高速铁路的防灾安全监控与环境保护概述(PPT 81页).ppt

* 噪声源 按噪声的来源，可分为工业噪声、交通噪声和生活噪声。工业企业的噪声按产生的机理又可分为三种：一种是空气动力性噪声，如各种风机、空气压缩机、汽笛、高速气流等所产生的噪声；第二种是机械噪声，如各种车床、电锯、铁路车轮滚动所产生的噪声；第三种是电磁性噪声，如发电机、变压器、电力机车集电系统所产生的噪声等。 高速铁路由于具有高速、高架、电气化等特点，其辐射噪声与普通铁路有所不同，主要体现在噪声源及其辐射强度等方面。高速铁路的噪声主要由轮轨噪声、集电系统噪声、空气动力噪声、建筑物激励噪声和其他机械噪声等组成，如图所示。 * 高速铁路噪声源分布示意图 * 1．轮轨噪声 轮轨噪声是高速铁路的主要噪声源，它产生的噪声来自三个方面： （1）车轮通过钢轨轨缝、道岔以及擦伤后的车轮在钢轨上滚动时产生的冲击声。 （2）车轮与钢轨粗糙的接触表面相互作用后所产生的轮轨振动轰鸣声。 （3）车轮通过曲线时，轮缘挤压外轨以及内侧车轮踏面在钢轨上滑动所产生的摩擦噪声。 高速轮轨噪声主要通过车轮辐射，仅有小部分通过钢轨辐射，其声能分布的频域范围较宽。 * 2．集电系统噪声 凡由动车组受电弓引发的声音，统称为集电系统噪声，它产生的噪声来自三个方面： （1）受电弓沿接触网导线滑动而引发的机械滑动声。 （2）受电弓离线时产生的电弧放电噪声（拉弧声），它与接触网吊弦弧度的大小有关。 （3）整个受电弓与导线滑动过程中产生的风切声，它与导线的张力有关。 其中电弧噪声最大，有时瞬时可达100dB(A)。 * 3．空气动力噪声 在高速铁路上行驶的动车组，会使车体表面出现空气流中断，并因此引起涡流，从而产生空气动力噪声。这种噪声与列车的行驶速度、车体表面的粗糙程度以及车体前端是否流线化等因素有关。 4．建筑物激励噪声 高速铁路的路基、高架混凝土桥、钢桥、隧道等建筑结构在振动状态下均可成为二次辐射噪声源。不同的基础建筑结构，辐射噪声级不同。路堤型路基噪声高于路堑型路基。在桥上或高架结构物上产生的振动能以低频噪声再传播，尤其当列车通过无道碴轨道的钢桥时，这种二次辐射噪声值较为明显。高速列车行驶在隧道出口处，因微气压波，导致能量很大的冲击噪声。 * 5．其他机械噪声 在高速铁路噪声源中，其他机械噪声与列车速度虽无直接关系，但由于机车功率提高而同样显得突出，例如动力传动机构、牵引电机冷却风机及其气流等。此外密闭车厢内的设施，例如空调机组及其通风管道布置，车内电器装置等，也会对车厢内环境产生噪声。 高速铁路列车运行时产生的总噪声级，由以上几种噪声叠加而成，不同的列车速度和不同的减振降噪措施条件下，上述几项影响的重要程度是不一样的。一般认为列车速度在240km/h以下时，轮轨噪声对沿线环境的影响较大；列车速度在240km/h以上时，空气动力噪声和集电系统噪声增大，与轮轨噪声共同成为主要声源。当运行速度不同时，上述各噪声因素对总声级的贡献呈动态变化。日本新干线试验研究表明：当列车速度低于240km/h时，轮轨噪声为主要声源，约占总噪声能量的40%以上；当列车速度达到300km/h时，轮轨噪声与空气动力噪声、集电系统噪声增大共同成为主要声源，各占30%左右 * 日本新干线高速铁路各种噪声源强度 单位：dB(A) 注：测试条件：①测点距铁路中心线25m，高于地面1.2m；②高架结构（8～10m）；③整体（吸声）道床；④2m高声屏障。 * 国外经过多年的研究开发，高速铁路的噪声级有了较大幅度的降低。国外高速铁路噪声级（列车通过时的噪声值）如表10-5所示。从表中可以看出，法国高速铁路的噪声级最高，德国其次，日本最低。 国外高速铁路噪声级 单位：dB(A) 注：①带“*”的为计算值，其余均为实测值；②测点距铁路中心线25m，高于地面1.2m。 * 噪声环境评价标准 不同国家不同发展阶段的高速铁路，在噪声水平控制技术上有很大的差异。尤其是铁路噪声所受的影响颇多，在产生和传播过程中，不同的线路结构、桥梁结构、不同的建筑群类型和布局以及不同的动车组等均对噪声的大小及范围有很大影响。因此，确定噪声的控制标准是一项比较复杂的任务。 有关高速铁路噪声标准，目前仅日本和法国已制定执行，其他国家大多仍受既有铁路噪声标准控制。标准值各国主要通过调查沿线居民对噪声的烦恼度，进行数理统计分析后提出，因而数值大小与各国国情有关。 * 日本新干线噪声限值为列车通过时的最大声级，其限值如下： Ⅰ类地区（主要为住宅的地区）：LAmax≤70 dB（A）； Ⅱ类地区（商业、工业等Ⅰ类以外地区）：LAmax≤75 dB（A）。 法国高速铁路标准为等效声级Leq，昼间65 dB（A）。我国既有铁路噪声限值为距铁路外轨中心线30 m处，昼夜等效声级均为Leq= 70 dB（A）