)對橋梁耐久性的要求也提高，設(shè)計(jì)中構(gòu)造的耐久性也成為思索的重要要素，設(shè)計(jì)中構(gòu)造的耐久性也成為思索的重要要素，如進(jìn)展抗裂驗(yàn)算。如進(jìn)展抗裂驗(yàn)算。 橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室? ?京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定? ? 橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室4.4.思索抗振減噪設(shè)計(jì)思索抗振減噪設(shè)計(jì) 隨著城市軌道交通和高速鐵路的開隨著城市軌道交通和高速鐵路的開展，鐵路噪聲問題越來越嚴(yán)重，防噪音設(shè)計(jì)

21、提展，鐵路噪聲問題越來越嚴(yán)重，防噪音設(shè)計(jì)提上日程。由于技術(shù)不成熟，目前主要進(jìn)展噪聲上日程。由于技術(shù)不成熟，目前主要進(jìn)展噪聲的被動(dòng)防治。主要措施包括：的被動(dòng)防治。主要措施包括： 安裝聲屏障；安裝聲屏障； 槽型梁內(nèi)側(cè)安裝吸聲板；槽型梁內(nèi)側(cè)安裝吸聲板； 采用浮置板軌道或高彈性扣件，對采用浮置板軌道或高彈性扣件，對輪軌噪聲和構(gòu)造噪聲都有效；輪軌噪聲和構(gòu)造噪聲都有效； 橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲科隆蛋高彈性扣件Lord 高彈性扣件Vanguard 高彈性扣件主要對輪軌主要對輪軌 噪聲有效噪聲有效 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)與構(gòu)造噪聲

22、日本新干線板式浮置板軌道五、常見梁型構(gòu)造噪聲特性五、常見梁型構(gòu)造噪聲特性1 頻譜特征：對箱型梁和槽型梁不同實(shí)驗(yàn)闡明，梁體的構(gòu)造噪聲的峰值頻率大多在40100Hz，峰值頻率與車速的關(guān)系不大。部分實(shí)測聲壓頻譜見圖4 圖8 。構(gòu)造噪聲主要分布0260Hz 頻段是低頻噪聲。 圖4 8號(hào)線槽型梁測試結(jié)果線性聲壓級(jí) 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性1.常見構(gòu)造噪音特性常見構(gòu)造噪音特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖5 1號(hào)線箱梁橋下噪聲實(shí)測結(jié)果A聲級(jí) 常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室

23、圖6 1號(hào)線箱梁橋下噪聲實(shí)測結(jié)果續(xù)圖5 常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖7 國外某箱形梁實(shí)測結(jié)果常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室2 2與車長關(guān)系。與車長關(guān)系。 8 8號(hào)線實(shí)測噪聲的頻譜分析闡明號(hào)線實(shí)測噪聲的頻譜分析闡明C C型車型車70km/h70km/h經(jīng)過時(shí)，經(jīng)過時(shí)，6 6節(jié)列車與節(jié)列車與7 7節(jié)列車對構(gòu)造噪聲的大小影響不大節(jié)列車對構(gòu)造噪聲的大小影響不大，但噪聲繼續(xù)時(shí)間延伸。見表，但噪聲繼續(xù)時(shí)間延伸。見表6-6-表表7 7和圖和圖9 9。本校測試數(shù)據(jù)，。本校測試數(shù)據(jù)，無計(jì)權(quán)無計(jì)權(quán)

24、表表6 6 表表7 7 表表6 6 測點(diǎn)測點(diǎn)1 1構(gòu)造噪聲構(gòu)造噪聲 dB dB 表表7 7 測點(diǎn)測點(diǎn)2 2構(gòu)造噪聲構(gòu)造噪聲 dB dB 常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖9 8號(hào)線測點(diǎn)1和2聲壓級(jí)時(shí)程常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室3 3構(gòu)造噪聲的大小與車速有很強(qiáng)的線性關(guān)系。日本對新干構(gòu)造噪聲的大小與車速有很強(qiáng)的線性關(guān)系。日本對新干線的噪聲預(yù)測時(shí)，高架橋的噪聲計(jì)算公式包含了速度項(xiàng)。線的噪聲預(yù)測時(shí)，高架橋的噪聲計(jì)算公式包含了速度項(xiàng)。常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通

25、教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 4 構(gòu)造的部分面板如腹板、底板等的彎曲振動(dòng)導(dǎo)致截產(chǎn)生變形是構(gòu)造噪聲產(chǎn)生的主要緣由，而梁的整體彎曲振動(dòng)對構(gòu)造噪聲的影響不大。同時(shí)改動(dòng)振動(dòng)對構(gòu)造噪聲的影響也很微弱。即振動(dòng)分析中的以不同面板的彎曲振動(dòng)為主的模態(tài)對構(gòu)造噪聲其控制造 模態(tài)類型見以以下圖。修正正 常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室5車軌橋的耦合振動(dòng)計(jì)算時(shí)，三者的空間耦合振動(dòng)和僅思索豎向的耦合振動(dòng)分析，對構(gòu)造噪聲的總聲壓級(jí)無影響。對比見表8。因此，研討橋梁的構(gòu)造噪聲時(shí)，可以僅

