鐵路噪聲聲屏障設(shè)計(jì)

1、鐵路噪聲聲屏障設(shè)計(jì)1、項(xiàng)目概況11項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景：以下情況為我國擬建邯鄲至黃驊港鐵路線經(jīng)過王莊時(shí)的基本情況。噪聲源強(qiáng)：貨車的速度為80km/h，噪聲源強(qiáng)為81.9dB，長(zhǎng)度為890m；客車的速度為120 km/h，噪聲源強(qiáng)為78.9dB，長(zhǎng)度為432m。車流量為：近期，貨車44列/日，客車4列/日；遠(yuǎn)期，貨車58列/日，客車6列/日?，F(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值見下表： 監(jiān)測(cè)點(diǎn)現(xiàn)狀（Leq/dB）標(biāo)準(zhǔn)值（Leq/dB）備注晝間夜間晝間夜間8-141.639.96050臨路第一排，距鐵路外軌中心線距離30m8-240.538.0605045m處8-343.439605060m處現(xiàn)場(chǎng)示意圖如下：圖一 敏感點(diǎn)情況圖12

2、項(xiàng)目設(shè)計(jì)意義：鐵路以其速度快、運(yùn)能大、能耗低等一系列的技術(shù)優(yōu)勢(shì)適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新需求，鐵路客運(yùn)向高速、舒適、安全的方向發(fā)展，已成為世界鐵路發(fā)展的總趨勢(shì)。1994年我國第一條準(zhǔn)高速鐵路廣深線(160kmh)式投入運(yùn)營(yíng)。2003年12月順利開通了第一條時(shí)速達(dá)200kmh的秦沈快速客運(yùn)專線，2008年4月，設(shè)計(jì)速度達(dá)300 kmh京滬高速鐵路正式開工建設(shè)，08年8月我國第一條具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、同時(shí)也是世界第一個(gè)營(yíng)運(yùn)速度達(dá)至U350 kmh的京津城際鐵路正式開通運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著我國高速鐵路技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。但與此同時(shí)高速鐵路的建設(shè)也帶來了一系列的環(huán)境問題，如振動(dòng)、噪聲及電波干擾等，其中以噪聲的

3、社會(huì)影響最大。設(shè)置聲屏障是控制噪聲特別是交通噪聲的重要措旋，國外對(duì)穿過市區(qū)和居住區(qū)的高速公路、軌道交通、高架橋、鐵路等交通干線的兩側(cè)都普遍設(shè)有聲屏障，實(shí)現(xiàn)了其他降噪手段所不能代替的效果。從廣義上講，鐵路又是一個(gè)系統(tǒng)工程，其中規(guī)劃、管理、鐵路結(jié)構(gòu)(包括軌道、軌枕、道床等)又是解決噪聲問題的另一方面，而鐵路聲屏障是一種設(shè)置于鐵路交通噪聲源和兩側(cè)受保護(hù)地區(qū)(或噪聲敏感點(diǎn))之間的聲學(xué)障板，它是降低鐵路交通噪聲對(duì)交通線路兩側(cè)區(qū)域局部環(huán)境污染的重要措施之一。聲屏障是位于聲源與受聲點(diǎn)之間的具有足夠面密度的聲遮擋結(jié)構(gòu)，利用聲源兩側(cè)局部地區(qū)建造的有限長(zhǎng)聲屏障可使聲源的運(yùn)行噪聲在傳播過程中有一顯著的附加衰減，從而

4、減弱接收者所在的一定區(qū)域內(nèi)的噪聲影響，以改善周圍環(huán)境的聲環(huán)境質(zhì)量。這樣的設(shè)施就稱為聲屏障。聲屏障的作用是阻擋直達(dá)聲的傳播，隔離透射聲，使繞射聲有足夠的衰減。目前，聲屏障己發(fā)展成多種多樣的，按降噪功能可分為擴(kuò)散反射型聲屏障、吸收共振型聲屏障、有源降噪聲屏障：按結(jié)構(gòu)類型有直立式、折壁式、表面傾斜式、半封閉或全封閉式等；根據(jù)不同頂端類型又有倒L型、T型、Y型、圓弧型、鹿角型等。13項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)隔聲屏障，對(duì)敏感點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)，使該處聲環(huán)境達(dá)標(biāo)；同時(shí)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保、經(jīng)久耐用、景觀協(xié)調(diào)等綜合要求。14項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容：聲屏障作為一種特殊的構(gòu)筑物，其設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及景觀設(shè)計(jì)等幾

5、個(gè)方面：l、聲學(xué)設(shè)計(jì)：以治理目標(biāo)值為基礎(chǔ)進(jìn)行聲屏障的位置、尺寸、結(jié)構(gòu)形式等設(shè)計(jì)，并進(jìn)行各種方案的降噪預(yù)測(cè)。2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：它是用以保證所選擇的聲屏障能安全、牢固的豎立在所要設(shè)置的部位上。包括聲屏障承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和聲屏障構(gòu)造設(shè)計(jì)。3、景觀設(shè)計(jì)：景觀設(shè)計(jì)是運(yùn)用人的視覺與知覺對(duì)周圍環(huán)境及四周景象產(chǎn)生的反應(yīng)。所以聲屏障應(yīng)盡量與周圍的地貌和人文、自然景觀相協(xié)調(diào)，并盡量避免阻擋司機(jī)乘客的視線。給人予人以行車安全和視覺上的舒適協(xié)調(diào)。15聲屏障設(shè)計(jì)流程圖：?jiǎn)栴}提出聲屏障降噪原理與插入損失計(jì)算鐵路聲屏障不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)值，降低噪聲的同時(shí)，聲屏障對(duì)周圍居民造成視覺沖擊，影響景觀鐵路噪聲源機(jī)理聲屏障降噪基本理論聲屏障插

