鐵路與城市軌道交通振動與噪聲34張課件

噪聲和振動是密切相關(guān)的，不可分開振動越大，則噪聲也就越大振動由固體介質(zhì)傳播噪聲由空氣介質(zhì)傳播當(dāng)物體振動時能引起噪聲噪聲也能引起固體介質(zhì)的振動所以就要根據(jù)振動和噪聲的特性采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ赃_(dá)到減振降噪的目的噪聲和振動是密切相關(guān)的，不可分開1圖8-1輪軌噪聲示意圖圖8-1輪軌噪聲示意圖21．振動對人的影響人對振動的響應(yīng)限界，這四個參數(shù)是：振動頻率振動水平振動作用于人體的方向暴露時間第一節(jié)振動的產(chǎn)生及評價標(biāo)準(zhǔn)1．振動對人的影響人對振動的響應(yīng)限界，這四個參數(shù)是：第一節(jié)3表8-1人體能承受振動加速度的最小值人體承受振動時間(小時)2484垂向振動加速度(m/s2)≤0.14≤0.315≤0.53橫向振動加速度(m/s2)≤0.1≤0.224≤0.355表8-1人體能承受振動加速度的最小值人體承受振動時間(4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)振動環(huán)境中，就會影響人的安全和健康，因此制定保障安全與健康的振動“暴露極限”，把上述“疲勞—工效降低界限”的相應(yīng)值提高一倍，就成為振動的“暴露極限”。即舒適感降低界限和暴露極限。把“疲勞---工效降低界限”的相52.環(huán)境振動測量描述振動的物理量為頻率和振幅對人體來說，能感知的振動頻率范圍是1~0.1kHz對于環(huán)境振動，人們所關(guān)心的是人體反映特別敏感的1~80Hz的振動2.環(huán)境振動測量描述振動的物理量為頻率和振幅6加速度評價加速度也常用加速度級La表示，其定義為：(dB)(8-1)式中a為振動的加速度有效值；a0為加速度參考值(10-6m/s2)。加速度評價加速度也常用加速度級La表示，其定義為：7單值振動級評價用來評價振動對人體的效應(yīng)，同時便于簡化測量，其定義為：

式中，VL為振動計權(quán)加速度級(dB)；VALi為每個頻帶的振動加速度級(dB)；ai為各個頻帶的計權(quán)因子。單值振動級評價用來評價振動對人體的效應(yīng)，同時便于簡化測量，其83．振動強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)表8-2ISO關(guān)于建筑物內(nèi)振動限制值的建議值表8-2ISO關(guān)于建筑物內(nèi)振動限制值的建議值地點時間振動級，dB，a0=10-6(m/s2)連續(xù)、間歇振動和重復(fù)性沖擊每天只發(fā)生數(shù)次的沖擊振動嚴(yán)格工作區(qū)(醫(yī)院手術(shù)室、精密試驗室)全天X(Y)軸Z軸混合軸X(Y)軸Z軸混合軸717471717471住宅白天77-8380-8677-83107-110110-113107-110夜間74777474-9777-10074-97辦公室全天838683113116113車間全天8992891131161133．振動強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)表8-2ISO關(guān)于建筑物內(nèi)振動限制值的建議9表8-3城市各類區(qū)域鉛垂向Z振級標(biāo)準(zhǔn)值(dB)區(qū)域類型適用地帶范圍晝間夜間0特殊住宅區(qū)65651居民、文教區(qū)70672混合區(qū)、商業(yè)中心區(qū)75723工業(yè)集中區(qū)75724交通干線道路兩側(cè)7572

鐵路干線兩側(cè)8080表8-3城市各類區(qū)域鉛垂向Z振級標(biāo)準(zhǔn)值(dB)區(qū)域類型10表8-4各國鐵路環(huán)境振動限值

表8-4各國鐵路環(huán)境振動限值國家限值(dB)依據(jù)或發(fā)布部門中國86“京滬高速鐵路環(huán)境影響預(yù)評價”研究提出的建議值中國80GB10070—1988《城市區(qū)域環(huán)境振動標(biāo)準(zhǔn)》日本90日本環(huán)境廳國際鐵路聯(lián)盟86ORE報告提出的建議值挪威83.5~91Oslo~Gardermoen鐵路的設(shè)計要求表8-4各國鐵路環(huán)境振動限值表8-411第二節(jié)噪聲的產(chǎn)生及評價標(biāo)準(zhǔn)表8-5典型的噪聲強(qiáng)度交通運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200130空襲警報

痛閾噪聲汽車?yán)?110強(qiáng)功率搖滾樂

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5090空氣鑿巖錘50長期暴露喪失聽力列車從結(jié)構(gòu)物上通過5085

