高架轨道交通噪声的分析与控制技术研究

轨道交通是大城市公共交通方式的首选,其产生的噪声可能污染沿线地区的环境,高架轨道交通噪声的分析、预测和控制成为建造高架轨道交通必须解决的问题。首先用传声器阵列分析了上海轨道交通9号线列车噪声级沿高度的指向性,研究了各1/3倍频程对总噪声的贡献量,归纳了列车等效声功率级与列车速度的关系。然后建立了一套适用于高架轨道交通噪声辐射的预测模型,将列车视作一个移动的均匀线声源,采用单极子和偶极子传播模型拟合轻轨列车的通过噪声,并用高架轨道交通线附近的测量数据,验证了不同测点情形下模型的适用性,为预测高架轨道交通线的噪声辐射提供了一种实用方法。最后,介绍了新开发的道间声屏障和动力吸振阻尼钢轨技术,以及工程应用效果。     

运行列车辐射噪声源定位与声级定量分析研究

高架轨道交通的运行噪声影响沿线居民的正常工作和休息,建立一套适用于高架轨道交通噪声辐射的模型,有助于在建造轨道交通线之前合理的预估由于轨道交通造成的噪声辐射影响及传播特性,从而帮助改进设计方案。建立列车辐射噪声模型的首要任务是获得列车的噪声辐射特性。为达成此目的,采用波束形成方法重建列车外侧面的波束输出能量分布图,并利用参考传声器将波束输出能量修正为声压级,获得定量的声压级分布结果。运动声源波束形成方法结合能量修正方法,可以定量的获得列车辐射噪声声压级分布结果,得到比传统波束形成方法精确的结果。该方法用于重建某高架线轨道交通列车的噪声声级分布,结果与实际声场接近。试验分析表明方法可以用于高架轨道噪声辐射模型的定量分析。     

城市轨道列车噪声辐射特性的试验研究

城市轨道交通噪声是环境污染的重要组成部分,会严重影响沿线居民的工作和生活。掌握列车辐射噪声的特性将有助于轨道交通管理部门采取合理的治理措施,既经济又高效地降低噪声产生的影响。采用阵列测量方式的试验在上海某高架城市轨道交通线上进行,分析了列车噪声级在距离轨面不同高度的空间分布及其变化趋势,研究了各1/3倍频程谱对噪声的贡献量,归纳了列车辐射等效声功率级与列车速度的关系。该研究可以为建立城市列车噪声辐射模型提供参考和帮助。     

不同行驶条件下轨道交通噪声频率特性比较研究

选取上海轨道交通1号线和明珠线,分别对地面段和高架段列车加速出站、站间匀速以及减速进站时的噪声进行了多次采样分析,结果表明：在不同行驶条件下,轨道交通辐射噪声的频率特性会有显著差异,在列车加速出站、站间匀速和减速进站时,地面段轨道交通辐射噪声1/3倍频程谱主峰频率分别为200Hz、125Hz和200Hz,次峰频率则分别为2500Hz、250Hz和3150Hz;高架段主峰频率均为63Hz,次峰频率则分别为630Hz、630Hz和2000Hz。为提高轨道交通两侧声屏障的降噪效果,应视其辐射噪声频率特性不同分路段进行设计。     

基于车桥耦合的高架槽形梁结构噪声影响分析

为了探讨列车通过轨道交通高架槽形梁时诱发的结构噪声,以某拟建30 m轨道交通槽形梁为研究对象,建立车桥耦合系统振动分析模型以及槽形梁结构声辐射有限元/边界元模型。采用多体动力学软件Simpack建立列车的空间动力学模型,采用有限元软件Ansys建立槽形梁有限元模型,基于Simpack和Ansys相结合的联合仿真方法,获取轮轨激振力。在计算列车荷载作用下槽形梁结构振动响应的基础上,采用有限元-间接边界元耦合声学分析法,探讨底板厚度以及腹板高度对槽形梁结构噪声的影响。研究结果表明:底板厚度的增加可以降低槽形梁梁体正下方的结构噪声,但并非越厚越好,底板厚度对结构远声场有一定程度的影响,但降噪效果不明显;腹板高度的变化使槽形梁结构噪声辐射衰减方向有所改变,桥梁腹板两侧噪声辐射衰减速度较快;桥梁底板正上方的结构辐射噪声最强区域有缩小趋势;分析结果可为轨道交通槽形梁结构减振降噪优化设计提供一定的理论参考依据。     

列车通过高架桥结构时的运行噪声统计能量分析(SEA)研究

以列车在高架桥上运行的工况为例,简化高架结构,建立了统计能量分析（SEA）模型,利用统计能量分析软件对列车通过高架桥时的振动噪声进行了计算分析。理论分析结果表明采用该种方法分析列车通过高架结构时辐射的噪声是可行的。     