6、入損失計(jì)算理論聲屏障降噪位置選擇聲屏障長(zhǎng)度設(shè)計(jì)聲屏障高度設(shè)計(jì)鐵路聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)聲屏障材料與結(jié)構(gòu)類選擇提出多個(gè)設(shè)計(jì)方案聲屏障降噪優(yōu)化措施聲屏障景觀設(shè)計(jì)原則聲屏障景觀設(shè)計(jì)理論鐵路聲屏障景觀設(shè)計(jì)聲屏障景觀設(shè)計(jì)方法鐵路聲屏障安全、易維護(hù)、公眾可接受性、經(jīng)濟(jì)要求設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方案，綜合考慮，選擇最佳設(shè)計(jì)方案2、聲屏障基本知識(shí)任何一個(gè)聲學(xué)系統(tǒng)都有三個(gè)主要環(huán)節(jié)，即聲源、傳播途徑和受聲者。在確定噪聲控制時(shí)，也應(yīng)該從以上三個(gè)方面考慮；(1)從聲源上根治噪聲；(2)在噪聲的傳播途徑上采取措施；(3)在接收點(diǎn)對(duì)受聲者進(jìn)行保護(hù)。第一種方法雖然是最根本的措施，但對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)要求較高，而切實(shí)可行的是在傳播途徑上設(shè)置聲屏障，阻斷

7、噪聲的傳播。利用聲屏障對(duì)聲源附近的敏感點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)，是解決噪聲污染的重要措施之一。本節(jié)將對(duì)與噪聲及聲屏障有關(guān)的一些名詞概念以及聲屏障的降噪原理進(jìn)行闡述和分析。21相關(guān)名詞解釋：211聲壓級(jí)：聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比的以10為底的對(duì)數(shù)乘以20，稱為聲級(jí)或者聲壓級(jí)，單位為分貝(dB)： 式中：p聲壓，Pa； po基準(zhǔn)聲壓，20Pa。212等效連續(xù)A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，某一連續(xù)穩(wěn)態(tài)聲的A計(jì)權(quán)聲壓，具有與隨時(shí)間變化的噪聲相同的均方A計(jì)權(quán)聲壓，則這一連續(xù)穩(wěn)態(tài)聲的聲級(jí)就是此時(shí)變?cè)肼暤牡刃暭?jí)，單位為分貝(dB)。等效聲級(jí)的公式是：式中：LAeq,T等效聲級(jí)，dB； T指定的測(cè)量時(shí)間；pA(t)噪聲瞬時(shí)A計(jì)權(quán)

8、聲壓，Pa；p0基準(zhǔn)聲壓，20Pa。當(dāng)A計(jì)權(quán)聲壓用A聲級(jí)LpA(dB)表示時(shí)，則此公式為：213 A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)：用 A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)。214背景噪聲：當(dāng)測(cè)量對(duì)象的聲信號(hào)不存在時(shí)，在參考點(diǎn)位置或受聲點(diǎn)位置測(cè)量的噪聲。本規(guī)范中所指的測(cè)量對(duì)象一般指采用聲屏障來控制的噪聲源。215聲屏障插入損失：在保護(hù)噪聲源、地形、地貌、地面和氣象條件不變情況下安裝聲屏障前后在某特定位置上的聲壓級(jí)之差。聲屏障的插入損失，要注明頻帶寬度、頻率計(jì)權(quán)和時(shí)間計(jì)權(quán)特性。例如聲屏障的等效連續(xù)A計(jì)權(quán)插入損失表示為ILPAeq。216傳聲損失：屏障或其他隔聲構(gòu)件的入射聲能和透射聲能之比的對(duì)數(shù)乘以10，單位是分貝（dB）：TL1

9、0lg（Ei/Et）式中：Ei入射聲能； Et透射聲能。217聲屏障 ：一種專門設(shè)計(jì)的立于噪聲源和受聲點(diǎn)之間的聲學(xué)障板， 它通常是針對(duì)某一特定聲源和特定保護(hù)位置(或區(qū)域)設(shè)計(jì)的。218吸聲系數(shù) :在給定的頻率和條件下，分界面(表面)或媒質(zhì)吸收的聲功率，加上經(jīng)過界面(墻或間壁等)透射的聲功率所得的和數(shù)，與入射聲功率之比。一般其測(cè)量條件和頻率應(yīng)加說明。吸聲系數(shù)等于損耗系數(shù)與透射系數(shù)之和。219降噪系數(shù) : 在 250、500、1000、2000Hz 測(cè)得的吸聲系數(shù)的平均值，算到小數(shù)點(diǎn)后兩位，末位取0或5。 22聲屏障降噪聲學(xué)原理:聲屏障降噪的基本原理是基于惠更斯一菲涅爾的波動(dòng)理論，在聲源與受聲點(diǎn)之

