摘要 應用 環境噪聲預測與 分析 軟體ＳＯＵＮＤＰＬＡＮ對將設置在上海軌道 交通 6#線上下行線之間的道間聲屏障插入損失進行了模擬 計算 。計算結果表明,安裝道間聲屏障可使得距離線路20～30ｍ遠的較高層建築獲得2～4 7ｄＢ的降噪效果;隨著兩側聲屏障高度的增加,安裝道間聲屏障對待測表面的 影響 範圍在縮小;離軌道線路越近,道間聲屏障的插入損失越大。
關鍵詞 軌道交通 聲屏障 插入損失
0 引言
由於軌道交通具有高速快捷、客運量大、安全可靠性高、無煙氣排放污染等優點,近年來被國內外許多大中城市採用為交通主幹線以緩解城市化帶來的交通壓力。其中,輕軌作為一種造價比地鐵低、建設周期比地鐵短的交通工具,應用最為廣泛。但它們同時也帶來了環境噪聲污染等負面影響,特別是嚴重干擾了沿線居民的正常工作、 學習 和生活。
各種既有工程應用實例表明[1,2],在軌道線路兩側設置吸聲屏障是控制軌道交通噪聲的一種有效措施。隨著軌道線路噪聲敏感區段車道密集化程度的提高,提出在軌道線路兩側設置聲屏障的同時,在相鄰兩個車道之間設置道間聲屏障的降噪措施。由於設置的道間聲屏障更接近於主要噪聲源———輪軌系統,因此降噪效果會更好。一般由於空間結構的限制,要求道間聲屏障的高度儘量低,以1～1 25ｍ為宜,且由於兩側都有噪聲源,要求道間聲屏障具有雙面吸聲的性能[3,4],現已設計出滿足這種性能的聲屏障結構[5 7]。
截至 目前 為止,主要用邊界元法求解不連續線聲源模型及波動方程的邊界積分形式來評估道間聲屏障的降噪效果,求解過程較為複雜,故本 研究 運用環境噪聲預測與分析軟體ＳＯＵＮＤＰＬＡＮ對設置在上海軌道交通6#線上下行線之間的道間聲屏障的插入損失進行了模擬計算,計算過程較為簡便,所得結果表明當兩側聲屏障取不同高度時,道間聲屏障對待測表面的影響範圍將有所不同。
1 道間聲屏障插入損失的模擬計算
現欲在上海軌道交通6#線的噪聲敏感區段布置直立式吸聲聲屏障,其布置狀況如圖1所示。設定左、右側聲屏障的內側(靠軌道線一側)表面吸聲係數為0 8,外側表面吸聲係數都為0;道間聲屏障雙面吸聲,吸聲係數都為0 8。由於空間結構的限制,要求道間聲屏障的高度取為1 25ｍ,需預測兩側聲屏障的高度分別取3、3 5、4ｍ時,安裝道間聲屏障前後,與左側聲屏障相距為Ｄ的待測表面上的聲壓級變化差值,Ｄ分別取20、30、50、60ｍ和100ｍ。
設定列車最高時速為80ｋｍ ｈ,故此處噪聲以輪軌系統產生的噪聲為主,且噪聲源發出的聲波要經過道間聲屏障、列車車廂外壁、左右側聲屏障的多次反射才能到達聲照區的受聲點,直接求解分析,並達到預測目標比較困難,故運用環境噪聲預測與分析軟體ＳＯＵＮＤＰＬＡＮ對該 問題 建立模型,並進行求解預測。由圖1看出,相對於待測表面上的受聲點,道間聲屏障主要控制位置1處產生的輪軌噪聲,故假設此問題中的聲源集中於位置1處,其它各處的聲源先不予考慮。模型中用鐵路聲源模擬位置1處的聲源,假設列車車廂外壁為全反射面,用ｆｌｏａｔｉｎｇｓｃｒｅｅｎｉｎｇ對其進行模擬。
其中高架橋面與地面之間的距離、橋面寬度、上下行軌道中心線之間的距離、列車的高度和寬度及聲源和列車的位置參數值見圖2。
為預測安裝道間聲屏障前後各待測表面上的聲壓級變化狀況,首先在離左側聲屏障30ｍ遠處建立了6幢不同高度的樓體,Ｂｕｉｌｄｉｎｇ1～6;在離左側聲屏障20ｍ遠處建立了樓體Ｂｕｉｌｄｉｎｇ7;在離左側聲屏障50ｍ遠處建立了樓體Ｂｕｉｌｄｉｎｇ8～10;在離左側聲屏障60ｍ遠處建立了樓體Ｂｕｉｌｄｉｎｇ11;在離左側聲屏障100ｍ遠處建立了樓體Ｂｕｉｌｄｉｎｇ12和Ｂｕｉｌｄｉｎｇ13。然後在每幢樓體的各樓層分別設置一側點,各測點的高度取ＳＯＵＮＤＰＬＡＮ中的默認高度,即底層測點離地面為2 4ｍ,其餘各層依次疊加2 8ｍ。整個模型的俯視圖如圖3所示。分別對兩側聲屏障取不同高度時安裝道間聲屏障前後的情況進行模擬計算,求得各情況下各測點處的聲壓級,並求出道間聲屏障的插入損失,各測點的計算結果見結果對比與分析中的各圖所示。
2 結果對比與分析
由於樓層越高,涵蓋的預測信息越全面,故選擇各個距離處樓層最高的樓體的計算結果進行對比,各測點處的道間聲屏障插入損失模擬計算結果如圖4～8所示。
