车辆段上盖超高层建筑室内结构噪声分析与评价

国内标准多采用等效A声级来评价车致振动引起的二次结构噪声,评价范围为16~200 Hz。鉴于A声级对低频部分的大幅度衰减,本文根据国内某车辆段上盖超高层建筑的实测数据,对室内结构噪声沿建筑高度分布的规律进行分析,并通过与响度的对比,对等效A声级的适用性进行验证。结果表明:车致振动引起的上盖超高层建筑室内噪声频率分布范围随楼层变化,楼层越高,频带越窄;分析频带由标准规定的16~200 Hz变为有效噪声分布频带时,等效A声级的变化幅度难以被人耳察觉,响度级的变化却能明显被人耳感知;200 Hz以上能量占比小,但对响度评价的影响较大。若仍以16~200 Hz等效A声级来评价上盖超高层建筑室内结构噪声,会低估其响亮程度。研究结果对有效评价上盖建筑结构噪声的影响具有理论指导意义。

地铁车辆段不同区域振动传递特性分析

为了降低地铁车辆段上盖物业建筑的环境振动和二次噪声,很有必要研究地铁上盖物业下方车辆段不同区域的振动特性。对国内某城市地铁车辆段上盖物业振动测试结果进行分析,对比分析特征区域包括车辆段库内区线路、咽喉区线路和试车线的钢轨、轨旁结构柱及距离轨道中心7.5m地面振动源强的垂向和横向振动频谱,同时对不同频段的衰减量进行分析,获得车辆段在不同区域的振动特性。研究表明:试车线的总振级最大,其次是咽喉区,总振级最小的是库内区,钢轨垂向的总振级分别为123.1、113.0和94.1dB。虽然已经对咽喉区和试车线区部分线路实施部分减振措施,相较于库内区,其仍然是车辆段产生振动噪声问题的主要区域;在关注上盖建筑振动时,尤其需要对6至63Hz频带的振动进行控制。根据此研究结果可对不同区域的振动进行针对性控制,更有效减小振动噪声影响。

不同减振扣件的轨道结构横向振动测试与分析

轨道结构的固有特性不因车辆系统及列车运营状态的变化而变化,可通过轨道的振动动态频响测试来辨识系统的传递特性和特征参数。基于国内某地铁正常运行的350 m小半径曲线线路,测试双层非线性减振扣件、III型轨道减振器扣件及DTVI2减振扣件等3种轨道结构线路在正常列车运营条件下钢轨动态振动响应及对应线路钢轨波磨水平,得到频率大于400 Hz时III型轨道减振器扣件及双层非线性扣件的钢轨横向振动大于垂向振动。结合线路钢轨波浪磨耗的特征,在车速65 km/h下中等减振扣件(双层非线性扣件与III型轨道减振器扣件)钢轨波磨多集中在50 mm^80 mm短波长,分析得到III型轨道减振器扣件及双层非线性扣件的钢轨横向动态振动频响峰值与其钢轨波浪磨耗激励的200 Hz^400 Hz频率范围基本吻合,初步得到区段钢轨波磨形成和发展的影响因素。同时,采用锤击方法对比3种扣件轨道结构型式下轨道的振动衰减率及阻尼特性,综合结果发现双层非线性减振扣件相对于其他两种扣件轨道结构型式特别在400 Hz^630 Hz频段范围对钢轨的横向振动有较好的抑制作用。

基于多声源模式的高速铁路噪声预测模型

基于多通道噪声振动实时采集与分析系统,利用平面传声器和高声强传声器对运行速度300km·h^(-1)以上的高速列车车体表面噪声源进行测试和分析.将高速列车声源等效为车底部线声源、车中部线声源和受电弓点声源.对列车通过时噪声测试数据进行理论计算,利用最小二乘法确定了高速列车以300km·h^(-1)速度在路堤线路上运行时3部分子声源的源强,由此建立了多声源模式下高速铁路噪声预测模型.将不同声源模式下的预测结果与实测结果进行对比,验证了该模型的有效性.该研究成果为我国制定高速铁路噪声预测标准提供了理论依据.