10、間，插入一個(gè)有足夠面密度的密實(shí)材料的物休，聲波必須通過繞射才能傳到接收點(diǎn)，聲傳播路徑因而加長(zhǎng)，使聲波傳播有一個(gè)明顯的衰減，這樣的“障礙物”稱為聲屏障，是一種普遍使用的環(huán)境噪聲和室內(nèi)噪聲控制手段。廣義的聲屏障可以定義為聲源和接受點(diǎn)間的任何形式的阻隔構(gòu)造物。當(dāng)噪聲源發(fā)出的聲波遇到聲屏障時(shí)，它將沿著三條路徑傳播(見圖2.1.a)：一部分越過聲屏障頂端繞射到達(dá)受聲點(diǎn)；一部分穿透聲屏障到達(dá)受聲點(diǎn)；一部分在聲屏障壁面上產(chǎn)生反射。聲屏障的插入損失主要取決于聲源發(fā)出的聲波沿這三條路徑傳播的聲能分配。聲源輻射的聲波在屏障背后形成“聲影區(qū)"，“聲影區(qū)"大小取決予聲屏障的有效高度、位于聲源與受聲

11、點(diǎn)之間的位置以及聲波頻率(見圖2.1.b)。圖2-1 聲屏障聲傳播路徑圖221繞射:越過聲屏障頂端繞射到達(dá)受聲點(diǎn)的聲能比沒有屏障時(shí)的直達(dá)聲能小。直達(dá)聲與繞射聲的聲級(jí)之差，稱之為繞射聲衰減，其值用符號(hào)心表示，它與聲波的繞射角有關(guān)，繞射角愈大，聲屏障的聲衰減愈大，降噪效果愈好。聲屏障的繞射聲衰減是聲源、受聲點(diǎn)與聲屏障三者幾何關(guān)系和頻率的函數(shù)，用繞射角來表示噪聲的衰減量很不方便，通常用聲程差來描述，聲程差=A+Bd(見圖21a所示)，它是決定聲屏障插入損失的主要物理量。圖22為頻率為500Hz噪聲聲程差與噪聲衰減的關(guān)系圖。222透射:聲源發(fā)出的聲波透過聲屏障傳播到受聲點(diǎn)的現(xiàn)象。穿透聲屏障的聲能量取決

12、于聲屏障的面密度、入射角及聲波的頻率。聲屏障材料隔聲的能力用傳聲損失來評(píng)價(jià)，也稱材料的隔聲量。傳聲損失大，透射的聲能小，聲屏障的隔聲效果就好。透射的聲能可能減少聲屏障的插入損失，透射引起的插入損失的降低量稱為透射聲修正量，用符號(hào)Lt表示。223反射:聲源發(fā)出的聲波到達(dá)聲屏障時(shí)，由于空氣和聲屏障材料兩種媒質(zhì)的阻抗特性不同，就會(huì)發(fā)生聲反射現(xiàn)象。聲波的反射與聲波的波長(zhǎng)和聲屏障的尺寸有關(guān)。如果聲屏障的表面尺寸比聲波波長(zhǎng)大得多時(shí)，聲波遇到聲屏障表面就會(huì)全部反射回去。由于高頻聲波短，所以比低頻聲容易反射。當(dāng)高頻聲波遇到聲屏障反射回來，它會(huì)使聲源同側(cè)的受聲者(例如車中的旅客等)受噪聲干擾更大?；蛘咴俦卉圀w或

13、異側(cè)聲屏障反射后到達(dá)受聲點(diǎn)，使聲屏障的降噪效果下降。特別是當(dāng)鐵路路兩側(cè)建有平行聲屏障時(shí)。聲波將在聲屏障之間發(fā)生多次發(fā)射，越過聲屏障頂端繞射到達(dá)受聲點(diǎn)，會(huì)進(jìn)一步削弱聲屏障降噪效果(見圖2-1.c)。對(duì)于反射較強(qiáng)的高頻聲波，反射聲的影響是不容忽視。由反射聲波引起的插入損失的降低量稱之為反射聲修正量，用符號(hào)Lr表示。3、鐵路噪聲預(yù)測(cè)31預(yù)測(cè)公式:鐵路噪聲主要來自列車運(yùn)行過程，可視為有限長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)線聲源。對(duì)于任一噪聲敏感點(diǎn)，其預(yù)測(cè)點(diǎn)處的等效連續(xù)A聲級(jí)可按下式計(jì)算：式中：Leq，TT時(shí)段內(nèi)的等效A聲級(jí)（dB）； T 預(yù)測(cè)時(shí)間（s）（晝間T=57600s，夜間T=28800s）； ni T時(shí)間內(nèi)通過的第i類列

14、車列數(shù)； teq,i 第i類列車通過的等效時(shí)間（s）； Lp0,t,i 第i類列車的噪聲輻射源強(qiáng)，A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)（dB）； Ct,i 第i類列車的噪聲修正項(xiàng)（dB）；tf,i 固定聲源作用時(shí)間（s）； Lp0,f,i 固定聲源噪聲輻射源強(qiáng)（dB）； Cf,i 固定聲源噪聲修正項(xiàng)（dB）； nT時(shí)段內(nèi)的噪聲源數(shù)目。32等效時(shí)間teq,I:列車通過的等效時(shí)間，按下式計(jì)算：式中：li 第i類列車的列車長(zhǎng)度（m）；vi 第i類列車的列車運(yùn)行速度（m/s）；d 預(yù)測(cè)點(diǎn)到線路的距離（m）。33噪聲修正值的計(jì)算:列車運(yùn)行噪聲的修正項(xiàng)Ct,i，按下式計(jì)算：Ct,i = C t,v,i +Ct,+Ct,t +C

