铁路与城市轨道交通振动与噪声

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八章 铁路与城市轨道交通振动与噪声,噪声和振动,是密切相关的，不可分开,振动越大，则噪声也就越大,振动由固体介质传播,噪声由空气介质传播,当物体振动时能引起噪声,噪声也能引起固体介质的振动,所以就要根据振动和噪声的特性采用适当的方法，以达到减振降噪的目的,图,8-1,轮轨噪声示意图,1,振动对人的影响,人对振动的响应限界，这四个参数是：,振动频率,振动水平,振动作用于人体的方向,暴露时间,第一节 振动的产生及评价标准,表,8-1,人体能承受振动加速度的最小值,人体承受振动时间,(,小时,),24,8,4,垂向振动加速度,(m/s,2,),0.14,0.315,0.53,横向振动加速度,(m/s,2,),0.1,0.224,0.355,即舒适感降低界限和暴露极限。把“疲劳,-,工效降低界限”的相应值除以,3.15,即成为能保障舒适的“舒适感降低界限”。,当人处于较强振动环境中，就会影响人的安全和健康，因此制定保障安全与健康的振动“暴露极限”，把上述“疲劳,工效降低界限”的相应值提高一倍，就成为振动的“暴露极限”。,2.,环境振动测量,描述振动的物理量为频率和振幅,对人体来说，能感知的振动频率范围是,10.1kHz,对于环境振动，人们所关心的是人体反映特别敏感的,180Hz,的振动,加速度评价,加速度也常用加速度级,La,表示，其定义为：,(dB)(8-1),式中,a,为振动的加速度有效值；,a0,为加速度参考值,(10,-6,m/s,2,),。,单值振动级评价,用来评价振动对人体的效应，同时便于简化测量，其定义为：,式中，,VL,为振动计权加速度级,(dB),；,VALi,为每个频带的振动加速度级,(dB),；,a,i,为各个频带的计权因子。,3,振动强度标准,表,8-2 ISO,关于建筑物内振动限制值的建议值,表,8-2 ISO,关于建筑物内振动限制值的建议值,地 点,时间,振动级，,dB,，,a,0,=10,-6,(m/s,2,),连续、间歇振动,和重复性冲击,每天只发生数次,的冲击振动,严格工作区,(,医院手术室、精密试验室,),全天,X(Y),轴,Z,轴,混合轴,X(Y),轴,Z,轴,混合轴,71,74,71,71,74,71,住宅,白天,77-83,80-86,77-83,107-110,110-113,107-110,夜间,74,77,74,74-97,77-100,74-97,办公室,全天,83,86,83,113,116,113,车间,全天,89,92,89,113,116,113,表,8-3,城市各类区域铅垂向,Z,振级标准值,(dB),区域类型,适用地带范围,昼间,夜间,0,特殊住宅区,65,65,1,居民、文教区,70,67,2,混合区、商业中心区,75,72,3,工业集中区,75,72,4,交通干线道路两侧,75,72,铁路干线两侧,80,80,表,8-4,各国铁路环境振动限值,表,8-4,各国铁路环境振动限值,国家,限值,(dB),依据或发布部门,中国,86,“京沪高速铁路环境影响预评价”研究提出的建议值,中国,80,GB100701988,城市区域环境振动标准,日本,90,日本环境厅,国际铁路联盟,86,ORE,报告提出的建议值,挪威,83.591,OsloGardermoen,铁路的设计要求,第二节 噪声的产生及评价标准,表,8-5,典型的噪声强度,交通运输噪声源,离噪声源距离,(,英尺,),噪声强度,(,dBA,),其他噪声源,离噪声源距离,(,英尺,),备 