城市高架轨道交通体系振动与噪声控制

高架轨道交通的振动与噪声问题是建设高架轨道交通的最大障碍,能否将振动和噪声控制在允许范围内,避免形成城市又玫公害已成为高架轨道交通在城市可行与否的关键,本文分析了城市轨道车辆在运行过程中产生振动与噪声的原因,并从振源与噪声源、振动与噪声传播途径及振动与噪声随物三个方面,综合阐述了可以采取的各种减振降噪措施,可为今后我国城市高架轨道交通体系振动与噪声控制研究提供参考。     

控制城市轨道高架桥梁结构噪声的试验研究

城市轨道高架桥梁产生的噪声对周围环境的影响十分明显,日益受到人们的关注。过车时轨道高架桥梁振动辐射产生的结构噪声具有频率低,辐射面积大,传播距离远的特性,治理难度很大。本文对广州地铁4号线高架桥振动噪声进行了测试与分析,研制了调谐质量阻尼器对轨道高架桥梁的结构噪声进行控制。测试结果表明, 桥梁安装TMD后桥下1.5米测点在80Hz控制频带降低9.3-12.4dBA,10次过车降噪效果平均值为2.1dBA。     

地铁高架线噪声预测探讨

南京地铁南北线一期工程南起小行，北至迈皋桥，全长16．skin。其中中华门城堡到南京火车站北的主城区搂地下线，长10．19km，南北两端为地上高架线，长6．61km。由于高架线路上列车噪声源位置高，一般达58m，声波极易向周围环境传播和辐射，因而列车运行噪声污染的程度和范围均比地下线严重得多。在该项工程的环境影响评价中，作者将高架线路的噪声影响预测作为重点，进行了一些探索研究工作。现将这项工作中的预测模式、预测方法和部分预测内容作些介绍和说明，以求同行的指正。一、噪声源的分析和声级计算高架地铁的噪声污染主要是列车行…     

控制城市轨道高架桥梁结构噪声的试验研究

地铁车辆通过轨道高架桥梁产生的噪声对周围环境的影响十分明显,日益受到人们的关注。过车时轨道高架桥梁振动辐射产生的结构噪声具有频率低、辐射面积大、传播距离远的特性,治理难度很大。对广州地铁4号线高架桥振动、噪声进行测试与分析,研制调谐质量阻尼器对轨道高架桥梁的结构噪声进行控制。试验结果表明,桥梁安装TMD后桥下1.5 m高度处测点噪声在80 Hz共振频率带降低9.3 dB(A)～12.4 dB(A),10次过车降噪效果平均值为2.1 dB(A)。     

高速铁路气动噪声的数值分析及分布特征研究

以京沪线为研究背景,建立用于数值计算的简化的车辆-桥梁模型,基于宽频带噪声源法和声类比理论,利用Fluent软件分别研究了列车在高架桥上高速行驶时的近场气动噪声的声源强度特性和远场气动噪声的空间分布特性。研究结果表明：沿桥梁纵向气动噪声强度在车尾变截面处最大,车头变截面处次之;沿桥梁横向气动噪声强度随着离桥梁横向距离的增加而减小,且减小的幅度越来越小;沿桥梁垂向气动噪声在距离轨道顶面高度1.2 m处的强度最大。     

城市高架轨道桥辐射噪声的计算与分析

为采取合适的噪声控制策略提供依据,预报城市高架轨道桥辐射噪声场很有必要.基于一个简化两维模型,考虑各种变化因素(两旁建筑物高度、间距等)的影响,应用边界元方法对进行了噪声场和频谱的计算预测,通过与实际测量数据的对比分析,结果表明:噪声的低频成分(＜250Hz)主要由桥体结构振动辐射产生,而轮轨振动辐射是较高频(250～1000Hz)噪声的重要来源;低频噪声场上下明显强于两侧,而随频率的增高,声场混响特征增强.结论是:对于噪声不便于测试的高架桥这样大型结构,边界元方法能够有效预报噪声场,高架桥两侧声屏障可以取得5-10分贝的隔声效果,为防止上部出现噪声过大的情况两侧建筑物需要适当的高度/距离比.     

