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重庆市兴科噪声治理有限公司

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噪音治理专家教你如何解决交通噪声
编辑:重庆市兴科噪声治理有限公司   发布时间:2018-09-13

1、汽车噪声

汽车是交通运输的重要工具,汽车噪声是城市环境噪声的主要噪声源,其性质属流动声源。噪声治理

汽车噪声的构成

汽车是一个包括多种声源的缩合噪声源。它包括驱动系统噪声(进、排气噪声、燃烧噪声、冷却风扇噪声、发动机结构噪声等)和运行系统噪声(轮胎、轮轱、传动齿轮等)。

排气噪声是汽车的主要噪声源,它通常比其他噪声要高10~15dBA;排气噪声主要是由发动机排气阀周期性开闭所产生的压力脉冲激发的气流振动而产生的,噪声能量主要分布在200Hz以下的低频区。排气噪声的大小与发动机转速和负荷情况有关系。发动机在不同转速下其排气噪声的差别很大,转速增加10倍,其排气噪声级增加45dBA,即排气噪声声强与转速的4.5次方成正比。发动机有负荷时,由于排气压力的增加,排气噪声也要增加,据测定,车辆在全负荷时,其排气噪声要比空负荷时高15~20dBA.一般汽车消声器设计为发动机排量的4~5倍,并合理选择结构和控制流速,消声值可达到30dBA,功率损失也不会超过4%。

2、发动机噪声

内燃机机壳噪声是由于机械力作用和气缸中气体受压缩并燃烧产生的气体压力作用在活塞与气缸壁上而产生的,两者都能引起发动机外表面振动而辐射噪声。内燃机噪声和的它燃烧方式、发动机结构、转速、排量、负荷等因素都有关,其中,燃烧是主要的噪声源。

内燃机噪声特性一般为宽频带的,柴油发动机噪声的强度与转速的三次方成正比,汽油发动机噪声的强度与转速的五次方成正比。

3、轮胎噪声

当车速达到50km/h以上时,轮胎噪声就显得突出了。轮胎噪声是一种高频性噪声,主要是由轮胎花纹和路面之间互相挤压空气所产生的。其中轮胎花纹形状是影响轮胎噪声的重要因素。轮胎噪声还与车辆负荷和路面情况有关,车辆负荷加倍,轮胎噪声增加2dBA左右。湿沥表或水泥路面比相应干燥的路面噪声高8~10dBA;粗糙不平的路面较平滑路面的噪声高3~5dBA。

4、喇叭噪声

信号喇叭声虽不属于车辆连续噪声源,但由于它的噪声级特别突出,一般喇叭声超出车辆行驶声约15~20dBA,最大可达124dBA(距离声源1m测量),因此也常常成为重要的噪声污染源。一般喇叭音响频率以2000~4000Hz为主。

铁路噪声

铁路噪声源主要包括线路噪声,站场噪声和工厂噪声三大部分,其中线路噪声主要由机车噪声、车辆噪声和桥梁结构噪声组成;站场噪声主要由客运站、货运站、编组站、机务段和车辆段中的机车噪声、车辆噪声、广播噪声等组成;工厂噪声除一般的通用设备噪声源外,还有专用设备噪声源,如液力传动试验室机器间,耦合器试验机器间、轨轨振动台、桥梁振动台等。

线路噪声

我国铁路线路噪声源主要由机车噪声、车辆噪声,以及桥梁结构噪声所组成。

1、机车噪声

机车噪声源包括车内噪声和车外噪声两大部分,其中车内噪声包括司机室、动力室、冷却室噪声;车外噪声包括机车鸣笛噪声、运行和定置辐射噪声及排气噪声。目前我国铁路干线运营机车主要有内燃机车和电力机车两类。列车运行时的轮轨噪声主要由轮轨相互作用时的撞击和摩擦引起的滚动噪声和啸叫声组成。撞击声为车轮经过钢轨接缝处或钢轨表面不平顺处,垂直速度瞬时变化反产生的噪声。滚动噪声又称为吼声来自于车轮踏面凹凸不平时,轮轨间产生切向受迫振动而引起的噪声。啸叫声则是因列车通过小曲径轨道及制动时车轮受约束不能沿钢轨曲线的切线方向运动,造成车轮沿钢轨滚动时产生横向滑动,摩擦使车轮表面出现粘着作用和滑行,发生张弛共振动而产生强烈的窄带噪声。

