城市軌道交通噪聲測試分析

時間：2022-08-18 19:29:57 論文我要投稿

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關于城市軌道交通噪聲測試分析范文通用1

　　摘要：本文分析了城市軌道交通高架線噪聲產生根源、傳播規律，介紹了噪聲評價標準，并從聲源、傳播途徑和受聲點保護三方面提出了降噪技術措施及應用實例。

　　關鍵詞:城市軌道交通；輪軌噪聲；噪聲控制

　　1、前言

　　城市軌道交通是一種安全舒適、準時快捷、大運量的交通工具，對解決城市人口密度大、交通需求突出、城市環境污染嚴重等問題，具有無可比擬的優越性。但其噪聲影響問題已經成為大家關注的焦點，特別是高架線的噪聲影響，這在一定程度上是決定高架線是否能得到人們接受和認可的關鍵。

　　2、城市軌道交通高架線的噪聲根源與形成分類

　　城市軌道交通系統產生的噪聲主要來自軌行系統、列車牽引系統、輔助設備和高架橋梁結構的輻射噪聲及列車運行時空氣動力噪聲等。

　　1)輪軌噪聲

　　主要是列車行駛時車輪和鋼軌相互作用引起的噪聲，包括車輪撞擊軌道不連續部位時的撞擊聲、輪軌踏面凸凹不平時發出的轟鳴聲和列車沿小曲線半徑軌道運行時產生的尖叫聲。

　　2)牽引動力系統噪聲

　　牽引系統設備運轉所產生的噪聲，包括牽引電機及其冷卻風扇、齒輪箱以及空氣壓縮機的噪聲。

　　3)輔助設備噪聲

　　主要是指制動系統在實施制動時閘瓦與制動盤之間的摩擦振動，它激發制動閘瓦片、閘瓦托架以及制動盤等產生自激振動形成噪聲。此外，還有制動懸掛連接件之間相互撞擊產生的噪聲和空調裝置以及電氣設備冷卻風扇發出的噪聲等。

　　4)高架橋的低頻噪聲

　　當列車行駛在高架橋上時，輪軌相互作用產生振動通過軌道傳遞給支撐結構，支撐結構將噪聲向周邊環境進行傳播，形成一種低頻噪聲。

　　5)車輛運行時的空氣動力噪聲

　　隨著列車速度提高，空氣動力噪聲明顯增大，當列車速度達到200km/h以上時，空氣動力噪聲急劇上升，并且成為環境噪聲的重要組成部分。但是城市軌道交通的行車速度都在80～120km/h，所以輪軌噪聲成為最為突出的問題。

　　3、城市軌道交通噪聲的評價標準

　　目前我國還未制定城市軌道交通噪聲的評價標準，現在普遍采用等效聲級laeq:db作為環境噪聲標準，并分晝夜兩個時間進行評價，評價標準參照下表。城市區域環境噪聲標準值（gb3096-93）單位：db（a）

　　4、城市軌道交通高架線的噪聲傳播規律及特性

　　噪聲作為一種聲音，是由于噪聲源的振動引起的，實際是在介質中傳播的機械波，它具有能量特征。根據噪聲的傳播方式，可分為：空氣傳播噪聲和結構輻射噪聲。空氣傳播噪聲是噪聲以波的形式并以一定速度在空氣中傳播，其強度在遠離聲源的區域逐漸減弱；結構輻射噪聲是振動產生的噪聲波以不同的速度在固體物質中傳播，它主要以折射波的形式傳播。高架線噪聲傳播特性：

　　1、高架線噪聲源的位置高、傳播面廣。由于高架橋的位置相對較高，噪聲傳播的面較廣。噪聲傳至受聲點的途徑一種是直接傳播，另一種是通過地面的反射。受聲點的噪聲強度往往是兩者共同作用的結果。

　　2、軌道交通噪聲的規律性、間歇性。列車只有在運營期間才產生噪聲影響，而列車的發車間隔是3～5分鐘，長度140m的列車以80km/h通過某點的時間約為6.3秒。這樣可以看出列車的噪聲影響與運營時間、發車間隔相關聯，具有間歇性，這相對道路噪聲有明顯的區別。