曲线段浮置板轨道横向特征对车内噪声影响分析

以小半径曲线段浮置板轨道结构为研究对象,建立曲线段浮置板轨道的横向振动模型,结合现场的钢轨-道床-车厢等“三维一体”实时测试,重点挖掘同一时刻同一辆车下浮置板道床横向频响、钢轨粗糙度与车内噪声的频响相互对应特征,深入剖析曲线段浮置板轨道结构横向特征对车内噪声的影响机理。结果表明(:1)半径350 m曲线段浮置板轨道结构的横向中高动态频响400 Hz~630 Hz与车内噪声超标频段范围一致(;2)曲线段浮置板轨道钢轨31.5 mm的波长是导致车厢内噪声异常超标的主要原因(;3)抑制短波长波磨发展及添加谐振式钢轨阻尼器是控制车内噪声的主要方法,研究成果对车内噪声治理与轨道结构设计具有可靠的参考价值。

强噪声环境下高速列车内语言清晰度评价与分析

为了对高速列车车内强噪声环境下的语言清晰度进行定量分析,利用最新语言传输指数间接测量方法及其与汉语语言清晰度的关系,得到不同运行速度和语音声级下车内不同位置的语言清晰度.结果表明,受电弓下部车内位置语言清晰度状况最差;该位置的语言清晰度随速度呈线性规律变化,随语音声级呈二次非线性规律变化.采用多元非线性回归分析,建立以语音声级和列车运行速度为自变量的车内语言清晰度的关系式.试验测试结果与计算结果的标准差为1.75%,拟合优度为0.963,表明该关系式可以较好地模拟三者之间的相关关系.与基于语言清晰度指数的评价方法相比较,该评价方法所需的客观参量测量更简单,更具应用价值.

轮轨噪声发展机理的材料硬度试验

基于MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机的双轮对滚实验,从时域和频域的角度分析摩擦磨损过程中轮轨噪声与轮轨状态(材料硬度、摩擦系数和磨损量)的关系。结果表明车轮材料的硬度对于轮轨噪声具有显著影响。虽然硬度匹配不同时轮轨噪声发展趋势基本一致,但在声压级上却存在明显差异。轮轨硬度比越大,其轮轨噪声声压级越大。因此,对轮轨材料硬度的研究除了能够在一定程度上降低轮轨磨损量、延长轮轨的使用寿命外,还对研究降低列车运行时的噪声具有一定的指导意义。

轨道交通动态客流对轮轨力特征影响研究

为了研究轨道交通动态客流对轮轨力特征的影响,通过对列车实际线路进行试验分析动态客流对列车轮轨力、脱轨系数及频谱特征参数的影响。在线路曲线段位置钢轨上粘贴应变片,获得列车在不同客流工况下通过该区间段时的轮轨力大小,分析比较客流高峰期、客流非高峰期典型工况下轮轨力幅值大小、幅值变化趋势、脱轨系数大小及主频范围与频率变化规律。结果表明:动态客流对轮轨力幅值影响较大,随着客流增大轮轨垂向力幅值增大12.9%,轮轨横向力幅值增大7.5%。列车正常运营状态下脱轨系数在0.12~0.16之间变化,动态客流对脱轨系数影响较小,均在安全行车范围内。动态客流引起轮轨力主频幅值大小变化,钢轨内轨横向力共振频率由175 Hz偏移到155Hz,共振频率出现了偏移,但轮轨力频谱特征趋势基本保持一致。

地铁车辆经过不同轨道结构时对地面振动的影响研究

在列车正常运行条件下对某地铁曲线路段钢弹簧浮置板道床、科隆蛋和普通扣件轨道结构段的隧道壁振动和地面垂向振动进行现场测试,通过时域和频域分析对比地铁经过时不同轨道结构段振动从隧道壁传到地面以及地面垂向振动随距离的传播规律。结果表明:振动从隧道壁传至地面时200Hz^500Hz频段衰减较快,且地面垂向振动主频在100Hz以内,隧道壁振动主频在300Hz以内;钢弹簧浮置板道床和科隆蛋结构段的地面垂向振动随着离开线路中心线距离的增加而减小;在普通扣件结构段距线路中心线30m左右处存在一个振动放大区;列车经过时轨道线正上方0~30m范围内垂向振动的峰值频率主要在40Hz至63Hz。该测试方法和研究结果可为地铁线路设计提供相应参考。