城市公共汽車5080推土機(jī)50令人煩惱吸塵器3

列車通過5075攪拌機(jī)3

高速公路5070割草機(jī)50

停站列車5065洗衣機(jī)3有干擾低交通量道路5060電視機(jī)10

談話10

低交通量道路10050電冰箱3安靜

40圖書館

30細(xì)聲談話15非常安靜

0

聽力臨界值第二節(jié)噪聲的產(chǎn)生及評價標(biāo)準(zhǔn)表8-5典型的噪聲強(qiáng)度交通運12(1) 聲功率級

W為聲功率(W)；W0為參考聲功率，取1×10-12(W)(2) 聲強(qiáng)級I為聲強(qiáng)(W/m2)；I0為參考聲強(qiáng)，取1×10-12(W/m2)(1) 聲功率級W為聲功率(W)；W0為參考聲功率，取113（3）聲壓級聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系聲壓級計算式聲功率級與聲壓級之間的關(guān)系空間點聲源光滑地面點聲源p為聲壓(N/m2)；p0為參考聲壓，取2×10-5(N/m2)（3）聲壓級聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系聲壓級計算式聲功率級與聲壓級之間14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。人耳級感受的頻率為20Hz~20kHz，目前所用的噪聲測量儀采用A加權(quán)方法。A加權(quán)曲線在同樣聲壓情況下，不同的頻率人的感受也不一樣，有此聲15等效噪聲等效聲級LAeq為規(guī)定時間內(nèi)A聲級的能量平均值

連續(xù)信號：離散信號：等效噪聲等效聲級LAeq為規(guī)定時間內(nèi)A聲級的能量平均值連續(xù)16噪聲標(biāo)準(zhǔn)按ISO的標(biāo)準(zhǔn)，90(或85)dB時允許工作8h，而每超過3dB，工作時間相應(yīng)減半，在96dB噪聲區(qū)，只能工作2h。噪聲標(biāo)準(zhǔn)按ISO的標(biāo)準(zhǔn)，90(或85)dB時允許工作17我國1990年11月頒布的《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》

我國1990年11月頒布的《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》18第三節(jié)鐵路噪聲的組成牽引電機(jī)和動力設(shè)備噪聲輪軌相互作用和軌道結(jié)構(gòu)振動噪聲車體的空氣動力噪聲如橋梁地段，還有結(jié)構(gòu)的二次噪聲如電力機(jī)車車輛，則還有受電弓噪聲第三節(jié)鐵路噪聲的組成牽引電機(jī)和動力設(shè)備噪聲19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力噪聲高速列車的噪聲主要有四部分組成：20綜合噪聲四種噪聲形成，計算式如下：式中，為列車通過時的綜合噪聲，為輪軌噪聲為結(jié)構(gòu)噪聲為受電弓噪聲為車體空氣動力噪聲綜合噪聲四種噪聲形成，計算式如下：21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。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，22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)噪聲第四節(jié)輪軌噪聲3種主要類型：23滾動噪聲和波磨噪聲(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)列車通過時，就產(chǎn)生滾動噪聲。

滾動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，使得車輪滾動過程中，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噪聲的：3~10%；軌頭半徑變化也要占滾動噪聲的：10~15%；滾動噪聲和波磨噪聲(轟鳴噪聲)由于鋼軌或車輪表面的粗糙24沖擊噪聲主要由于輪軌接觸斑的瞬間分離，造成沖擊噪聲。車輪通過軌縫、道岔或擦傷的車輪等在鋼軌上滾動時所引起的噪聲如低(高)接頭、鋼軌剝落、車輪扁瘢等都可以引起附加的輪軌動力激發(fā)車輪和鋼軌振動造成輪軌輻射噪聲沖擊噪聲主要由于輪軌接觸斑的瞬間分離，造成沖擊噪聲。25嘯叫噪聲當(dāng)車輛通過小半徑曲線時由于車輪受轉(zhuǎn)向架的約束，不能正切于鋼軌運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時橫向滑過軌頭由此產(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)的窄頻帶的尖叫聲嘯叫噪聲當(dāng)車輛通過小半徑曲線時26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產(chǎn)生。噪聲的頻率車輪噪聲峰值約在1k~2kHz范圍內(nèi)，屬高頻噪聲；275.輪軌噪聲的預(yù)測(1)輪軌表面粗糙度激勵(2)車輪振動(3)鋼軌振動(4)軌枕振動(5)聲輻射5.輪軌噪聲的預(yù)測(1)輪軌表面粗糙度激勵286.輪軌噪聲的估算(1) 無縫線路軌道(2) 普通有縫線路軌道(3) 隧道內(nèi)線路軌道6.輪軌噪聲的估算(1) 無縫線路軌道29第五節(jié)減振降噪措施1.降低滾動噪聲的措施(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五節(jié)減振降噪措施1.降低滾動噪聲的措施30第六節(jié)