　　3、軌道交通的人均噪聲的產生量較小。廣州地鐵二號線采用6輛編組列車，每列車的標準荷載1800人。這相對于其他運載工具，人均的噪聲產生量較小。

　　4、高架線降噪的工程措施及應用實例

　　為降低噪聲的不利影響，可從噪聲源、噪聲傳播途徑和噪聲敏感目標防護上著手。從噪聲源著手進行控制是主動有效的，但由于現在的.技術水平和條件限制，很難達到理想效果，因此還必須在其傳播途徑、受聲點保護上采取適當的措施。

　　1)采用特殊的車輛結構設計

　　高架軌道交通車輛應進行特殊設計,如增加車輛裙板及車底設置吸聲結構等，香港西鐵就采用這種形式的車輛。采用低噪動力牽引系統，溫哥華、底特律、吉隆坡等城市采用了直線電機牽引系統，省去了齒輪箱等一系列傳動結構，減少了許多噪聲源。另外，采用徑向轉向架車輛可以順利通過曲線，減少輪軌噪聲和輪軌磨耗。

　　2)減少輪軌作用面的摩擦與不平順

　　輪軌噪聲是軌道交通噪聲的主要來源。定期打磨鋼軌、鏇車輪，可以保證輪軌表面的光滑，減少振動輻射噪聲。在韓國等地使用了kelsan的產品，列車通過時它可以在輪軌作用面形成薄膜，來改善輪軌接觸面的摩擦，減少尖叫聲。在使用了此產品的漢城地鐵通過測量比較，10輛編組列車在通過同一曲線可以降低噪聲19db(a)。

　　3)采用減振降噪鋼軌

　　通過增加鋼軌阻尼、增加鋼軌吸振性能、埋入式鋼軌等措施降低鋼軌輻射噪聲。在噪聲敏感地段,采用軌腰粘貼夾層結構，外面是5mm鋼板通過一種特殊的彈性的黏合劑連接到高吸振層上。這樣可以增加振動沿鋼軌的衰減率，從而達到降噪的目的。日本的高架鐵道采用了這種形式,經測試可降低噪聲3～5db(a)。采用埋入式鋼軌是將鋼軌埋入混凝土槽中并用阻尼材料填充軌底及軌腰，鋼軌的振動水平降低，噪聲隨之降低。在葡萄牙波爾圖市stcp高架線，使用了荷蘭edilon公司的埋入式鋼軌產品，最終很好的控制高架線的噪聲。

　　4)高架結構形式的選擇

　　采用合理的高架結構也能減少結構的輻射噪聲。加拿大的斯卡波羅輕軌高架橋結構采用槽型梁也有利于降低噪聲；為了降低結構輻射的噪聲，香港西鐵采用雙箱單室梁結構。

　　5)采用減振軌道結構，降低噪聲源的振動水平

　　減振軌道結構包括減振扣件和減振軌下基礎。減振軌下基礎是在產生振源的軌道結構下部加裝阻尼結構達到減振目的，降低噪聲輻射。其中國內外廣泛使用的有浮置板道床、彈性短軌枕結構。減振扣件是用一些彈性元件隔斷部分振波或聲波，其中廣泛采用的主要有科隆蛋”減振扣件。pandrol公司的vanguard扣件在英國的維多利亞線取得了較好的減振降噪效果。vanguard扣件可以降低結構振動，控制結構低頻噪音。

　　6)合理的線路設計

　　線路宜采用無縫線路，減少車輪對鋼軌接頭的沖擊噪聲。線路設計應盡量避免使用小半徑曲線,以降低輪軌沖擊摩擦的尖叫噪聲。同時還可結合自然地質特性,采用相應的敷設型式。如德國柏林的一條地鐵在穿越高檔別墅區時就采用了深路塹的方式來降低噪聲的影響。

　　7)設置聲屏障或隔音罩是降低軌道交通噪聲的一種有效措施。聲屏障可將波長短的高頻噪聲反射回去，使屏障后面形成“聲影區”，在聲影區內噪音明顯下降。九廣鐵路太和火車站設置的強化玻璃纖維混凝土隔音罩后可以降低15-20db(a)列車噪音。香港輕軌位于屯門官立小學高架線采用1.9m透明板塊聲屏障可以降低噪聲5-8db(a)。