弹性扣件对列车车内噪声声品质的影响

为了分析弹性扣件对城市轨道交通列车车内噪声声品质的影响,在不同车速情况下进行弹性扣件和普通扣件地段地铁列车车内噪声测试,利用不同的声品质客观评价参数评价车内噪声,对比分析弹性扣件和普通扣件地段车内噪声声品质。结果表明:在车速不高于40km/h时,车内中低频噪声是主要影响因素,应该把降低中低频噪声作为车内降噪的重点;车内噪声的A声级、响度、烦扰度和语言干扰级在弹性扣件地段比在普通扣件地段大,尖锐度、粗糙度在弹性扣件地段比在普通扣件地段小,抖动度则变化较小;弹性扣件对贯通道中央、车厢端部噪声的声压级、响度、语言干扰级影响较大,对上述位置噪声的尖锐度、抖动度、粗糙度和烦扰度、以及车体中部、司机室内部噪声的声压级和声品质客观评价参数影响都较小。

不同介质下的轮轨摩擦噪声和磨损特性试验研究

基于MMS-2A型轮轨滚动摩擦磨损试验机的双轮对滚试验,研究轮轨摩擦磨损过程中滚动噪声、摩擦系数和磨损量与介质的关系。结果表明:轮轨间添加不同介质时,轮轨噪声发展趋势基本一致,总体来看,都是先增大,到达首个峰值后开始降低,随着循环次数的增加,噪声声压值会趋于平稳,但在声压级上却存在明显差异。相较于常规干态情况,水介质会使轮轨材料摩擦时的噪声声压级降低1.5 dB,轮轨间摩擦系数则显著下降49.4%,车轮和钢轨试样的磨损量分别降低52.4%和44.4%;而撒砂则会使轮轨材料摩擦时的噪声声压级增加2.5 dB,轮轨间摩擦系数上升12.7%,车轮和钢轨试样的磨损量则显著增加,分别增加了105%和289%。以上研究可为轨道交通减振降噪措施提供依据,并指导线路的运营维护保养。

软土与岩层地质下地铁隧道振动传递特性分析

在软土和岩层不同地质条件下采集列车通过时隧道壁及隧道上方地面距隧道中心线水平距离为0、15 m和30 m处的垂向振动,经过Fourier变换和1/3倍频程处理得到振动的频谱特性,分析不同频段振动的传递损失。结果显示,对于软土地质和岩层地质,在传递过程中都存在两个振动峰值;振动从隧道壁传至地面0 m时,软土内高频振动衰减较大,岩层内低频振动衰减较大;在地面传播过程中,对于软土地质,在15 m处出现振动放大现象;在30 m测试距离内,12.5 Hz以下的低频振动在两种地质条件下均衰减较小,在30 m处40 Hz以上的振动在两种地质条件下均衰减较大,此研究结果可为不同地质条件下地铁线路上部建筑减振及地铁线路规划提供参考。

不同岩层地质条件下地铁振动传递特性研究

为研究海滨城市地质特性对地铁振动传递的影响,选取海滨城市远海区域和近海区域2种典型地质条件下地铁线路断面,分别对地铁隧道内隧道壁和距离隧道中心线0、15和30 m的地表进行振动测试与分析,发现远海区域地铁在低频和高频区段对振动波有较大的衰减作用,地铁在地层中振动的损失波峰位于200 Hz;近海区域地铁的高频振动衰减低于低频振动衰减,地铁在地层中振动的损失波峰位于4 Hz.指出远海区域的减振措施设计应重点考虑中频10~100 Hz的振动,而近海区域的减振措施设计应重点考虑高频100~200 Hz的振动.研究结果对海滨城市地铁线路规划和减振措施选择具有重要指导意义.

城市轨道交通不同车速引起地面振动特性研究

为研究城市轨道交通不同运行速度对地面振动的影响,选择了三种不同的道床条件,对某城市轨道交通运营线路进行不同速度行车试验研究,分析、比较了不同道床条件下城市轨道交通运行速度变化时地面振动的衰减特性及频率特征,并基于测试结果拟合得到以列车运行速度为自变量的振动预测模型,为轨道交通振动噪声治理提供参考依据。