2、桥梁结构噪声

铁路在通过城市区域时,由于与河流、公路和铁路交叉,需建造各种结构的桥梁,其中包括高架桥。当列车通过这些桥梁时,由于引起桥梁上的各种构件的振动而向外辐身噪声。

3、车辆减速噪声噪声

车辆减速器是安装在铁路编组站驼峰、调车场的溜放线路上,用以调速车组溜放速度的车辆溜放调速设备,由于减速时车轮与减速器之间的摩擦,发出刺耳的高频噪声、其噪声水平与车辆溜放速度、车辆载重、车辆编组密度有关。

地铁噪声

地铁噪声主要来自于地铁车辆噪声,当车辆行驶在高架轨道上时,还将激发结构振动而产生“二次噪声”,即结构噪声。另外车辆运行所带来的车站噪声、地基噪声、车辆段噪声以及施工噪声都将成为地铁噪声源而对城市环境造成影响。

车辆噪声

车辆噪声是地铁运输系统的主要噪声源,它产生于车辆的动力系统和轮轨系统。

1、动力系统噪声

动力系统噪声包括牵引设备噪声、辅助设备噪声和其他设备噪声。牵引设备噪声来源于牵引电机、传动装置(减速齿轮)产生的噪声;辅助设备噪声包括:电动发电机组、空压机直流电动机、单相交流发电机等设备噪声。还有列车车门、列车广播、车内照明等其他设备噪声。

牵引电动机安装在转向架构上,通过齿式联轴节与传动齿轮箱的主动齿轮联接,达到电气牵引和电气制动目的。牵引电机在主线路中,两台电机串联在一起成为一个机组,每辆车四台电机,组成两个机组。

电动发电机组是真流电动机和三相同步发电机组成。直流电动机直接取用三轨电源带动同轴三相同步发电机旋转发电,供给列车照明、通风、通信、电器控制、仪表信号、畜电池充电以及空调等低压用电;空压机直流电动机系驱动空气压缩机之原动力,用弹性联轴节与压缩机轴联接,压缩机与电动机用螺栓固定于同一吊架上,吊架安装于车体底架上,采用三轨750V直流电源封闭自冷式:单相交流发电机即风扇电动机,是列车通风的主要设备,每辆车12台以保证客室通风换气之用。

车门一般有滑动式、双叠式和插动式三种形式。地铁列车通常采用滑动式车门结构,这个车门开关动作迅速,其噪声相对较低,但由于车门尺寸的尺寸和重量的原因,当车门动作闭合时产生冲击幅射噪声;

牵引电机风扇噪声的主频率为250Hz;电动发电机组噪声的主频率为250Hz。空气压缩机的噪声呈明显的宽频噪声。

2、轮轨系统噪声

车辆在行驶过程中,轮轨相互作用激发车轮和钢轨的振动而辐射噪声。轮轨噪声包括有节奏的滚动噪声、钢轨接缝处的撞击噪声和弯道处的啸叫噪声。

滚动噪声又称为“吼声”,由钢轨和车轮表面的粗糙不平引起的。当列车在平直的焊接钢轨上行驶时,主要噪声为滚动噪声。

滚动噪声峰值约在500~1000Hz范围内,主频集中在500Hz左右。撞击噪声由车轮的钢轨的结合处撞击所产生,它由钢轨接头的高差决定,而与接缝宽度关系不大。啸叫噪声是列车车轮在轨道上滑行摩擦所产生的一种窄带噪声,强度大,频率高。

高架结构噪声

当地铁车辆在高架轨道上行驶时,由于列车运行激发轨道结构振动并通过桥梁各个构件,如承重梁、墩台等从地面向临近的建筑物传递,引起建筑物的墙壁、地板以及天花板的振动而产生一种低频噪声,称为“二次噪声”,即结构噪声。一般高架轨道噪声高于地面线路噪声0~20dBA.

