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高速铁 路桥上全封闭声屏障降噪效果分析

作者:admin 发布时间:2021-09-22 14:43:21 人气:

近年我 国基础交通建设发展迅速,尤其是公路、铁路等 交通运输工程建设发展更为猛烈。高速铁 路因其优越性在交通工程中逐渐得到了广泛的应用。但是,高速铁 路在投入运行和使用时会产生噪音,尤其是 当高速铁路桥梁恰好处于人口密集的敏感区域时,噪声会 严重影响周围居民的日常生活。因此,要想解 决高速铁路桥梁噪声问题,就必须 要想办法消除噪音所带来的不良影响。声屏障的应用 就可以很好的解决这一问题,它可以 极为有效的隔绝噪音,使位于 高速铁路桥梁周围的居民尽可能免受噪音的干扰。但是声屏障种类繁多,不同的 声屏障具有不同的隔绝噪音效果。基于此,本文从 隔绝噪音的声屏障的应用概况、常见声 屏障的结构形式及声学设计、全封闭 式声屏障的降噪效果等方面进行了简要的概述。


 一、声屏障的应用概况


  就目前来说,要解决交通噪音问题,声屏障是首选,它也因 此成为了铁路施工方面的一个重要环节。为了更 好的保障高速铁路附近居民对环境的需求,声屏障 的应用数量和规模逐渐扩大,声屏障 结构材质同时也在不断得到改进,根据各 方收到的噪音检测数据来看,一般情 况下降噪效果可以达到10~20dB(A),虽然运用效果较好,但全封 闭式声屏障在高速铁路尤其是在高速铁路桥面应用板块还是一个短板,未来还 需要继续加强的。要想在 高速铁路桥上应用全封闭声屏障首先考虑隔声问题,在全封 闭的声屏障中行车,使外界不被噪声污染,并保证行车安全,其难度还是较大的。


二、常见声 屏障的结构形式及声学设计


  (1)直立式声屏障


  直立式 声屏障主要有两种材料类型,分为插板式 金属声屏障和插板式非金属(混凝土)声屏障。直立声 屏障是高速铁路桥降噪应用中使用频率最高的一种结构形式,它与其 它类型的结构形式的屏障相比具有组装简单、技术完善、节约施 工空间等突出特性,因此它 在声屏障中的用量接近90%。但这种 直立式声屏障也有其缺陷所在:它的降 噪效果与它自身的高度、吸隔声 性能有着直接的关联,而且在 应用过程中可能会造成一定的声衍射问题。通过测试,应用直 立式声屏障需要把控好它与高速铁路桥面的距离,直线距离不得小于3.4米,但也不可大于4.175米;高度保持在2.15~3.15米之间,在控制 好这样的测量范围情况下,它的降噪效果大约是5~10dB(A)。

高速铁
路桥上全封闭声屏障降噪效果分析(图1)高速铁
路桥上全封闭声屏障降噪效果分析(图2)



  (2)整体弧形声屏障


  整体弧 形声屏障属于一种创新型的声屏障结构形式,兴起时间较短,但是这 种整体弧形声屏障可以有效的扩大声屏障外侧的声影区域,再加上 高速铁路桥上的声程较短,就显得 它的降噪效果比较明显。而且这 种整体弧形声屏障的结构较简单、质地较轻便,用于在 高速铁路桥上降噪可以减少桥面的受力状况并保持一定的美观性。


  (3)半封闭式声屏障


  半封闭 式声屏障适用于高速铁路桥两侧对噪音的要求不一致的区域,在对噪 音要求较高的一侧安装声屏障,另一侧敞开即可。与全封 闭式声屏障相比,半封闭式声屏障由于只 有一侧是封闭的,就能使 得高速铁路桥保持通风,而且能够充分采光。经过专业测试和分析,半封闭 式声屏障的降噪效果可以达到15dB(A)。