　　5、結語

　　雖然軌道交通高架線的噪聲影響是人們十分關注的問題，但是國內外的大量工程都已經很好的解決了這個問題。在有世界上最嚴格環保要求的香港，西鐵高架線采取綜合措施：梁形為雙箱單室梁，列車安裝吸音內襯和防聲裙，高架橋兩側安裝聲屏障；軌道兩側的人行道安裝了吸音材料，采用浮置板軌道結構、科隆蛋減振扣件等（如下圖所示），最終列車通過的瞬時噪聲僅為61db(a)，完全滿足環保要求。可見，只要采用合理的工程措施，高架線的噪聲影響是可以解決的，并可以充分發揮高架線占地少、造價低、工期短、利于穿越地質情況復雜地段等特點，這十分有利于城市軌道交通的健康發展。參考文獻：

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　　4.雷曉燕等，輪軌噪聲預測與控制方法綜述，城市軌道交通研究，20xx，（1）

關于城市軌道交通噪聲測試分析范文通用2

　　摘要:基于城市軌道交通噪聲環境影響的特點,對城市軌道交通噪聲環境影響評價的幾個關鍵問題進行了探討,構建了城市軌道交通噪聲環境影響評價方法及預測模式。以廣州市軌道交通六號線為例,對提出的噪聲環境影響評價方法進行了實證分析,結果可行。

　　關鍵詞:軌道交通;噪聲;環境影響評價;模式預測

　　近年來我國城市軌道交通發展迅速,目前全國已有20多個城市在建或擬建城市軌道交通工程,由此引發的噪聲影響也已成為突出的環境問題之一,引起社會各方面的廣泛關注[19]。因此,如何準確有效地評估和預測城市軌道交通運營后對沿線周邊環境的噪聲影響,提出預防或減緩不良環境噪聲影響的對策和措施,是實現面向可持續發展的城市軌道交通環境影響評價有效性的重要內容。我國城市軌道交通建設項目環境影響評價工作起步較晚,目前尚無一套完整統一的、可供實際使用的噪聲環境影響評價方法和模式[10,11]。現以廣州市城市軌道交通六號線工程環境影響評價為例,結合我國目前正廣泛開展的城市軌道交通工程環境影響評價的實際需要,對城市軌道交通噪聲環境影響評價方法進行探索和實例分析。

　　1評價范圍與評價標準

　　噪聲環境影響評價應選擇受噪聲影響較大的居民區、學校、醫院等環境敏感點。一般敏感點控制在臨線路第一排樓房以內區域,重要敏感點如學校、醫院等擴大至臨線路第二排樓房。評價范圍一般為:風亭和冷卻塔噪聲為周圍40m以內區域,地面段、高架段兩側距外軌中心線各150m以內區域,車輛段廠界外150m以內區域。

　　由于我國目前尚無專門的城市軌道交通環境噪聲標準,在城市軌道交通工程噪聲環境影響評價中,存在執行標準不統一的問題[7]。城市軌道交通噪聲評價應以現有相關標準為基本依據,如果不能正確理解和應用現有標準體系,將導致錯誤的評價結論,并對噪聲環境污染防治、環境規劃與管理產生誤導[8]。因此,評價中選用的標準必須符合項目所在地區的環境功能區劃及《城市區域環境噪聲標準》適用區域劃分要求。

　　2環境噪聲現狀評價

　　噪聲環境現狀評價應在現場調查和現狀監測的基礎上進行。現場調查主要通過實地踏勘、現場詢問和走訪座談等方式,詳細了解主要噪聲敏感點的分布、功能、規模、建筑物布局、受影響人數及周圍聲環境概況。同時走訪線路沿線環境保護和規劃部門,收集相關城市環境功能區劃、城市發展規劃及環境噪聲適用標準等基礎資料,聽取有關部門及公眾對評價工作的意見和要求。

