浅析高速铁路振动产生的噪声及防治措施

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1、机械噪声测试与控制论文专业：机械电子工程班级：机械0904姓名：张牧学号：200904000326指导老师:郑海明浅析高速铁路振动产生的噪声及防治措施摘要：针对高速铁路行车速度造成噪声污染急剧增加的问题，从噪声控制理论出发，对高速铁路产生噪声对沿线环境的影响特点和干扰程度进行了分析，提出了控制轮轨噪声、列车整体噪声、隧道反射噪声以降低高速铁路噪声源，以及在线路两侧设置绿化带及防声屏障限制噪声的传播等措施，从而实现高速铁路对环境保护的要求。关键词：高速铁路；振动噪声；噪声源；轮轨噪声；辐射噪声；防声屏障在交通运输高速发达的今天，世界许多发达国家都已经有了自己的高速铁路系统。随着京津高速铁路

2、和合武新干线、石太客远专线的开通运行，以及郑西高铁、武广高铁和京沪高铁的开通，我国也已经跨人了世界行列，大大加速了我国铁路高速化的进程。然而与高速铁路行车速度有关的环境因素，主要为噪声污染已严重影响了铁路两侧居民的正常工作和学习生活。国际上已把振动噪声列为七大环境公害之一，高速铁路的噪声问题日益受到各方关注。如何降低铁路环境噪声对敏感点的影响，一直是环境保护工作者的重要任务之一。因此，如何减小高铁噪声污染，是当前车辆制造和铁路建设中的一个十分重要的课题.1、高速铁路的噪声源1．1高速铁路噪声的特点相对于普速铁路，高速铁路具有高速、高架、电气化等特点，因而其噪声传播的空间和时间也较普速铁路

3、远，其噪声的构造也较普速铁路复杂。尤其是高速铁路穿越人口稠密的区域时，问题尤其严重。1、2高速铁路的噪声源分析高速铁路噪声是由各种不同类型的噪声组合而成，按发生部位的不同，可分为轮轨噪声、空气动力性噪声、集电系统噪声和桥梁构造物噪声。如图1所示。高速铁路噪声是上述4种噪声总集合的结果。随着列车速度的增快而增大，在不同的列车速度和不同的减振降噪措施条件下，上述4种噪声影响的程度是不一样的。我国目前尚未对各类噪声源对总噪声的影响展开研究，根据日本对高速铁路的噪声测试情况，可以对各部分声级源对总声级的贡献进行剖析。主要噪声声源的声级见表1。声音是由物体振动产生的，通过声波传到人们的耳朵。声波具

4、有能量，能量越大，其声音越强。正常人刚能听到最小的声音叫做听阈，听阈的声强为0dB，人耳开始感到疼痛的声音叫做痛阈，痛阈为120dB。目前世界上主要高速铁路的辐射噪声强度见表2所示。2、高速铁路噪声的相应防治措施控制噪声一般可从噪声源、传播途径及受声点3个方面人手。在噪声源方面，可通过优化列车相关结构及参数来降低噪声源源强；在传播途径方面，以拦截噪声的传播，从而隔离噪声源来保护对象。其中从噪声源方面降低噪声污染是较为经济有效的方法。结合我国国情和已经发展了高速铁路的国家积累的经验，提出治理途径。2．1、降低高速铁路噪声源2．1．1控制轮轨噪声轮轨噪声是高速铁路噪声的主要组成部分。主要是列

5、车运行时，车轮与钢轨接头处的撞击和已磨损的车轮在钢轨上的摩擦而产生的。因此，高速铁路应采用改善轨道结构和车轮结构来降低列车运行的噪声。目前采取的措施有：1)采用中型钢轨及弹性钢轨；2)减少钢轨的波形磨损；3)采用无缝钢轨，钢轨削正研磨；4)采用弹性轨道基础和适合高速铁路的弹性车轮；5)采用吸音装置。2．1．2控制列车整体噪声由于集电系统的噪声，主要是由电动通风机、电动压缩机、电动发电机和牵引电动机运行时所发出的.因此，相对应的措施是改进集电弓滑板的形状，减少滑板的宽度；尽量减少集电弓的数量和安装电工外罩。空气动力性噪声与列车运行速度及列车的密闭性能相关连。减少空气噪声最有效的方法是设计出

6、流线性的车体，车体材料大部分选用隔音材料，再辅以密封措施减小车内壁板的孔隙数和尺寸。2．1．3控制桥梁辐射噪声和隧道反射噪声由于桥梁结构在车辆的动力作用下，产生振动并辐射低频噪声。因此，桥梁构造物的噪声控制主要从设计和安装着手。比如在桥梁的结构形式设计上采用混凝土梁、有砟桥面或板式轨道的无砟桥面和加强桥头横梁，以降低车辆对桥梁的冲击效应，有效减低桥梁低频噪声。隧道噪声在高速运行时尤为明显。当车辆以高速冲入隧道入口时，在隧道内将形成压缩波；当车辆以高速冲出隧道口时，压缩波将向外部放射而产生很大的噪声。因此，应在隧道的内壁、桥梁外表面饰以吸声材料，以改善桥梁、隧道中轨道下的减振吸声结构。2．

7、2、传播途径及受声点方面的措施2．2．1线路两侧设绿化带一般说来，铁路沿线两侧的绿化带既可以遮挡噪声的传播，又可以保护路基的稳定，还有净化空气，美化路容的作用。一般认为，矮的乔木比高的乔木防噪效果好；阔叶树比针叶树好；几条窄林带比一层稠密林带效果好。不同宽度灌木降噪效果见表3。2．2．2设置防声屏障以限制噪声的传播噪声在传播途径中，若遇到障碍物尺寸远大于声波时，则大部分声波能被反射，一部分被衍射，于是在障碍物或一定距离内形成“声影区