注,喷气式飞机起飞,200,130,空袭警报,痛阈噪声,汽车喇叭,3,110,强功率摇滚乐,最大发声值,100,大声呼喊,0.5,非常令人烦恼,重型卡车通过,50,90,空气凿岩锤,50,长期暴露丧失听力,列车从结构物上通过,50,85,城市公共汽车,50,80,推土机,50,令人烦恼,吸尘器,3,列车通过,50,75,搅拌机,3,高速公路,50,70,割草机,50,停站列车,50,65,洗衣机,3,有干扰,低交通量道路,50,60,电视机,10,谈话,10,低交通量道路,100,50,电冰箱,3,安静,40,图书馆,30,细声谈话,15,非常安静,0,听力临界值,(1),声功率级,W,为声功率,(W),；,W,0,为参考声功率，取,110,-12,(W),(2),声强级,I,为声强,(W/m,2,),；,I,0,为参考声强，取,1,10,-12,(W/m,2,),（,3,）,声,压级,声压与声强的,关系,声压级,计算式,声,功率级与声压级之间的关系,空间点声源,光滑地面点声源,p,为声压,(N/m,2,),；,p,0,为参考声压，取,2,10,-5,(N/m,2,),在同样声压情况下，不同的频率人的感受也不一样，有此声音悦耳，有些声音恐怖。人耳级感受的频率为,20Hz20kHz,，,目前所用的噪声测量仪采用,A,加权方法。,A,加权曲线,等效噪声,等效声级,L,Aeq,为规定时间内,A,声级的能量平均值,连续信号：,离散信号：,噪声标准,按,ISO,的标准，,90(,或,85)dB,时允许工作,8h,，,而每超过,3dB,，,工作时间相应减半，在,96dB,噪声区，只能工作,2h,。,我国,1990,年,11,月颁布的,铁路边界噪声限值及其测量方法,第三节 铁路噪声的组成,牵引电机和动力设备噪声,轮轨相互作用和轨道结构振动噪声,车体的空气动力噪声,如桥梁地段，还有结构的二次噪声,如电力机车车辆，则还有受电弓噪声,高速列车的噪声,主要有四部分组成：,轮轨噪声,结构噪声,受电弓噪声,车体空气动力噪声,综合噪声,四种噪声形成，计算式如下：,式中，为列车通过时的综合噪声，,为轮轨噪声,为结构噪声,为受电弓噪声,为车体空气动力噪声,城市轨道交通的结构二次噪声在综合噪声中占较大比重，如上海轨道交通,3,号线，混凝土箱形梁共鸣引起的噪声，钢桥引起的噪声在总体噪声中占较大比重。轨道交通的空调噪声、电机噪声等也在综合噪声中占一定的比重。,第四节 轮轨噪声,3,种主要类型：,尖叫噪声,(,啸叫噪声,),冲击噪声,轰鸣,(,或滚动,),噪声,滚动噪声和波磨噪声,(,轰鸣噪声,),由于钢轨或车轮表面的粗糙度，钢轨表面波磨等，当列车通过时，就产生滚动噪声。,滚动噪声主要是由于轨面的粗糙度在轮轨接触条件下被压变形，使得车轮滚动过程中，轮轨接触斑的大小处于变化状态。,另外：,钢轨弹性模量变化也要占滚动噪声的：,310%,；,轨头半径变化也要占滚动噪声的：,1015%,；,冲击噪声,主要由于轮轨接触斑的瞬间分离，造成冲击噪声。,车轮通过轨缝、道岔或擦伤的车轮等在钢轨上滚动时所引起的噪声,如低,(,高,),接头、钢轨剥落、车轮扁瘢等都可以引起附加的轮轨动力,激发车轮和钢轨振动造成轮轨辐射噪声,啸叫噪声,当车辆通过小半径曲线时,由于车轮受转向架的约束，不能正切于钢轨运行,也即车轴不能处于曲线的径向位置,引起车轮沿着钢轨滚动时横向滑过轨头,由此产生轮轨接触表面的粘着和空转,引起车轮共振,接着产生强的窄频带的尖叫声,噪声的频率,车轮噪声峰值约在,1k2kHz,范围内，属高频噪声；,钢轨噪声峰值约在,5001kHz,范围内，属中、低频噪声；,滚动噪声峰值在,5001kHz,范围内，主频集中在,500Hz,左右，以中、低频成分为主；,尖叫噪声的频率集中在,4k6kHz,高频范围内。,因此看出，轮轨噪声主要由钢轨振动产生。,5.,轮轨噪声的预测,(1),轮轨表面粗糙度激励,(2),车轮振动,(3),钢轨振动,(4),轨枕振动,(5),声辐射,6.,轮轨噪声的估算,(1),无缝线路轨道,(2),普通有缝线路轨道,(3),隧道内线路轨道,第五节 减振降噪措施,1.,降低滚动噪声的措施,(1),车辆降噪措施,(2),轨道减振降噪措施,(3),线路旁隔音装置,2.,轮轨冲击噪声的降噪措施,3.,钢轨波磨噪声的降低措施,4.,啸叫噪声的降低措施,第六节 减振降噪型轨道结构,1,轨道结构的振动和噪声特点,(1),轨道结构的选择,(2),无碴轨道结构的振动与噪声特点,(3),对减振降噪型无碴轨道结构的要求,2.,轨道结构部件与一般减振降噪措施,3.,城市轨道交通轨道结构钢轨扣件的选择,谢谢大家！,