不同轨道结构地铁噪声辐射测试及分析.docx

? ? 不同轨道结构地铁噪声辐射测试及分析 ? ? 张啟乐，刘林芽，陈高峰 （1.中国电子系统工程第二建设有限公司，江苏 无锡 214135；2.华东交通大学 铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，南昌 330013；3.隔而固（青岛）结构设计事务所有限公司,山东 青岛 266108） 钢弹簧浮置板作为一种成熟有效的隔振系统，在轨道交通减振领域被广泛应用，许多专家学者对钢弹簧浮置板系统做了大量的研究[1–4]。近些年来随着钢弹簧浮置板运营里程的增加，关于钢弹簧浮置板轨道对地铁车辆影响的研究逐渐增多，部分研究成果显示，相对于普通整体道床轨道，列车通过浮置板轨道时车体振动有所增加[5–6]，车内噪声也有一定程度增大[6–10]。 浮置板道床厚度一般设计为300 mm～350 mm[7]，根据频率计算公式可知，其他参数确定的情况下，增加系统配重能降低隔振系统频率，提高减振效果[11]。 由于道床板厚增加除了可以增加系统配重以降低系统频率外，还可以提高板的抗弯刚度，有利于板的结构受力，所以具有厚道床板、低频特性的钢弹簧浮置板的应用也越来越多，本文以长枕埋入式普通整体道床及低频钢弹簧浮置板道床作为对比研究对象，以现场实测的方式分析钢弹簧浮置板道床对车内外噪声的影响。为使表述简洁，下文将钢弹簧浮置板道床简称为浮置板，长枕埋入式普通整体道床简称普通道床。 1 测试条件说明 1.1 轨道 本次测试选取的某地铁线路区间隧道断面为马蹄型，隧道内铺设60 kg/m 钢轨，扣件为DTⅥ2 型，测试区间上行线浮置板铺设长度270 m，下行线浮置板铺设长度320 m。上下行浮置板厚度均为370 mm，宽度均为3 m，标准板长度25 m，浮置板一阶弯曲频率设计值为8.07 Hz。普通道床与浮置板道床在区间内的分布情况如图1所示。现场勘验显示两种道床轨道状态均良好，钢轨无波磨。 图1 普通道床与浮置板道床在区间内分布图 1.2 车辆 测试的运营车辆为6 节编组B 型车，设计轴重14t，车辆长宽高分别为19 m、2.8 m和3.8 m，区间内列车设计时速为80 km/h，为配合测试，列车以71 km/h速度在两种道床空载运行。 1.3 测试设备 隧道内噪声测试采用LMS SCADAS Mobile SCM01 采集系统，BSWA MPA201 S/N:492171 声传感器及防风罩，采样频率51 200 Hz，车内噪声测试采用手持式B&K2250 Light 声级计，采样频率48 000 Hz。测试前后声传感器灵敏校准均小于0.1 dB，满足GB14892－2006《城市轨道交通列车噪声限值和测量方法》规定。 1.4 测点布置 噪声测试在隧道内和车厢内同步进行。隧道内测试，在距钢轨顶面0.5 m 与1.2 m 隧道壁处布置两个测点，为防止列车在隧道内运行产生的活塞风影响，声传感器加防风罩，如图2（a）所示；车厢内测试，根据GB14892－2006 规定，传声器布置于客室纵轴中部，距地板高度1.2 m，方向朝上，声级计如图2（b）所示。 图2 测点布置图 上行线在列车前进方向1 车、4 车内布置测点；下行线在列车前进方向1车、3车内布置测点。为消除随机干扰，隧道内及车厢内每个测点均选取10组数据的算术平均值进行分析。 2 隧道内噪声数据分析 2.1 评价指标 等效声级（等效连续A计权声级）能较好地反映人耳对噪声的主观感觉，对人耳不敏感的低频声衰减较多，中频衰减较少，高频不衰减甚至放大[12]，GB14892－2006中给出的便是等效声级的最大容许限值。本文同时计算线性声级（即无计权），以对比分析A计权对噪声评价的影响。 等效声级计算公式如下： 式中： LAeq,T——等效声级，单位为dB(A)； t2、t1——规定的时间间隔，单位为s； pA(t)——噪声瞬时A计权声压，单位为Pa； p0——基准声压（20 μPa）。 2.2 声压时程 列车通过普通道床与浮置板道床时隧道内各测点典型声压时程曲线（无计权）如图3所示，时程数据频率范围16 Hz～24 000 Hz。 由图3可知，随着列车驶近测点，隧道内声压级逐渐增大；随着列车驶远，测点声压级逐渐减小；在进入浮置板道床地段后，隧道内的声压级在时域上（第5 s左右时刻）有明显的变化。同时还可以发现，在同一道床结构上钢轨顶面0.5 m处测点与1.2 m处测点声压在时域上的幅值基本一致；但不同轨道结构上与轨面相同距离测点的声压幅值不同，浮置板地段的声压幅值高于普通道床地段。 图3 隧道内测点声压典型时程曲线 2.3 1/3倍频程分析 （1）声压级（无计权）分析 为消除列车驶入测试断面之前与驶出测试断面之后对声传感器的影响，仅截取列车通过时间数据进行分析，10 组数据1/3 倍频程声压级（无计权）算术平均值见图4和