15、t,d,i +C t,a, i +C t,g,i +C t,b,i +Ct,h,i式中：C t,v, i 列車運(yùn)行噪聲速度修正，單位為dB；Ct, 列車運(yùn)行噪聲垂向指向性修正，單位為dB；Ct,t 線路和軌道結(jié)構(gòu)對(duì)噪聲影響的修正，單位為dB；C t,d, i 列車運(yùn)行噪聲幾何發(fā)散損失，單位為dB；C t,a, i 列車運(yùn)行噪聲的大氣吸收，單位為dB；C t,g, i 列車運(yùn)行噪聲地面效應(yīng)引起的聲衰減，單位為dB；C t,b, i 列車運(yùn)行噪聲屏障聲繞射衰減，單位為dB；Ct,h,i 列車運(yùn)行噪聲建筑群引起的聲衰減，單位為dB。34各修正項(xiàng)計(jì)算:341速度修正C t,v,i:其中k為速度修正系數(shù)

16、，v,v0分別為預(yù)測(cè)速度和參考速度。列車速度修正項(xiàng)C t,v,i可在源強(qiáng)選值時(shí)考慮。342列車運(yùn)行噪聲垂向指向性修正Ct,:根據(jù)國際鐵路聯(lián)盟（UIC）所屬研究所（ORE）的研究資料建立的數(shù)學(xué)模型，列車運(yùn)行噪聲輻射垂向指向性修正量Ct,可按下式計(jì)算：當(dāng) 10°24°時(shí)：Ct, =0.012 （ 24 ）1.5 當(dāng) 24°50° 時(shí)：Ct, =0.075 （ 24 ）1.5式中， 聲源到預(yù)測(cè)點(diǎn)方向與水平面的夾角，單位為度。343列車運(yùn)行噪聲幾何發(fā)散損失C t,d, i :列車運(yùn)行噪聲具有偶極子聲源指向特性，根據(jù)不相干有限長(zhǎng)偶極子線聲源的幾何發(fā)散損失計(jì)算方法，

17、列車噪聲輻射的幾何發(fā)散損失C t,d, i，可按下式計(jì)算：式中：d0 源強(qiáng)的參考距離，單位為m；d 預(yù)測(cè)點(diǎn)到線路的距離，單位為m；l 列車長(zhǎng)度，單位為m。344大氣吸收C t,a,i :空氣聲吸收的衰減量Ca,i可按下式計(jì)算：式中：a 大氣吸收引起的純音聲衰減系數(shù)，單位為dB/m；s 聲音傳播距離，單位為 m。345地面效應(yīng)聲衰減C t,g,i:地面衰減主要是由于從聲源到接收點(diǎn)之間直達(dá)聲和地面反射聲的干涉引起的，當(dāng)聲波越過疏松地面或大部分為疏松地面的混合地面時(shí)，地面效應(yīng)的聲衰減量Cg,i可按下式計(jì)算： 式中：hm 傳播路程的平均離地高度，單位為m；d 聲源至接收點(diǎn)的距離，單位為m。346列車運(yùn)

18、行噪聲屏障聲繞射衰減Ct,b,i:列車運(yùn)行噪聲按線聲源處理，根據(jù)聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測(cè)量規(guī)范（HJ/T902004）中規(guī)定的計(jì)算方法，對(duì)于聲源和聲屏障假定為無限長(zhǎng)時(shí)，屏障聲繞射衰減Ct,b,i 可按下式計(jì)算：Cb,t,i= 式中：f 聲波頻率，單位為Hz； 聲程差，a+b-c，單位為m； c 聲速，c340 m/s。347建筑群引起的聲衰減Ct,h,i:當(dāng)聲的傳播通過建筑群時(shí)，房屋的屏蔽作用將產(chǎn)生聲衰減。根據(jù)戶外聲傳播的衰減 第2部分，列車運(yùn)行噪聲的Ct,h,i不超過10dB時(shí)，近似A聲級(jí)可按下式估算。當(dāng)從接收點(diǎn)可直接觀察到鐵路時(shí)，不考慮此項(xiàng)衰減。 Ct,h,iCh,1+Ch,2式中：Ch,10.

19、1Bdb Ch,210 lg1（p/100）其中，B 沿聲傳播路線上的建筑物的密度，等于以總的地面面積（包括房屋所占面積）去除房屋的總的平面面積所得的商；dB 通過建筑群的聲路線長(zhǎng)度；p 相對(duì)于在建筑物附近的鐵路總長(zhǎng)度的建筑物正面的長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)，其值小于或等于90。由于Ch,i依賴于具體情況，往往比較復(fù)雜，計(jì)算準(zhǔn)確度較差，本次預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中對(duì)從接收點(diǎn)可直接觀察到鐵路時(shí)不考慮此項(xiàng)衰減，低路堤地段類比以往實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行修正。4、敏感點(diǎn)噪聲值及降噪量的預(yù)測(cè)本設(shè)計(jì)未涉及到固定聲源，固定聲源的影響可忽略不計(jì)。參考點(diǎn)位置為距列車運(yùn)行線路中心25m，軌面以上3.5m 處。41等效時(shí)間teq,i的計(jì)算公式如下：

20、距鐵路外軌30m處，貨車：客車：距鐵路外軌45m處，貨車：客車：距鐵路外軌60m處，貨車：客車：42列車運(yùn)行噪聲的修正項(xiàng)Ct,i，按下式計(jì)算：Ct,i = C t,v,i +Ct,+Ct,t +C t,d,i +C t,a, i +C t,g,i +C t,b,i +Ct,h,i本設(shè)計(jì)中，C t,v, I、Ct,、Ct,t、C t,a, i、Ct,h,i 、C t,g, i均可忽略不計(jì)。C t,b, I =0C t,d,計(jì)算公式為： 其中d0 =25m距鐵路外軌30m處，貨車：客車：距鐵路外軌45m處，貨車：客車：距鐵路外軌60m處，貨車：客車：將以上各數(shù)據(jù)代入下式，即可求得列車對(duì)敏感點(diǎn)處的有

