鐵路與城市軌道交通振動(dòng)與噪聲

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),第八章 鐵路與城市軌道交通振動(dòng)與噪聲,噪聲和振動(dòng),是密切相關(guān)的，不可分開,振動(dòng)越大，則噪聲也就越大,振動(dòng)由固體介質(zhì)傳播,噪聲由空氣介質(zhì)傳播,當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)能引起噪聲,噪聲也能引起固體介質(zhì)的振動(dòng),所以就要根據(jù)振動(dòng)和噪聲的特性采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ赃_(dá)到減振降噪的目的,圖,8-1,輪軌噪聲示意圖,1,振動(dòng)對(duì)人的影響,人對(duì)振動(dòng)的響應(yīng)限界，這四個(gè)參數(shù)是：,振動(dòng)頻率,振動(dòng)水平,振動(dòng)作用于人體的方向,暴露時(shí)間,第一節(jié) 振動(dòng)的產(chǎn)生及評(píng)價(jià)標(biāo)

2、準(zhǔn),表,8-1,人體能承受振動(dòng)加速度的最小值,人體承受振動(dòng)時(shí)間,(,小時(shí),),24,8,4,垂向振動(dòng)加速度,(m/s,2,),0.14,0.315,0.53,橫向振動(dòng)加速度,(m/s,2,),0.1,0.224,0.355,即舒適感降低界限和暴露極限。把“疲勞,-,工效降低界限”的相應(yīng)值除以,3.15,即成為能保障舒適的“舒適感降低界限”。,當(dāng)人處于較強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境中，就會(huì)影響人的安全和健康，因此制定保障安全與健康的振動(dòng)“暴露極限”，把上述“疲勞,工效降低界限”的相應(yīng)值提高一倍，就成為振動(dòng)的“暴露極限”。,2.,環(huán)境振動(dòng)測(cè)量,描述振動(dòng)的物理量為頻率和振幅,對(duì)人體來(lái)說(shuō)，能感知的振動(dòng)頻率范圍是,10.

3、1kHz,對(duì)于環(huán)境振動(dòng)，人們所關(guān)心的是人體反映特別敏感的,180Hz,的振動(dòng),加速度評(píng)價(jià),加速度也常用加速度級(jí),La,表示，其定義為：,(dB)(8-1),式中,a,為振動(dòng)的加速度有效值；,a0,為加速度參考值,(10,-6,m/s,2,),。,單值振動(dòng)級(jí)評(píng)價(jià),用來(lái)評(píng)價(jià)振動(dòng)對(duì)人體的效應(yīng)，同時(shí)便于簡(jiǎn)化測(cè)量，其定義為：,式中，,VL,為振動(dòng)計(jì)權(quán)加速度級(jí),(dB),；,VALi,為每個(gè)頻帶的振動(dòng)加速度級(jí),(dB),；,a,i,為各個(gè)頻帶的計(jì)權(quán)因子。,3,振動(dòng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn),表,8-2 ISO,關(guān)于建筑物內(nèi)振動(dòng)限制值的建議值,表,8-2 ISO,關(guān)于建筑物內(nèi)振動(dòng)限制值的建議值,地 點(diǎn),時(shí)間,振動(dòng)級(jí)，,dB,

4、，,a,0,=10,-6,(m/s,2,),連續(xù)、間歇振動(dòng),和重復(fù)性沖擊,每天只發(fā)生數(shù)次,的沖擊振動(dòng),嚴(yán)格工作區(qū),(,醫(yī)院手術(shù)室、精密試驗(yàn)室,),全天,X(Y),軸,Z,軸,混合軸,X(Y),軸,Z,軸,混合軸,71,74,71,71,74,71,住宅,白天,77-83,80-86,77-83,107-110,110-113,107-110,夜間,74,77,74,74-97,77-100,74-97,辦公室,全天,83,86,83,113,116,113,車間,全天,89,92,89,113,116,113,表,8-3,城市各類區(qū)域鉛垂向,Z,振級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值,(dB),區(qū)域類型,適用地帶范圍,晝

