第八章铁路与城市轨道交通振动与噪声.ppt

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 表8-1 人体能承受振动加速度的最小值 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1~0.1kHz 对于环境振动，人们所关心的是人体反映特别敏感的1~80Hz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(10-6m/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)；ai为各个频带的计权因子。 3．振动强度标准 表8-4 各国铁路环境振动限值 第二节 噪声的产生及评价标准 (1) 声功率级 （3）声压级 等效噪声 噪声标准 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：3~10%； 轨头半径变化也要占滚动噪声的： 10~15%； 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1k~2kHz范围内，属高频噪声； 钢轨噪声峰值约在500~1kHz范围内，属中、低频噪声； 滚动噪声峰值在500~1kHz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4k~6kHz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