  (4)全封闭式声屏障


  “全封闭式声屏障”是指在 高速铁路桥梁段安装“车厢”状的屏障结构,将过往 列车行驶所产生的噪音都包裹于该“车厢”,同时把 列车行驶时与钢轨摩擦产生的噪声以及桥梁共振产生的噪声全部隔离在声屏障内,大大提 高了声屏障的隔声效果。


  全封闭 声屏障采用全轻钢结构,两侧的 隔声结构由固定在桥梁翼缘板上的钢立柱支承、顶部的 隔声结构由固定在钢立柱上的钢梁支承,钢立柱 将采用种植地脚螺栓的方法固定在桥梁翼缘板上。支承钢 结构设计为便于施工安装,构件在工厂预制,现场安装连接,最大限 度地减少现场的施工安装工程量,考虑到 全封闭声屏障是设置在线路上的构筑物,支承钢 结构的设计充分考虑了结构的牢固性。


  全封闭 声屏障的顶部设计为拱形,两侧面设计为直立式,这一构 造形式主要是为了使得整个桥梁的造型更为协调、车辆可以放心同行。


  全封闭 声屏障两侧的吸声隔声结构采用了JZP型声屏 障的结构和安装形式。吸声隔 声结构和隔声窗都插在工字钢的主立柱和副立柱的两侧槽中,用弹簧卡子固定,顶板中间部分是PVC阳光板,有一定的采光作用,两边是 夹芯彩钢板和吸声层复合隔声结构。采用夹 芯彩钢板是为了顶板的外观协调,同时它 有较好的防腐和防雨性能,安装和 密封也比较方便。


  全封闭 声屏障的独特之处就在于将高速铁路桥面置于一种密封的环境中,经过该 路面的列车噪声和钢轨的反射噪声都被包罗在声屏障内,没有直 达噪声和绕射噪声的影响,全封闭 声屏障可以牢牢的封闭声源,只有少 量的噪声会通过隔声构件向外透射,并被分散。所以,与其他 三种形式的声屏障相比,在削弱噪音方面,全封闭 声屏障是最佳的选择。据调查,南京市 的惠民三期高速铁路桥面使用的全封闭声屏障是我国的首例,在得到 了良好的反馈之后才正式被应用于高速铁路以及其它道路类型中。全封闭 声屏障的降噪效果可以稳定在20~25dB(A)左右。

干货|关于高速铁
路桥上全封闭声屏障降噪效果分析


三、全封闭 声屏障的降噪效果


  目前高 速铁路封闭式声屏障措施中,在桥梁 上采用全封闭声屏障措施的已有通车运营线路,降噪应 用效果也十分明显。针对桥 梁现有的全封闭声屏障降噪效果有实测数据,全封闭 式声屏障降噪效果可通过研究建模计算得出。


  (1)在沪昆 高速铁路桥梁段架构单侧的隔声屏障后对周围的敏感区域进行噪音数据采集后,与安装 隔声屏障之前相比有了较为明显的改观。在距离 声屏障中部距离桥梁中心段28m、桥面以上1.3m处实施 监测后的测试结果表明:该线路 单侧封闭式声屏障的噪音音量减弱了大约10~15dB(A)。


  (2)沪昆高速铁路(杭长段)金华地 区桥梁的降噪措施是安装全封闭声屏障,经过实地数据检测后,发现该 桥段的噪音明显减弱,而且周 边的音量环境也变得较为理想,其噪音音量减弱了约15dB(A)。


  (3)单侧封闭式声屏障(路基声屏障、直立部分约9m、顶部单元板宽度约13m、动车组运行速度约100km/h),采用边界元法、能量叠 加法等数值计算方法,利用SYSNOISE、VAone等噪声预测软件,通过建 模方式取得理论降噪效果,并结合 国内铁路现有直立式、倒L式,以及轨 道交通实际应用的框架式结构声屏障降噪效果类比加以验证分析,路基半 封闭金属插板声屏障的插入损失可以达到16dB(A)以上。

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