　　全面把握軌道交通沿線聲環境現狀,為噪聲預測提供基礎資料,還應進行現狀監測[9]。環境噪聲測量值為a聲級,以等效連續a聲級作為評價量。環境噪聲現狀監測主要針對分布有敏感點的高架段、車站風亭和冷卻塔、變電所、車輛段及進入車輛段地面路段布點,監測點一般布設在距聲源最近的臨線路第一排敏感點處,重要敏感點或工程后受影響較大的地段適當增加監測點。同時由于城市交通干道交通噪聲突出,對評價范圍內的主要交通干道亦設置監測點,使所測量的數據既能反映評價區域的聲環境現狀,又能為噪聲預測提供可靠的基礎數據。

　　3預測方法及模式

　　3.1預測方法

　　噪聲環境影響預測主要根據擬建軌道交通工程的性質和規模,選擇邊界條件近似的即有噪聲源進行類比監測和調查。并在此基礎上,結合項目所在區域的環境噪聲現狀背景值、車輛技術參數及設計作業量,采用《環境影響評價技術導則聲環境》(hj/t2.41995)中推薦的預測方法對列車正常運行時高架段道路兩側、地下段以及車輛段周圍環境噪聲敏感點的等效連續a聲級進行預測。

　　3.2預測模式

　　3.2.1高架區段

　　當單列車通過時,對某一預測點處產生的噪聲級[2-6]lpi:

　　lpi=l0+δlv-δldi-δlai-δlgi-δlbi-δlci-δlw+δlj

　　3.2.2地下區段地下區段對外界環境可能產生影響的噪聲源主要為風亭和冷卻塔,可視為點聲源。預測計算中,風亭、冷卻塔聲源單獨作用于預測點的聲級,按其噪聲傳播衰減計算公式計算式中:

　　lpa———預測點的a聲級,db;

　　lp0———聲源參考位置r0處的聲級,db;

　　r———預測點至聲源的距離,m;

　　r0———參考距離,m;

　　k———聲源幾何衰減系數,根據聲源的幾何尺寸與傳播距離的關系來確定,參照《環境影響評價技術導則聲環境》(hj/t2.41995),k=10～20;

　　lt———修正聲級,db;lt主要考慮聲源與預測點之間由于建筑物的屏障作用,空氣吸收和地面聲吸收引起的聲衰減值。根據《環境影響評價技術導則聲環境》(hj/t2.41995)及《聲學戶外聲傳播的衰減》(hj/t17247.2-1998)確定。等效連續a聲級的計算公式中:lpa———聲源在預測點處的聲級,db;

　　t———晝夜間時段,s;(晝間t=57600s,夜間t=28800s)

　　t———風亭、冷卻塔在預測時段內的累計作用時間,s;

　　lp———無列車時預測點的背景噪聲值,db。

　　4實例分析

　　4.1工程概況

　　廣州市軌道交通首期工程潯峰圩至燕塘段線路長21.0km,其中地下線長約17.7km,高架線長約3.1km,過渡段0.2km。首期工程共設車站19座,其中2座高架站,17座地下站;車輛段1座,位于沙貝立交西南側;集中供冷站2座,分別位于海珠廣場站和區莊站;主變電站2座,分別位于大坦沙站和燕塘站附近。該段工程投資估算總額約為111億元人民幣。

　　4.2確定噪聲源強

　　4.2.1直線電機運載系統噪聲源強

　　廣州市軌道交通六號線在國內尚屬首次采用直線電機運載系統,據調查,日本和加拿大直線電機驅動車輛的噪聲源強見表1。4.2.2風亭噪聲源強

　　采取類比監測方式,確定風亭噪聲源強,類比點選擇已運營的廣州軌道交通二號線的中大站風亭和鷺江站風亭。廣州軌道交通二號線風亭噪聲類比監測結果見表2。

　　4.2.3冷卻塔噪聲源強

　　該工程在海珠廣場和區莊設置集中冷站,選擇廣州地鐵二號線鷺江集中冷站進行了類比監測,并參考設計中噪聲源強度。冷卻塔主要噪聲源類比調查與監測結果見表3。

　　4.3聲環境預測評價

　　4.3.1高架段預測與評價

　　該次影響評價分析從最不利條件考慮,按區間最高速度、高架段進行預測,預測中不考慮建筑的屏障作用和環境背景噪聲的影響。預測結果綜合考慮了軌道交通設計部門給定的初、近、遠期晝夜間車流量。按晝間運營16h等效連續a聲級和夜間列車運營時段內2h的等效連續a聲級進行預測。高架段敏感點噪聲預測結果見表4。