26、思索輪軌的豎向相互作用。常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室6 6底板對槽型梁的構(gòu)造噪聲起控制造用。腹板底板對槽型梁的構(gòu)造噪聲起控制造用。腹板的奉獻(xiàn)微弱，見圖的奉獻(xiàn)微弱，見圖1010。 箱梁的底板對近場點(diǎn)聲壓起主要作用，間隔箱梁的底板對近場點(diǎn)聲壓起主要作用，間隔 軌道中心線越遠(yuǎn)，頂板的作用加強(qiáng)，底板和頂板對軌道中心線越遠(yuǎn)，頂板的作用加強(qiáng)，底板和頂板對遠(yuǎn)場點(diǎn)起主要作用，腹板作用微弱，見圖遠(yuǎn)場點(diǎn)起主要作用，腹板作用微弱，見圖1111 改善聲場環(huán)境，應(yīng)控制槽型梁底板的振動(dòng)，同改善聲場環(huán)境，應(yīng)控制槽型梁底板的振動(dòng)，同樣，樣，對箱梁要減小頂板和底板的振動(dòng)

27、。對箱梁要減小頂板和底板的振動(dòng)。 常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖圖10 槽型梁聲壓奉獻(xiàn)量槽型梁聲壓奉獻(xiàn)量常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖圖11 箱型梁聲壓奉獻(xiàn)量箱型梁聲壓奉獻(xiàn)量常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 1 在合理的厚度范圍內(nèi)，添加槽型梁底板的厚度，能降低橋下場點(diǎn)的聲壓級(jí)，但效果不大，而且對遠(yuǎn)場點(diǎn)幾乎沒有效果。 雙線單箱雙室梁橋下場點(diǎn)的聲壓級(jí)小于雙線單箱單室梁3 dB5 dB，遠(yuǎn)場點(diǎn)卻差別不大。這與槽型梁改動(dòng)底板厚度的效果

28、一致即提高底板或者頂板的彎曲剛度僅對近場點(diǎn)有效，而對遠(yuǎn)場點(diǎn)的效果不大。 槽型梁均勻設(shè)置橫肋，將底板由單向板變成雙向板，改善效果優(yōu)于僅添加底板厚度，但相對于原構(gòu)造的高噪聲，總體的改善效果仍不理想。常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性2. 構(gòu)造設(shè)計(jì)減噪的主要措施構(gòu)造設(shè)計(jì)減噪的主要措施 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 2采用高彈性扣件 高彈性扣件剛度為15MN/m時(shí)整個(gè)聲場空間降噪均勻，降幅達(dá)4dB5dB，同時(shí)能保證列車平安運(yùn)營，見圖12。 扣件剛度為7.5MN/m，噪聲可以在15MN/m的根底上再降低1 dB，但鋼軌的位移偏大，為4mm見圖13 ，加劇了軌道的不平順和鋼軌彎曲應(yīng)力

29、，而且此時(shí)鋼軌的加速度增大見圖14。 圖12 降噪效果dB常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 圖13 鋼軌位移 圖14 鋼軌加速度常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室 3采用浮置板構(gòu)造 無論是對槽型梁還是對箱梁，浮置板軌道構(gòu)造可以大幅有效的降低的整個(gè)聲場內(nèi)構(gòu)造噪聲。聲壓級(jí)對板下支承剛度的改動(dòng)不敏感。 思索到浮置板的振動(dòng)，采用小間距支承例如0.8m更適宜，板下支承剛度5MN/m9MN/m，此時(shí)線性聲壓級(jí)能減小7dB14dB 見圖15圖16 。 板式浮置板厚度對總聲壓的影響不大。6m梯形浮置板的減

30、振降噪效果比板式浮置板略差，但梯形浮置板見圖17 的質(zhì)量大幅降低。因此隔振降噪可優(yōu)先選用梯形浮置板。 常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖圖15 浮置板降噪效果浮置板降噪效果 dB槽型梁降低值槽型梁降低值常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖圖16 浮置板降噪效果浮置板降噪效果 dB 箱型梁箱型梁常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖圖17 梯形浮置板梯形浮置板常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研

31、室 4優(yōu)先單箱雙室梁的聲學(xué)性能遠(yuǎn)優(yōu)于槽型梁梁截面見圖18 ，一樣的計(jì)算條件，遠(yuǎn)場點(diǎn)聲壓比槽型梁小4dB-5dB，而橋下場點(diǎn)能小8dB-10dB 見圖19。 浮置板對箱梁的降噪效果好于對槽型梁的降噪效果。經(jīng)過浮置板減振降噪后，箱梁的聲壓級(jí)降幅也比槽型梁降幅大，而且整個(gè)聲場降噪均勻，改善效果幾乎不受車速影響，對比圖15、圖16和圖20。圖18 不同梁型的截面常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖圖19 不同梁型的空間聲場不同梁型的空間聲場 dB常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室同濟(jì)大學(xué)軌道交通教研室圖圖20 浮置板降噪后的空間聲場浮置板降噪后的空間聲場 dB，單線行車，單線行車 常見梁型構(gòu)造噪聲特性常見梁型構(gòu)造噪聲特性 586062646668707274767678到軌道中心線的距離 (m)距地面的高度 (m)351015202530051015707274767880828585到軌道中心線的距離 (m)距地面