350km/h高速列车不同线路形式处噪声测试分析

为了考察350 km/h高速列车运行状态下不同线路形式处的噪声水平,对已开通运行的京津城际铁路某车站北京端处路基、桥梁、路桥过渡段列车运行时辐射噪声进行测试与分析,得出京津城际铁路不同线路形式处的噪声强度。结果表明,在路基、桥梁、路桥过渡段三种线路形式中,列车通过桥梁段所产生的噪声最小,通过路桥过渡段产生的噪声最大,其研究结果对今后高速铁路降噪设计具有一定的参考价值。     

城市高架复合道路交通噪声垂直面声场研究

采用Cadna/A 软件研究高架复合路在不同路况条件下交通噪声垂直面声场的分布规律和建设高架路声屏障的降噪规律。高架桥使高架复合道路垂直面声场发生较大变化,由此需要研究高架桥对不同路况交通噪声垂直面声场分布的影响规律。国内在高架路上建设大量声屏障,但在很多情况下,这种声屏障的降噪效果并不理想。为了研究产生这种现象的原因,计算并分析不同路况下建设高架路声屏障的降噪效果,提出可以根据不同路况来决定是否应建造声屏障,以避免建造无效声屏障造成的浪费。     

双层高架桥梁框架墩抗震性能试验研究

该文以某双层高架桥为背景,设计了两个配筋率不同的双层高架桥梁框架墩模型,采用拟静力试验结合理论分析研究了立柱纵筋配筋率对双层高架桥梁抗震性能的影响。试验结果表明:立柱配筋率较高时,横梁和节点会发生严重的损伤;减小立柱配筋率后,破坏主要集中于立柱,横梁和节点的损伤得到了有效控制;同时桥墩的延性能力提高。根据试验结果建立了桥墩的有限元分析模型,并通过该模型进行了参数分析,结果表明随着配筋率增加,双层高架桥梁的延性能力逐渐下降,同时横梁会先于立柱发生破坏,导致结构不能满足强梁弱柱的性能目标。     

近断层高架连续梁桥地震易损性与振动台试验研究

与远场地震动相比,近断层地震动长周期成分丰富、存在速度大脉冲效应,对柔性结构桥梁具有更高的震损能力。高架连续梁桥是一种常见的桥梁结构型式,距离断层较近时在地震中可能会发生更为严重的破坏。以一座典型四跨高架连续梁桥为例,对比了远场地震动和含速度脉冲近断层记录输入下的地震易损性规律,并通过缩尺模型振动台试验得到了典型近断层地震动输入下的动力响应。结果表明:与远场或设计地震动相比,含速度脉冲的近断层地震动输入下高架连续梁桥的地震易损性更高,在分析桥梁系统易损性时应综合考虑桥墩和支座的损伤指标,振动台试验结果验证了典型近断层地震动输入下高架连续梁桥动力响应更大。     

基于相干分析的高铁简支箱梁结构噪声源识别方法研究

列车荷载作用下桥梁结构振动产生的低频结构噪声会给轨道交通沿线环境带来噪声污染问题,该文给出了基于相干分析的桥梁结构噪声源识别方法。首先确定了频谱分析与相干分析相结合的噪声源识别方法,介绍了频谱分析法、常相干分析、偏相干分析的方法和流程,给出了偏相干分析中最优线性条件输入模型的迭代求解,编制了相应的Matlab程序;其次针对成灌铁路一座高架桥的振动与噪声综合试验的实测数据,结合频谱分析和常相干分析方法讨论了桥梁结构振动的噪声辐射机理,通过偏相干分析对桥梁结构噪声进行了噪声源分离与识别,由重相干函数的分析可以定性得到结构噪声的影响区域。综合分析表明,相干分析结合频谱分析的噪声源识别方法可以得到结构局部振动与所辐射的结构噪声之间的相互关系,能较好地分离识别存在相干关系的各结构噪声源的独立贡献和频谱特性,可以为桥梁结构的减振降噪措施提供理论指导。     

高速列车荷载作用下高架桥和地基振动分析

提出了一种准解析方法来分析高速列车运行荷载作用下高架桥的动力响应。着重考虑了桥梁和地基的动力相互作用。通过动力子结构方法把研究对象分成两部分，一个是列车荷载作用下三维高架桥的有限元振动模型，另一个是基于傅里叶级数展开的轴对称群桩基础与周围分层地基动力相互作用模型，两者通过桩基承台节点处的连续条件进行结合。用薄层单元构建了应力波的透射边界条件来模拟远场地基对近场有限元区域的影响作用。用阻抗函数来表示群桩基础对上部桥梁结构的支撑作用。通过数值计算考察了软弱地基上新干线高架桥在高速列车荷载作用下的振动特性，分析了列车轮轴荷重，运行速度和群桩基础等因素对高架桥振动的影响；本分析模型和方法在计算上具有很高的效率。同时根据计算结果与现场实测的对比说明了本方法的可靠性。     

城市高架轨道交通噪声预测研究进展

随着高架线路在城市轨道交通中的广泛运用,噪声污染问题越来越严重,受到社会各界的广泛关注。为此介绍高架轨道交通的发展情况,分析高架轨道交通噪声的主要类型以及基本特性,并对高架轨道交通噪声的预测的不同数学模型法进行综述,最后展望未来高架轨道交通噪声预测方法的发展趋势。