　　由表4可見,河沙村距離線路較近,但噪聲預測值晝間僅增加了1.8db～2.9db,夜間增加了1.2db～1.5db。六號線采用直線電機運載系統投入運營以后,各敏感點初期、近期和遠期由軌道交通工程引起的噪聲增加量較小,相對于地面交通噪聲而言其貢獻率很小,項目建設對周圍聲環境影響可以接受。

　　4.3.2地下段預測與評價

　　六號線采用集中供冷系統,集中冷站設置在海珠廣場和區莊兩個站。一般情況下冷卻塔安裝在風亭建筑物之上,故預測計算中按風亭和冷卻塔共同作用于預測點來預測。同時,考慮到目前線路規劃中風亭和冷卻塔具體位置沒有確定,預測中按距敏感點最近距離和空調期來預測。表5為地下區段各敏感點受風亭和冷卻塔噪聲影響預測結果。

　　由表5可見,沿線各敏感點受風亭噪聲影響較小,而主要受市內公路交通噪聲影響。其中平安大廈噪聲變化量增幅相對較大,晝夜分別為0.7db和1.4db,主要是因為按空調期和距風亭、冷卻塔最近距離等最不利條件進行預測,在實際運營期間會優于上述工況。

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　　【摘要】城市軌道交通雖然為城市發展提供了非常便利的交通服務，但是城市軌道交通帶來的噪聲污染和振動污染等負面因素嚴重影響著軌道沿線居民的正常生活和工作。城市軌道交通噪聲測試可以為科學制定噪聲治理方案提供高價值的參考數據。在本文中，筆者以某城市的地鐵運行線為例，就城市軌道交通噪聲測試工作的相關問題進行分析和探討。

　　【關鍵詞】城市軌道交通交通噪聲噪聲測試環境檢測

　　前言

　　經濟的發展推動了我國城市的現代化進程，對于現代化的城市而言，智能化、立體化的交通系統是不可或缺的，并且該交通系統還要與城市的發展布局保持一定的協調性。因為城市軌道交通具有運行時間相對準確、乘客運輸規模相對較大等優點，因而在不少城市尤其是大型城市當中獲得了應用，緩解了城市交通擁堵和土地緊張的矛盾局面，目前已經成為不少城市發展城市交通體系的重點關注環節。城市軌道交通帶來的噪聲、振動等環境污染同樣不可忽視，不少國家為了降低城市軌道交通的負面影響，如果城市軌道交通運行單位不采取降噪措施，則會強制要求其降低其運行速度甚至限制運行。

　　在現代城市當中，交通噪聲是干擾周圍居民生活工作環境的重要噪聲來源之一，在現場監測城市軌道交通噪聲能夠為科學制定噪聲治理方案提供高價值的參考數據。

　　1.城市軌道交通噪聲的產生原理

　　一般而言，城市軌道交通噪聲主要分為機械噪聲和氣動噪聲，其中，機械噪聲又包括滾動噪聲、沖擊噪聲以及嘯叫噪聲。不同噪聲有著不同的產生原理，具體而言：

　　1.1機械噪聲

　　第一，滾動噪聲。滾動噪聲主要是指輪軌處于運動狀態時，不均勻的輪軌表面會導致輪軌出現垂直方向上的振動，從而輻射噪聲。輪軌表面的粗糙程度是造成輪軌表面不均勻的重要原因，其基本的物理過程是："輪軌表面不均勻引起波動輪軌發生振動響應振動產生聲音聲音輻射聲音傳播到接受點"

　　第二，沖擊噪聲。沖擊噪聲是滾動噪聲的一種極端表現，即，在軌道的焊點、接縫、鄰近車站處或者是輪表面的不連續處便會產生沖擊噪聲，其主要的振動方向依然是垂直方向的，但是非線性表現得十分明顯。