21、效聲壓級(jí)。距鐵路外軌30m處，晝間的有效聲壓級(jí)為： 距鐵路外軌30m處，夜間的有效聲壓級(jí)為： 距鐵路外軌45m處，晝間的有效聲壓級(jí)為： 距鐵路外軌45m處，夜間的有效聲壓級(jí)為 距鐵路外軌60m處，晝間的有效聲壓級(jí)為： 距鐵路外軌60m處，夜間的有效聲壓級(jí)為： 各數(shù)據(jù)如下表： 監(jiān)測(cè)點(diǎn)背景（Leq/dB）標(biāo)準(zhǔn)（Leq/dB）預(yù)測(cè)值(dB)敏感點(diǎn)距鐵路中心線距離（m）降噪量（dB）晝間夜間晝間 夜間 晝間 夜間 晝間 夜間8-141.639.9605065.5865.57 30 5.58 15.578-240.538.0605063.7963.78 45 3.79 13.788-343.439.06

22、05062.5262.48 60 2.52 12.48 因此,降噪量因至少為16 dB.5.鐵路噪聲振動(dòng)治理原則5.1總要求:鐵路噪聲的環(huán)境污染防治應(yīng)依據(jù)中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法和有關(guān)法律、法規(guī)，認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)總局和鐵道部聯(lián)合發(fā)布的關(guān)于加強(qiáng)鐵路噪聲污染防治的通知（環(huán)發(fā)2001108 號(hào)），對(duì)可能產(chǎn)生環(huán)境噪聲污染的鐵路建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)按照“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理”的基本原則和“社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一”的方針，采取有效的防治措施避免或減輕對(duì)環(huán)境的污染，使鐵路建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。5.2治理原則:按照“以人為本、因地制宜、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理”的原則，對(duì)鐵路

23、噪聲、振動(dòng)采取源頭控制、傳播途徑控制、建筑物防護(hù)、合理規(guī)劃布局、科學(xué)管理等綜合措施進(jìn)行防治。由于既有鐵路線路涉及范圍大，情況比較復(fù)雜，噪聲、振動(dòng)污染的防治應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，有計(jì)劃、有步驟、分階段實(shí)施。鐵路建設(shè)項(xiàng)目的噪聲、振動(dòng)防治措施，應(yīng)按近期設(shè)計(jì)規(guī)模的污染程度確定實(shí)施方案，按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)規(guī)模的污染程度預(yù)留噪聲、振動(dòng)控制技術(shù)條件。鐵路建設(shè)改擴(kuò)建項(xiàng)目涉及既有線現(xiàn)狀環(huán)境噪聲、振動(dòng)已經(jīng)超標(biāo)的，在工程范圍內(nèi)應(yīng)采取有效措施，使改擴(kuò)建后的聲和振動(dòng)環(huán)境得到改善。對(duì)既有鐵路兩側(cè)敏感建筑的噪聲、振動(dòng)防治，應(yīng)根據(jù)建筑物的建設(shè)時(shí)間和鐵路噪聲貢獻(xiàn)量等，依法分清治理責(zé)任。鐵路兩側(cè)200m以內(nèi)不宜新建噪聲敏感建筑物，若在此范圍內(nèi)建

24、設(shè)敏感建筑物，應(yīng)按中華人民共和國噪聲污染防治法第十二條、第三十七條規(guī)定執(zhí)行。5.3防治目標(biāo):鐵路噪聲的防治目標(biāo)應(yīng)達(dá)到國家規(guī)定的鐵路邊界噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)。受鐵路運(yùn)行噪聲影響的學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園、敬老院等特殊敏感建筑物按晝間60dB進(jìn)行控制，對(duì)有住校、住院的敏感點(diǎn)夜間按50dB 進(jìn)行控制。通過技術(shù)論證，當(dāng)采取工程措施難以達(dá)到以上要求時(shí)，應(yīng)對(duì)敏感建筑物采取有效防治措施，使室內(nèi)聲環(huán)境滿足使用功能。廠、段周圍應(yīng)符合國家規(guī)定的工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)。鐵路振動(dòng)的防治目標(biāo)應(yīng)達(dá)到國家規(guī)定的鐵路干線兩側(cè)區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。即鐵路干線兩側(cè)建筑物的室外振動(dòng)，應(yīng)滿足晝間、夜間80dB的限值要求。若鐵路干線兩側(cè)建筑物的室外振動(dòng)超

25、過標(biāo)準(zhǔn)限值，應(yīng)保證室內(nèi)振動(dòng)滿足晝間、夜間80dB的限值要求。5.4防治措施:與城市總體規(guī)劃充分協(xié)調(diào)，在鐵路設(shè)計(jì)中通過合理選線，從根本上避免或減輕鐵路噪聲、振動(dòng)的環(huán)境污染。在噪聲、振動(dòng)源防治方面，通過逐步改造機(jī)車車輛，加強(qiáng)輪軌系統(tǒng)維護(hù)，采用線路工程的減振、降噪新技術(shù)，從源頭上降低鐵路噪聲和振動(dòng)。在鐵路噪聲傳播途徑和接收點(diǎn)，可采用設(shè)置聲屏障、降噪林帶、安裝隔聲窗、改變建筑物使用功能及其他有效的防治措施。應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)推行、落實(shí)鐵路機(jī)車鳴笛的限鳴措施，減輕鳴笛噪聲的環(huán)境污染。對(duì)于車站、編組站作業(yè)使用的廣播喇叭，應(yīng)采取有效措施減少對(duì)周圍環(huán)境的干擾。在城市區(qū)域或敏感建筑集中區(qū)域內(nèi)，鐵路干線與道路交叉的，應(yīng)當(dāng)

