声屏障降噪

五邑大学交通科技大赛

关于列车声屏障降噪的研究

院系:信息工程学院

专业：轨道交通电气化

组长: 周博文

**: ***

梁志伟

何江成

劳健镰

****: ***

【摘要】

我国社会经济水平的不断发展，铁路运输呈现紧张状态。为了解决铁路运输运力的运量不足问题，我国铁路的第六次提速已准备就绪。但是，随着列车速度的提升，噪音也相应的越来越大。为此需要采取一系列措施，来有效地降低提速列车运行时产生的噪声。目前列车降噪已经是列车技术发达国家十分重视的研究方向。

【关键词】列车声屏障降噪

前言：

随着近几年我国铁路事业的飞速发展，特别是高速铁路的发展，让我国的轨道交通上升到一个新的层次。高速铁路给人们出行带来了方便，快捷舒适的，但

同时铁路的噪声给周围环境的影响也不可忽视，特别是高速铁路。除了普通铁路

的由于轮轨间不平顺激发轮轨系统产生振动激发的噪声以外，高速铁路还包括气

动噪声，随着速度的增加，轮轨噪声和气动噪声显著的增加，但其所占的比例开

始变化，在某一个临界速度，气动噪声又开始占主导。

高速铁路的噪声源产生机理复杂，分布在列车的各个部位。但同时又是研究列车对周围环境影响的主要因素，因此，解决此问题显得尤为重要。本文主要从

声屏障降噪方面来研究和解决列车的噪声影响。

一、噪音的种类及产生原因：

轨噪声，空气阻力噪声，集电系噪声是列车噪声的主要种类。轮轨噪声包括钢轨与车轮间发生受迫振动产生的

滚动轰鸣声；车轮经过钢轨接缝处或其他不连续部位（辙

岔）时产生的冲击声；列车通过弯道时车轮强烈挤压外轨

的摩擦和车轮在钢轨面上蠕滑产生的尖叫声。

二、声屏障降噪的原理：

声屏障是一种专门设计的立于噪声源和受声点之间的声学障板，它通常时针对某一特定声源和特定保护位置（或区域）设计的。

声屏障的降噪效果用插入损失表示。定义为在保持噪声源，地形地貌，地面

和气象条件不变情况下，安装声屏障前后在某特定位置上的声压级之差。

当噪声源发出的声波遇到声屏障时，它将沿着三条路径传播：一部分越过声屏障顶端和两侧绕射到达受声点；一部分穿透声屏障到达受声点；一部分在声屏障壁面上产生反射。声屏障的插入损失主要取决于声源发出的声波沿这三条路径传播的声能分配。

当声屏障隔声量足够大时，声屏障插入损失主要由绕射声的衰减值△Ld决定。对于点声源，无限长声屏障，绕射声的衰减值为

在声屏障的声影区，可获5~24dB（A）降噪量。

实际应用的声屏障主要是线声源，对于线声源，无限长声屏障，绕射声的衰

减值为：

线声源的距离衰减规律

声屏障的插入损失还应考虑屏障的透射损失，地面障碍物，地面吸声等的影响。

三、声屏障设计：

在结构的设计上，本小组决定使用整体混凝土声屏障的钢筋混凝土单元板结构。该结构耐久性好，坚固、牢靠、建造及维修费用低，相比金属声屏障有较大优势。在吸声层的吸声材料上采用轻质多孔的吸声材料：陶瓷颗粒。一方面是其质量小而且抗压强度大，可减少声屏障的负担，一方面其价格便宜且适合大规模投产。

传统的声屏障是竖立在道路边缘的平面反射型障板。它的降噪量为10dB 左右，声屏障的高度每增加1M可带来1L增加1.5dB（A）的效益,但是这样做的却会带来以下的影响：

（1）道路两侧居民居住光线不足。

（2）司机的视线受到遮蔽，易形成视觉疲劳。

（3）屏障加高其重量越高，基础需要加固，随之造价升高，安装难度也越大。

（4）越高其承受的风力越大，越容易损坏。

考虑到无限长铁路声屏障在某些情况下无法实现，因此，我们决定将声屏障的外形设计成拱形圆顶的吸声圆管式外形。吸声圆管能有效的减少声屏障的高度，而圆形拱顶能防止噪声越过声屏障顶部传达到受声点，从而阻断了声音从声源到达受声点的途径之一。

此设计的缺点在于由于顶部有吸声材料，所以必须设有防风，防雨和不易弯曲的保护材料，以增加它的耐久性和抵御交通事故的能力。而且需要考虑列车在进入声屏障时空气压缩对屏障结构影响。在声屏障内且需要设置照明装置。所以其建造成本会略有上升。但在考虑到声屏障只是在部分区间内设置，所以该设计有其一定的可行性。

四、总结：

随着高速铁路在我国的发展，高铁噪音污染的危害将越来越严重，减少噪音污染刻不容缓。在高速铁路旁建立声屏障无疑是最简单的、最有效的方法。它外形美观大方，制作精致，运输、安装方便，造价低，使用寿命长，特别适用于高架高速道路和城市轻轨、地铁的防噪声使用，是现代化城市最理想的隔声降噪设施。