　　第三，嘯叫噪聲。嘯叫噪聲出現在小半徑曲線位置上，發生側向的水平向的振動。由于嘯叫噪聲的發生機理非常具體，關于嘯叫噪聲的處理無法獲得很好地廣泛適用性，這一點是與滾動噪聲不同的。但是，在處理滾動噪聲時，對嘯叫噪聲也具有一定程度的抑制效果。

　　1.2氣動噪聲

　　氣動噪聲的產生以及噪聲的分貝大小與機車的運行時速是密不可分的，一般而言，如果機車的時速越大，則氣動噪聲的分量便會越大。根據相關試驗［1］，如果機車運行時速等于低于100km/h時，那么氣動噪聲對于總體噪聲的貢獻則要明顯小于機械噪聲對于總體噪聲的貢獻；但是，如果當機車運行時速高于300km/h時，則氣動噪聲和機械噪聲的貢獻比例便會發生反轉。然而由于噪聲源位于傳播媒介當中，因此想要有效地處理氣動噪聲則顯得異常困難，但是也不是完全不可能處理，規定的機車的最佳運行時速則是比較有效且容易執行的方法。

　　通過上述論述我們知道輪軌的表面波動是機械噪聲產生的非常重要的激勵源，這并不是表示其它因素對于機械噪聲的產生不重要。例如，機車通過枕木時的低頻振動同樣是機械噪聲的主要激勵源。

　　2.城市軌道交通噪聲測試方案的確定

　　第一，監測點位布設。

　　噪聲測試點位的布設必須要依照相關原則，能夠保證測試點位布設達到以下目標：首先，能夠充分地掌握地鐵軌道沿線屬性敏感點不同、結構不同以及距離不同時噪聲增量的差異情況；其次，能夠充分掌握建筑物對噪聲的聲屏降噪效果和阻擋情況、24h分布規律、垂直方向衰減規律、水平方向衰減規律。

　　噪聲測試點位的布設必須要依照的原則主要是：首先，敏感點位原則。

（1）調查并對比環境影響報告書

　　當中敏感點位的實際受影響情況，核實相關解決方案的落實情況。

（2）監測環境影響報告書當中遺漏的距離軌道、車輛段、車站等較近的敏感點情況，了解并掌握此類敏感點影響程度，據此提出合理化的解決對策。

（3）監測環境影響報告書當中新增的距離軌道、車輛段、車站等較近的敏感點情況，了解并掌握此類敏感點影響程度，據此提出合理化的解決對策。（4）監測后排受到阻擋的建筑物與前排建筑物在

　　同一層級的噪聲情況，了解建筑物對于交通噪聲的阻擋效果。其次，傳播規律原則。

（1）高架線路段選

　　擇距軌道最近和較近的2個點位。為本次未測的敏感點提供類比分析依據。

（2）對場、段廠界選取監測。了解車輛段、停車場廠界噪聲影響程度。

（3）高架線路段，沿不同樓層高度設噪聲豎直衰減斷面；高架線路段，垂直軌道方向近軌中心線20m、40m、60m、80m處，高度1.2m設立噪聲水平衰減斷面。分析環境噪聲隨時間、空間的變化規律。

　　第二，監測要求。

　　嚴格依照《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》、《城市區域環境噪聲測量方法》、《工業企業廠界噪聲測量方法》當中的相關規定。

　　第三，數據分析。

　　分析與地鐵并行道路的車流量，道路交通噪聲、列車噪聲、混合噪聲的取值時間及對應的噪聲值，列車對不同距離噪聲敏感建筑物的影響程度及噪聲分布規律，噪聲的24h分布規律，列車噪聲、混合噪聲對背景噪聲的貢獻量，聲屏障的降噪效果等。

　　3.結束語

　　交通噪聲監測布點均要充分體現主體不同噪聲源、不同降噪措施，與受體敏感點距噪聲源的不同距離、不同樓層、不同結構、不同屬性的組合，同時根據噪聲距離傳播規律和時間規律斷面布點。監測頻次應遵循峰平兼顧、晝夜不誤的原則。

　　參考文獻

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