26、設(shè)置立體交叉。在鐵路線路安全保護(hù)區(qū)邊界，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置圍墻、柵欄等防護(hù)設(shè)施，實(shí)行封閉隔離。鐵路振動(dòng)污染的防治可采用：鋪設(shè)無縫線路，加強(qiáng)輪軌系統(tǒng)維護(hù)，軌道系統(tǒng)隔振，以橋代路，設(shè)置隔振溝、墻等防振屏障措施，改變建筑物使用功能及其他有效措施。5.5既有鐵路防治:既有鐵路和鐵路工程建設(shè)與既有鐵路有關(guān)的鐵路噪聲、振動(dòng)污染防治，應(yīng)結(jié)合既有鐵路技術(shù)改造、城市總體規(guī)劃按計(jì)劃逐步解決。鐵路部門和城市環(huán)保等有關(guān)部門應(yīng)在當(dāng)?shù)厝嗣裾M織下，共同制定減輕鐵路噪聲、振動(dòng)污染的規(guī)劃，并納入城市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃分期逐步實(shí)施。有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)按照規(guī)劃的要求，合理劃分投資，采取有效措施進(jìn)行綜合治理。針對(duì)本情況，采用聲屏障。6

27、、聲屏障的設(shè)計(jì)61聲屏障的材料、結(jié)構(gòu)類型選擇:聲屏障材料設(shè)計(jì)一般是規(guī)定材料的聲學(xué)性能和物理性能要求。聲學(xué)性能主要規(guī)定材料的吸聲、隔聲性能，隔聲方面一般要求材料的隔聲量在25dB以上，吸聲方面首先要求吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)a>05。其次要求吸聲的吸聲特性曲線基本與噪聲聲源的頻譜曲線一致，吸聲頻譜的峰值頻率包含聲源頻譜的峰值頻率。以此保證材料的吸隔聲性能。物理性能主要規(guī)定材料的強(qiáng)度，以及防潮、防塵、防腐、防老化、防火要求等。此外，還要考慮材料的價(jià)格以及景觀因素?？紤]到鐵路聲屏障的特殊應(yīng)用環(huán)境，材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均應(yīng)較優(yōu)且較為均衡，不能有任何偏廢，即不能使用任一單項(xiàng)指標(biāo)很差的材料，必須注重性能的均

28、衡。對(duì)于鐵路聲屏障材料選擇應(yīng)該重點(diǎn)考慮下面幾點(diǎn)：611單元強(qiáng)度與剛度：鐵路聲屏障要承受巨大的風(fēng)載荷，因而聲屏障材料除應(yīng)具有足夠的抗壓強(qiáng)度外，還應(yīng)有良好的抗彎、抗剪性能，并具有較大的剛性以使橫向風(fēng)載荷下的變形盡可能小，并能使人為破壞的情況盡可能降低甚至避免。612阻燃性和耐候性：為保證行車安全，聲屏障應(yīng)堅(jiān)固、耐用且阻燃。用作聲屏障的材料應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能經(jīng)受惡劣氣候條件的考驗(yàn)。例如高溫和冰凍條件下不發(fā)生大的變形和損壞；耐水性好，吸水后能迅速恢復(fù)其正常狀態(tài)；具有一定的耐酸、耐鹽、防腐、抗霉菌能力和阻燃性能。613材料容重：在保證聲屏障聲學(xué)性能及強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的前提下，聲屏障材料應(yīng)具有較

29、低的容重。但對(duì)于鐵路路基而言，其密實(shí)度和承載力很高，而聲屏障承受巨大的橫向風(fēng)載，垂向載荷卻較低，因此聲屏障的穩(wěn)定性成為突出的矛盾，此時(shí)材料容重不宜過低。對(duì)鐵路橋梁而言，較低的聲屏障重量可以減輕其對(duì)橋梁族加的荷載，簡(jiǎn)化與橋梁的聯(lián)結(jié)。614材料價(jià)格： 由于鐵路聲屏障累計(jì)設(shè)置長(zhǎng)度和工程數(shù)量很大，所需投資甚巨，為盡量降低造價(jià)，要求聲屏障材料具有價(jià)廉物美的特點(diǎn)，材料價(jià)格不能太高，否則無法大規(guī)模采用。615防眩性： 鐵路聲屏障距離鐵路線距離一般較近，而鐵路列車運(yùn)行速度高，為保證列車的安全，選取的隔聲材料應(yīng)考慮避免陽光或車燈照射下的反光對(duì)列車司機(jī)造成眩目的不利影響。 常見較適合鐵路聲屏障的材料如下：此設(shè)計(jì)降

30、噪控制在1516dB，降噪幅度不是很大，材料選擇應(yīng)較為簡(jiǎn)單。應(yīng)選擇隔聲效果適中，并易于施工，造價(jià)較低的材料。選擇磚墻（12cm厚）作為聲屏障，磚墻的降噪效果較好，而且價(jià)格便宜，耐久性強(qiáng)，還可以就近取材。其不同倍頻傳聲損失TL值見下表6。 表6 磚墻的隔聲性能 單位：dB構(gòu)件名稱倍頻程隔聲量TL隔聲量平均值125Hz2505001K2K4K磚墻34.439.343.249.151.249.544.562聲屏障的位置確定:聲屏障的控制范圍不宜超過6080m， 即敏感區(qū)域距鐵路6080m以內(nèi)可以考慮設(shè)置聲屏障，超過6080m時(shí)不宜采用聲屏障措施。鐵路聲屏障多以聲屏障靠近聲源為主，一般鐵路高架橋聲屏障

