鐵路全封閉聲屏障降噪效果試驗(yàn)研究

李佳佳

摘要：我國(guó)主要的噪音控制措施是采用直立式聲屏障礙，其包含聲影區(qū)范圍內(nèi)有很好的降噪效果?，F(xiàn)階段，半封閉聲屏障和全封閉聲屏障被廣泛地應(yīng)用到城市交通中，但使用在鐵路范圍內(nèi)的極少，為了保護(hù)鐵路的生態(tài)環(huán)境，保護(hù)小鳥類的野生動(dòng)物全封閉聲屏障在深圳特區(qū)被首例應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)更好的降噪效果，使用了間接的辦法進(jìn)行了鐵路現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果明確了全封閉聲屏障降噪有良好特性，上述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)僅為我國(guó)高速鐵路聲屏障進(jìn)行選型及設(shè)計(jì)優(yōu)化帶來參考。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;全封閉聲屏障;測(cè)試研究

1.測(cè)試工程概況

通過資料顯示，現(xiàn)階段我國(guó)高速鐵路總長(zhǎng)達(dá)到3萬km，聲屏障作為降噪設(shè)備廣泛使用在我國(guó)高速鐵路中，全封閉聲屏障應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外鐵路的非常少。深茂鐵路原設(shè)計(jì)速度為 200 km /h，與景區(qū)“小鳥天堂”鳥類棲息大約水平距離 800 m，要有效降低鐵路運(yùn)行的噪聲給鳥類棲息環(huán)境帶來影響，設(shè)置使用了全封閉聲屏障了，長(zhǎng)約 2 km，這是我國(guó)首個(gè)高速鐵路線路使用全封閉聲屏障案例。本文從該區(qū)段全封閉聲屏障作為研究對(duì)象，剖析全封閉聲屏障在高速道路應(yīng)用的價(jià)值，并提供出對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本次測(cè)試的動(dòng)車組型號(hào)為 CRH2C-2068，全封閉聲屏障區(qū)域段與江門站距離僅為 2. 7 km，從江門站到聲屏障區(qū)段運(yùn)行時(shí)，要連續(xù)通過其約半徑為600m與半徑約為1200 m的兩段不同曲線，該段全封閉聲屏障區(qū)段內(nèi)設(shè)計(jì)列車運(yùn)營(yíng)速度必須低于120 km /h，本次測(cè)試速度低于135km /h。

2.測(cè)量方法

本次選用的測(cè)試方法主要參照HJ/ T90-2004《聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測(cè)量規(guī)范》，分別在前后安裝聲屏障測(cè)量，根據(jù)相同的受聲點(diǎn)位置和參考位置的聲壓級(jí)。由于測(cè)量時(shí)聲屏障已安裝完成，無法進(jìn)行移除，因此只能采用間接法測(cè)量分析的辦法進(jìn)行聲屏障降噪的效果測(cè)試。對(duì)于聲屏障安裝前效果選擇了其等效的其他測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的等效性，選擇測(cè)點(diǎn)時(shí)充分參考了地形、地貌、聲源特性、周圍建筑物反射、氣象與地面條件都具有相似性的測(cè)點(diǎn)。

使用多通道噪聲的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別記錄測(cè)點(diǎn)處不同動(dòng)車組通過該測(cè)點(diǎn)的噪聲與時(shí)域信號(hào)。

3.測(cè)試點(diǎn)布置

要實(shí)現(xiàn)降噪效果數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)性，本次測(cè)試在全封閉聲屏障斷面測(cè)點(diǎn)定位于 K134 + 500，其對(duì)照斷面設(shè)置為K134+900，兩測(cè)點(diǎn)之間距離比較相近，都屬于高架線路箱的梁直線區(qū)域段，此測(cè)點(diǎn)的列車運(yùn)行速度基本相同，其聲源特性基本一致，周圍環(huán)境比較開闊，對(duì)照斷面100 m之外均為現(xiàn)狀公路，環(huán)境背景噪聲比聲屏障斷面高，本次測(cè)試過程中需要充分考慮背景噪聲帶來的影響。全封閉聲屏障斷面測(cè)試點(diǎn)與對(duì)照斷面測(cè)試點(diǎn)都位于深茂鐵路的下行線側(cè)，兩個(gè)測(cè)試斷面測(cè)點(diǎn)位置幾乎完全相同，如表 1-3所示：

4.全封閉聲屏障降噪效果

以上述分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)全封閉聲屏障范圍內(nèi)距離、高度、運(yùn)行速度都不相同的降噪效果全面進(jìn)行分析，當(dāng)動(dòng)車組運(yùn)行速度為 107 ～ 132 km /h時(shí)，全封閉聲屏障對(duì)應(yīng)距線路距離、高度不同的降噪效果均可達(dá) 16～18 dB 。如表2所示：

5.結(jié)論與建議

深茂鐵路屬于我國(guó)高速鐵路中首例應(yīng)用全封閉聲屏障的，本次測(cè)試根據(jù)使用間接測(cè)量法對(duì)全封閉聲屏障的降噪效果進(jìn)行測(cè)試和分析，結(jié)論如下：

（1） 全封閉聲屏障有大幅降低列車運(yùn)行時(shí)通過噪聲的作用，不存在聲亮區(qū)，安裝在不同高度的受聲點(diǎn)，其降噪效果都能有所保障。

（2） 全封閉聲屏障體現(xiàn)出寬頻降噪的全方位性能，如果噪聲達(dá)到400 Hz 以上，其降噪量更高，可達(dá)到10 dB以上; 噪聲達(dá)到630 Hz 以上降噪效果更加明顯，可高達(dá)15 dB 以上。

（3） 本次測(cè)試的條件中，距線路距離、高度不相同，全封閉降噪效果高達(dá) 16～18 dB。測(cè)試全封閉聲屏障區(qū)域段列出運(yùn)行速度偏低，最高速度僅為 132 km /h，和高速鐵路正常高速運(yùn)行中速度差距很大，因此本次研究成果僅僅只用于分析全封閉聲屏障的頻域降噪相關(guān)特性，為設(shè)計(jì)全封閉聲屏障優(yōu)化提供參考，不能完全代表全封閉聲屏障使用在高速運(yùn)行區(qū)域路段的實(shí)際作用，還有待進(jìn)行后續(xù)的進(jìn)一步研究和分析。

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