高架轨道分为三类:第一类,轻型高架钢结构、钢板梁、钢轨直接固定在钢板道床上;第二类,混凝土梁支撑的混凝土高架结构,采用弹性扣件直接将钢轨固定在混凝土道床上;

由于共振作用钢结构桥对路旁的辐射噪声最大,传播范围广,主要成分是结构噪声。钢结构的噪声控制技术比较复杂,而且难以实施,因此在城市区域避免采用钢结构桥。

混凝土桥的桥梁构件自重大,当列车通过时受到的振动激励响应比钢结构桥要小得多,因此辐射噪声比较小。主要噪声成分是轮轨噪声,只要针对轮轨噪声频谱特性采取控制措施,就可以降低总体噪声。城市高架轨道一般采用混凝土结构。

车站设备噪声

车站设备噪声包括车站通风、供暖和空调设备(统称为HVAC设备)噪声、变压器噪声以及自动扶梯噪声等。

(1)风机噪声

车站设备噪声中风机噪声尤为突出。风机是保证地铁隧道系统正常运营的重要设备。地铁通风系统分为两类:即隧道通风系统和局部通风系统。前者包括车站通风和隧道通风,通常采用大功率的轴流风机,称为大系统;后者是为满足车站工作房间通风换气而设计,一般采用离心式或小型轴流风机,称为小系统。

大系统的轴流风机运行中产生高强度的稳态噪声,一方面通过隧道传到站台,另一方面通过风道和风亭传向地面,对站台乘客和地面邻近的居民带来一定范围的影响。风机噪声也可通过车体传播到车厢内部,但由于车体的隔声性能一般可忽略不计。小系统噪声将在局部区域对地铁工作人员产生局部性的影响,但对外部环境干扰不太。

(2)变电站噪声

地铁系统设有35KV高压、牵引和降压变电站。变电站的各种电气设备,如牵引变压器整流变压器和动力变压器是产生电磁噪声的主要声源。由于变电站的设备昼夜运转,因此这种噪声是连续性的稳态噪声,在无任何干扰的情况下,噪声的声级与频率均不随时间改变。变压器噪声是一种纯音噪声,在相同的声级下比宽频噪声干扰性更大。地下变电站的噪声对工作人员造成一定影响;而地面变电站的噪声对周围居民危害较大,尤其夜间更为明显。

地基噪声和振动

地下铁道是一个相对封闭的地下交通系统,其内部噪声对外部环境不会造成较大干扰,但是列车的行驶而引起的地基振动会使地面上的人和建筑有明显的感觉。很显然,地面轨道和高架轨道对于沿线环境的干扰以噪声为主,而地下铁道所产生的振动是影响地面建筑的主要环境问题。尽管地面轨道和高架轨道也产生较大的振动噪声,但地下铁道的地基噪声引起了人们极大关注。

轮轨之间的相互作用而引起的振动响应沿轨道结构通过岩层和土壤层向邻近的建筑物传播,其产生的声学效果是引起低频轰响声。

地基振动的频率范围是10~200Hz,这种低频声的传播距离远,影响范围广,使临近建筑物的墙体、地板和天花板产生振动的感觉,并由此产生低频轰响声,即二次辐射噪声。由于建筑物的地基振动频率接近人的感觉阀,因此振动级有微小变化就会引起人们很大程度的反应。然而由于土壤和岩石条件多变性和地面建筑设计的多样性,使地基噪声和振动的预测比空气噪声复杂得多。地基噪声和振动的影响因素包括轨道车辆、轮轨粗糙度、轨道支承、轨道结构、道床以及隧道结构等。

建筑物对地南的振动耦合

建筑物对地历振动的响应是很复杂的,在预测和分析方面尚末进入实用阶段。建筑物的基础振动分布与土壤层内可听频率的振动波长一样非常广泛。在可听频率范围内,基础对地南振动的响应由基础质量和几何尺寸所决定。

基础振动将使建筑物的楼板、墙、天花板的振动级大大增加,这种作用对木框架结构的房屋更为显著。楼板的共振作用可在10~30Hz范围内增大振幅,当楼板的振动频率与地基振动频率一致时,将产生较大的振动影响。楼板、天花板和墙体的振动是难以预测的,按照一般经验,频率在10~80Hz范围内,增幅为5~15dBA.




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