31、距離軌道1.5m。 具體來說，在鐵路聲屏障位置的確定中，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： a.鐵路建筑限界及機(jī)車車輛限界與建筑限界的關(guān)系； b.鐵路通訊地下電纜溝的位置以及埋藏深度； c.電氣化鐵路的接觸網(wǎng)、回流線及支柱的位置，各種電力線的安全距離； d.聲屏障應(yīng)滿足鐵路安全運(yùn)營(yíng)的要求，即不影響行車安全，不影響乘務(wù)人員瞭望信號(hào)，不影響鐵路兩側(cè)地面、地下設(shè)備的安裝、檢查和正常工作； e.聲屏障應(yīng)滿足養(yǎng)護(hù)線路的要求，即不影響對(duì)地基、道床、軌枕、鋼軌等設(shè)施的保養(yǎng)和維修工作。 根據(jù)以上原則和應(yīng)注意的問題，最后確定聲屏障設(shè)置位置，從理論上講，離外軌水平距離越近，降噪效果越好。該設(shè)計(jì)的聲屏障設(shè)在路基之上，距既有鐵路3

32、m處。63 聲屏障的高度: 聲屏障的高度有有效高度和自然高度兩種。當(dāng)受聲點(diǎn)與噪聲源不在同一水平線上時(shí)，聲屏障的高度應(yīng)為聲屏障頂端到聲源與受聲點(diǎn)連線的垂直高度，稱之為聲屏障的有效高度，不是聲屏障自身的自然高度。有效高度多用于理論分析與計(jì)算，而實(shí)際工程中運(yùn)用的多為自然高度。聲屏障的有效高度是聲屏障起主要作用的部分。例如當(dāng)聲屏障距離鐵路很近時(shí)，有效高度高， 聲屏障的高度只需要高于軌道23m便可有效地降低軌道噪聲610dB。當(dāng)聲屏障離鐵路較遠(yuǎn)時(shí)，有效高度降低，降噪效果便會(huì)降低。 一般可根據(jù)實(shí)際噪聲監(jiān)測(cè)確定,如果是新建鐵路,則可以采用類比法確定。 聲屏障對(duì)聲波短、繞射能力差的高頻噪聲阻隔效果好，對(duì)波長(zhǎng)較

33、長(zhǎng)、繞射能力強(qiáng)的低頻噪聲阻隔效果差。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，聲屏障的高度需根據(jù)實(shí)際所測(cè)噪聲的聲頻特性來決定。鐵路噪聲以輪軌噪聲為主，一般中低速列車的輪軌噪聲頻率主要是在 202000Hz。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在鐵路聲屏障設(shè)計(jì)中，一般按等效頻率計(jì)算即可滿足設(shè)計(jì)要求。本設(shè)計(jì)列車聲源頻譜以500Hz為等效頻率，列車的聲源距地面高位0.45m，聲速為340m/s。64 聲屏障衰減量的計(jì)算 :, 求得，=2.26m等效時(shí)間t=（40×500×2.26/（3×340）=44.31s Ld值Ld= =16.68dB透射聲修正量Lt的計(jì)算由于TL-Ld=44.5-16.68=27.82dB10

34、dB，所以此時(shí)透射的聲能可以忽略不計(jì)，則Lt0。本設(shè)計(jì)中，地面吸收聲衰減LG的由于數(shù)據(jù)不全，可忽略不計(jì)。其它修正：由于臨近鐵路第一排房子前沒有其他建筑物，所以障礙物聲衰減（LS）不存在。聲屏障只設(shè)在單側(cè)，所以反射聲修正量（Lr）不進(jìn)行計(jì)算。聲屏障實(shí)際插入損失IL=Ld-LG=16.68dB聲屏障的長(zhǎng)度計(jì)算根據(jù)下式計(jì)算：10log（L12+L' 2）/ L120.9L式中：L1聲源至受聲點(diǎn)的垂向距離； L'聲屏障附加長(zhǎng)度； L實(shí)際聲屏障插入衰減，本設(shè)計(jì)為16.68dB。聲屏障的插入損失為16.68dB（A），垂向距離為30m。則聲屏障的附加長(zhǎng)度為：L166.25m，聲屏障的附加長(zhǎng)

35、度取166.25m那么，聲屏障的總長(zhǎng)度為：166.25×2+100=432.5m7、設(shè)計(jì)結(jié)果校核 聲屏障的高度為3m，長(zhǎng)度為432.5m，距鐵路外軌2m處。降噪效果良好，實(shí)際聲屏障插入衰減為16.68dB（A聲級(jí)）。插入聲屏障后，敏感點(diǎn)的噪聲晝間為48.9dB，夜間為48.89dBA，再加上地面和大氣還可以吸收點(diǎn)，所以肯定可以滿足聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB30962008）中二類區(qū)晝間60dB，夜間50dB的要求，敏感點(diǎn)噪聲達(dá)標(biāo)。8、景觀設(shè)計(jì)當(dāng)鐵路聲屏障設(shè)置在地面時(shí)，應(yīng)充分考慮到聲屏障對(duì)鐵路沿線居民產(chǎn)生的隔離作用、圍堵感受和日照影響，因而在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分利用聲屏障的輕型、透視和色彩多樣、垂

