鐵路與城市軌道交通振動(dòng)與噪聲.ppt

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?以達(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)準(zhǔn) 表8 1人體能承受振動(dòng)加速度的最小值 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1 0 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1 80Hz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 6m s2 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 ai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 2ISO關(guān)于建筑物內(nèi)振動(dòng)限制值的建議值 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 第二節(jié)噪聲的產(chǎn)生及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 表8 5典型的噪聲強(qiáng)度 1 聲功率級(jí) W為聲功率 W W0為參考聲功率 取1 10 12 W 2 聲強(qiáng)級(jí) I為聲強(qiáng) W m2 I0為參考聲強(qiáng) 取1 10 12 W m2 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 m2 p0為參考聲壓 取2 10 5 N m2 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20Hz 20kHz 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)LAeq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 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 3 10 軌頭半徑變化也要占滾動(dòng)噪聲的 10 15 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1k 2kHz范圍內(nèi) 屬高頻噪聲 鋼軌噪聲峰值約在500 1kHz范圍內(nèi) 屬中 低頻噪聲 滾動(dòng)噪聲峰值在500 1kHz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4k 6kHz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