5、間,夜間,0,特殊住宅區(qū),65,65,1,居民、文教區(qū),70,67,2,混合區(qū)、商業(yè)中心區(qū),75,72,3,工業(yè)集中區(qū),75,72,4,交通干線道路兩側(cè),75,72,鐵路干線兩側(cè),80,80,表,8-4,各國(guó)鐵路環(huán)境振動(dòng)限值,表,8-4,各國(guó)鐵路環(huán)境振動(dòng)限值,國(guó)家,限值,(dB),依據(jù)或發(fā)布部門,中國(guó),86,“京滬高速鐵路環(huán)境影響預(yù)評(píng)價(jià)”研究提出的建議值,中國(guó),80,GB100701988,城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn),日本,90,日本環(huán)境廳,國(guó)際鐵路聯(lián)盟,86,ORE,報(bào)告提出的建議值,挪威,83.591,OsloGardermoen,鐵路的設(shè)計(jì)要求,第二節(jié) 噪聲的產(chǎn)生及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),表,8-5,典型的

6、噪聲強(qiáng)度,交通運(yùn)輸噪聲源,離噪聲源距離,(,英尺,),噪聲強(qiáng)度,(,dBA,),其他噪聲源,離噪聲源距離,(,英尺,),備 注,噴氣式飛機(jī)起飛,200,130,空襲警報(bào),痛閾噪聲,汽車?yán)?3,110,強(qiáng)功率搖滾樂(lè),最大發(fā)聲值,100,大聲呼喊,0.5,非常令人煩惱,重型卡車通過(guò),50,90,空氣鑿巖錘,50,長(zhǎng)期暴露喪失聽力,列車從結(jié)構(gòu)物上通過(guò),50,85,城市公共汽車,50,80,推土機(jī),50,令人煩惱,吸塵器,3,列車通過(guò),50,75,攪拌機(jī),3,高速公路,50,70,割草機(jī),50,停站列車,50,65,洗衣機(jī),3,有干擾,低交通量道路,50,60,電視機(jī),10,談話,10,低交通量道路

7、,100,50,電冰箱,3,安靜,40,圖書館,30,細(xì)聲談話,15,非常安靜,0,聽力臨界值,(1),聲功率級(jí),W,為聲功率,(W),；,W,0,為參考聲功率，取,110,-12,(W),(2),聲強(qiáng)級(jí),I,為聲強(qiáng),(W/m,2,),；,I,0,為參考聲強(qiáng)，取,1,10,-12,(W/m,2,),（,3,）,聲,壓級(jí),聲壓與聲強(qiáng)的,關(guān)系,聲壓級(jí),計(jì)算式,聲,功率級(jí)與聲壓級(jí)之間的關(guān)系,空間點(diǎn)聲源,光滑地面點(diǎn)聲源,p,為聲壓,(N/m,2,),；,p,0,為參考聲壓，取,2,10,-5,(N/m,2,),在同樣聲壓情況下，不同的頻率人的感受也不一樣，有此聲音悅耳，有些聲音恐怖。人耳級(jí)感受的頻率為

8、,20Hz20kHz,，,目前所用的噪聲測(cè)量?jī)x采用,A,加權(quán)方法。,A,加權(quán)曲線,等效噪聲,等效聲級(jí),L,Aeq,為規(guī)定時(shí)間內(nèi),A,聲級(jí)的能量平均值,連續(xù)信號(hào)：,離散信號(hào)：,噪聲標(biāo)準(zhǔn),按,ISO,的標(biāo)準(zhǔn)，,90(,或,85)dB,時(shí)允許工作,8h,，,而每超過(guò),3dB,，,工作時(shí)間相應(yīng)減半，在,96dB,噪聲區(qū)，只能工作,2h,。,我國(guó),1990,年,11,月頒布的,鐵路邊界噪聲限值及其測(cè)量方法,第三節(jié) 鐵路噪聲的組成,牽引電機(jī)和動(dòng)力設(shè)備噪聲,輪軌相互作用和軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲,車體的空氣動(dòng)力噪聲,如橋梁地段，還有結(jié)構(gòu)的二次噪聲,如電力機(jī)車車輛，則還有受電弓噪聲,高速列車的噪聲,主要有四部分組成：