36、直綠化的作用，保證道路寬度和建筑物高度間的比例關(guān)系，盡量保持屏障與建筑物之間得到足夠的空間，高度要適度，使列車駕駛員無逼仄的感覺。在某些合適的地段也可以選擇透明的聲屏障，一方面使車內(nèi)人員與周圍環(huán)境相接觸，與路外的景觀仍融為一體，另一方面也改變了聲屏障單調(diào)的局面。通過改變聲屏障頂部的線條，使聲屏障不再是單調(diào)的壁障而成為變化多樣的流線型、帶有動(dòng)感的特色建筑物，改變了原有聲屏障單調(diào)、枯燥、乏味的情調(diào)。色彩的變化也是聲屏障景觀設(shè)計(jì)采用的手法，不僅色彩以淡雅明朗為宜，而且每隔一段距離，可用色彩變化來組成幾何圖案，從而改善列車運(yùn)行環(huán)境。垂直綠化或人造綠色景觀，使聲屏障成為周圍環(huán)境的自然“偽體” ，讓屏障能

37、柔和地進(jìn)入乘務(wù)人員及旅客的視線。參考文獻(xiàn)1.鄭上聚.環(huán)境工程手冊(cè)環(huán)境噪聲控制卷.北京： 高等教育出 版社，2000 2.李家華.環(huán)境噪聲控制.北京:冶金工業(yè)出版社，1995 3.馬大猷.噪聲與振動(dòng)控制工程手冊(cè).北京： 中國機(jī)械工業(yè)出 版社，2002 4.高紅武主編.噪聲控制工程.武漢:武漢理工大學(xué)出版社， 20035.洪宗輝 環(huán)境噪聲控制工程 高等教育出版社 2002 年 6 月第一版； 6.陳杰瑢 物理性污染控制工程 高等教育出版社 2007 年 1 月第一版；7.中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(HJT 902004 ) 聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測(cè)量規(guī)范 物理性污染控制課程設(shè)計(jì)離心風(fēng)機(jī)排風(fēng)口噪聲設(shè)計(jì)

38、 學(xué)生姓名 何 殿 基 任課教師 吳 軍 年 學(xué) 院 資源環(huán)境學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年 級(jí) 2009 級(jí) 消聲器設(shè)計(jì)離心風(fēng)機(jī)排風(fēng)口噪聲設(shè)計(jì)1、環(huán)境噪聲的基本情況某廠一大型離心風(fēng)機(jī)位于工業(yè)廣場(chǎng)附近，距風(fēng)機(jī)出口左側(cè)100m處有一座辦公樓，右側(cè)及前方為綠地。由于出氣口噪聲很高，影響工程技術(shù)人員機(jī)人們的工作效率；另外，風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)噪聲也很高，但操作者經(jīng)常呆在隔聲間內(nèi)，故機(jī)殼和電機(jī)的噪聲危害不大，可以不予考慮。鑒于上述情況，可對(duì)排氣噪聲采取控制措施。在辦公樓窗前1m處測(cè)得的環(huán)境噪聲如下表所示：倍頻程 Hz125250500100020004000倍頻帶聲壓級(jí) dB4456656050362、離心風(fēng)機(jī)的基本

39、情況大型風(fēng)機(jī)K2-73-02N032F風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)：功率2500Kw，風(fēng)量9500m3/h，風(fēng)機(jī)葉片數(shù)為12，轉(zhuǎn)速600r/min。出風(fēng)口為直角擴(kuò)散彎頭，出口為3×3m的正方形。在風(fēng)機(jī)排風(fēng)口左側(cè)45度方向1m處，測(cè)得A聲級(jí)為109dB，其倍頻帶聲壓級(jí)如下表所示：倍頻程Hz125250500100020004000A倍頻帶聲壓級(jí)dB100108108103100951093、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范說明本設(shè)計(jì)所參考的標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范均以工業(yè)企業(yè)噪聲設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ87-85、聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3069-2008為基準(zhǔn)。4、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一消聲器，使得風(fēng)機(jī)排風(fēng)口左側(cè)45度角方向1m處的A聲級(jí)降為7

40、5dB。（滿足NR-70）根據(jù)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求，檢驗(yàn)在辦公樓窗前1m處，根據(jù)所采用的消聲器能否滿足該功能區(qū)的聲環(huán)境要求。消聲器的設(shè)計(jì)計(jì)算消聲器設(shè)計(jì)表:項(xiàng)目倍頻程中心頻率/Hz125250500100020004000進(jìn)氣口噪聲/dB100 108 108 103 100 95 降噪要求（NR70）83 78 73 70 68 66 消聲器應(yīng)有消聲量/dB17 30 35 33 32 29 消聲器周長(zhǎng)與截面比13 13 13 13 13 13 材料吸聲系數(shù)0.50 0.80 0.85 0.85 0.86 0.80 消聲系數(shù)0.75 1.25 1.31 1.31 1.33 1.25 消聲器所需長(zhǎng)度/m

41、1.74 1.85 2.05 1.94 1.91 1.78 消聲器設(shè)計(jì)長(zhǎng)度/m2.102.102.102.102.102.10實(shí)際消聲量/dB20.48 34.13 35.76 35.76 36.31 34.13 出口噪聲/dB79.52 73.87 72.24 67.24 63.69 60.87 A計(jì)權(quán)修正值/dB-16.1-8.6-3.201.21修正后各頻帶聲級(jí)/dB63.42 65.27 69.0467.24 64.89 61.87 高頻失效修正值/dB11.37 高頻失效修正后的聲級(jí)/dB73.24總的A計(jì)權(quán)聲級(jí)/dB73.24dB<75dB通道的當(dāng)量直徑D/m2b1h/（b1h）=0.214高頻失效f/Hz2939.251 消聲器的選擇:阻性消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過的一種器