9、,輪軌噪聲,結(jié)構(gòu)噪聲,受電弓噪聲,車體空氣動(dòng)力噪聲,綜合噪聲,四種噪聲形成，計(jì)算式如下：,式中，為列車通過(guò)時(shí)的綜合噪聲，,為輪軌噪聲,為結(jié)構(gòu)噪聲,為受電弓噪聲,為車體空氣動(dòng)力噪聲,城市軌道交通的結(jié)構(gòu)二次噪聲在綜合噪聲中占較大比重，如上海軌道交通,3,號(hào)線，混凝土箱形梁共鳴引起的噪聲，鋼橋引起的噪聲在總體噪聲中占較大比重。軌道交通的空調(diào)噪聲、電機(jī)噪聲等也在綜合噪聲中占一定的比重。,第四節(jié) 輪軌噪聲,3,種主要類型：,尖叫噪聲,(,嘯叫噪聲,),沖擊噪聲,轟鳴,(,或滾動(dòng),),噪聲,滾動(dòng)噪聲和波磨噪聲,(,轟鳴噪聲,),由于鋼軌或車輪表面的粗糙度，鋼軌表面波磨等，當(dāng)列車通過(guò)時(shí)，就產(chǎn)生滾動(dòng)噪聲。,滾

10、動(dòng)噪聲主要是由于軌面的粗糙度在輪軌接觸條件下被壓變形，使得車輪滾動(dòng)過(guò)程中，輪軌接觸斑的大小處于變化狀態(tài)。,另外：,鋼軌彈性模量變化也要占滾動(dòng)噪聲的：,310%,；,軌頭半徑變化也要占滾動(dòng)噪聲的：,1015%,；,沖擊噪聲,主要由于輪軌接觸斑的瞬間分離，造成沖擊噪聲。,車輪通過(guò)軌縫、道岔或擦傷的車輪等在鋼軌上滾動(dòng)時(shí)所引起的噪聲,如低,(,高,),接頭、鋼軌剝落、車輪扁瘢等都可以引起附加的輪軌動(dòng)力,激發(fā)車輪和鋼軌振動(dòng)造成輪軌輻射噪聲,嘯叫噪聲,當(dāng)車輛通過(guò)小半徑曲線時(shí),由于車輪受轉(zhuǎn)向架的約束，不能正切于鋼軌運(yùn)行,也即車軸不能處于曲線的徑向位置,引起車輪沿著鋼軌滾動(dòng)時(shí)橫向滑過(guò)軌頭,由此產(chǎn)生輪軌接觸表面

11、的粘著和空轉(zhuǎn),引起車輪共振,接著產(chǎn)生強(qiáng)的窄頻帶的尖叫聲,噪聲的頻率,車輪噪聲峰值約在,1k2kHz,范圍內(nèi)，屬高頻噪聲；,鋼軌噪聲峰值約在,5001kHz,范圍內(nèi)，屬中、低頻噪聲；,滾動(dòng)噪聲峰值在,5001kHz,范圍內(nèi)，主頻集中在,500Hz,左右，以中、低頻成分為主；,尖叫噪聲的頻率集中在,4k6kHz,高頻范圍內(nèi)。,因此看出，輪軌噪聲主要由鋼軌振動(dòng)產(chǎn)生。,5.,輪軌噪聲的預(yù)測(cè),(1),輪軌表面粗糙度激勵(lì),(2),車輪振動(dòng),(3),鋼軌振動(dòng),(4),軌枕振動(dòng),(5),聲輻射,6.,輪軌噪聲的估算,(1),無(wú)縫線路軌道,(2),普通有縫線路軌道,(3),隧道內(nèi)線路軌道,第五節(jié) 減振降噪措施,1.,降低滾動(dòng)噪聲的措施,(1),車輛降噪措施,(2),軌道減振降噪措施,(3),線路旁隔音裝置,2.,輪軌沖擊噪聲的降噪措施,3.,鋼軌波磨噪聲的降低措施,4.,嘯叫噪聲的降低措施,第六節(jié) 減振降噪型軌道結(jié)構(gòu),1,軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和噪聲特點(diǎn),(1),軌道結(jié)構(gòu)的選擇,(2),無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)與噪聲特點(diǎn),(3),對(duì)減振降噪型無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)的要求,2.,軌道結(jié)構(gòu)部件與一般減振降噪措施,3.,城市軌道交通軌道結(jié)構(gòu)鋼軌扣件的選擇,謝謝大家！,