由圖4看出,當兩側聲屏障高3ｍ時,道間聲屏障插入損失較大的樓層為10～15層(測點離地面高27 6～41 6ｍ),其中11層處可獲得4 7ｄＢ的最佳降噪效果;當兩側聲屏障高3 5ｍ時,道間聲屏障插入損失較大的樓層為11～15層(測點離地面高30 4～41 6ｍ),且與高3ｍ屏高相比,11層的道間聲屏障插入損失有所減小;當兩側聲屏障高4ｍ時,道間聲屏障插入損失較大的樓層為13～15層(離地面高36～41 6ｍ),且其值較前兩種情況都略有減小。由於當兩側聲屏障高3ｍ和4ｍ時,11層測點處於曲線的拐點,當兩側聲屏障高3 5ｍ時,此測點處於線性段,故可看出對於此測點當道間聲屏障增高1ｍ時,就可取得4 7ｄＢ的降噪效果。圖5～7中曲線的變化趨勢與圖4中的相同。
關鍵詞 軌道交通 聲屏障 插入損失
0 引言
由於軌道交通具有高速快捷、客運量大、安全可靠性高、無煙氣排放污染等優點,近年來被國內外許多大中城市採用為交通主幹線以緩解城市化帶來的交通壓力。其中,輕軌作為一種造價比地鐵低、建設周期比地鐵短的交通工具,應用最為廣泛。但它們同時也帶來了環境噪聲污染等負面影響,特別是嚴重干擾了沿線居民的正常工作、 學習 和生活。
各種既有工程應用實例表明[1,2],在軌道線路兩側設置吸聲屏障是控制軌道交通噪聲的一種有效措施。隨著軌道線路噪聲敏感區段車道密集化程度的提高,提出在軌道線路兩側設置聲屏障的同時,在相鄰兩個車道之間設置道間聲屏障的降噪措施。由於設置的道間聲屏障更接近於主要噪聲源———輪軌系統,因此降噪效果會更好。一般由於空間結構的限制,要求道間聲屏障的高度儘量低,以1～1 25ｍ為宜,且由於兩側都有噪聲源,要求道間聲屏障具有雙面吸聲的性能[3,4],現已設計出滿足這種性能的聲屏障結構[5 7]。
截至 目前 為止,主要用邊界元法求解不連續線聲源模型及波動方程的邊界積分形式來評估道間聲屏障的降噪效果,求解過程較為複雜,故本 研究 運用環境噪聲預測與分析軟體ＳＯＵＮＤＰＬＡＮ對設置在上海軌道交通6#線上下行線之間的道間聲屏障的插入損失進行了模擬計算,計算過程較為簡便,所得結果表明當兩側聲屏障取不同高度時,道間聲屏障對待測表面的影響範圍將有所不同。
1 道間聲屏障插入損失的模擬計算
現欲在上海軌道交通6#線的噪聲敏感區段布置直立式吸聲聲屏障,其布置狀況如圖1所示。設定左、右側聲屏障的內側(靠軌道線一側)表面吸聲係數為0 8,外側表面吸聲係數都為0;道間聲屏障雙面吸聲,吸聲係數都為0 8。由於空間結構的限制,要求道間聲屏障的高度取為1 25ｍ,需預測兩側聲屏障的高度分別取3、3 5、4ｍ時,安裝道間聲屏障前後,與左側聲屏障相距為Ｄ的待測表面上的聲壓級變化差值,Ｄ分別取20、30、50、60ｍ和100ｍ。
設定列車最高時速為80ｋｍ ｈ,故此處噪聲以輪軌系統產生的噪聲為主,且噪聲源發出的聲波要經過道間聲屏障、列車車廂外壁、左右側聲屏障的多次反射才能到達聲照區的受聲點,直接求解分析,並達到預測目標比較困難,故運用環境噪聲預測與分析軟體ＳＯＵＮＤＰＬＡＮ對該 問題 建立模型,並進行求解預測。由圖1看出,相對於待測表面上的受聲點,道間聲屏障主要控制位置1處產生的輪軌噪聲,故假設此問題中的聲源集中於位置1處,其它各處的聲源先不予考慮。模型中用鐵路聲源模擬位置1處的聲源,假設列車車廂外壁為全反射面,用ｆｌｏａｔｉｎｇｓｃｒｅｅｎｉｎｇ對其進行模擬。
其中高架橋面與地面之間的距離、橋面寬度、上下行軌道中心線之間的距離、列車的高度和寬度及聲源和列車的位置參數值見圖2。
為預測安裝道間聲屏障前後各待測表面上的聲壓級變化狀況,首先在離左側聲屏障30ｍ遠處建立了6幢不同高度的樓體,Ｂｕｉｌｄｉｎｇ1～6;在離左側聲屏障20ｍ遠處建立了樓體Ｂｕｉｌｄｉｎｇ7;在離左側聲屏障50ｍ遠處建立了樓體Ｂｕｉｌｄｉｎｇ8～10;在離左側聲屏障60ｍ遠處建立了樓體Ｂｕｉｌｄｉｎｇ11;在離左側聲屏障100ｍ遠處建立了樓體Ｂｕｉｌｄｉｎｇ12和Ｂｕｉｌｄｉｎｇ13。然後在每幢樓體的各樓層分別設置一側點,各測點的高度取ＳＯＵＮＤＰＬＡＮ中的默認高度,即底層測點離地面為2 4ｍ,其餘各層依次疊加2 8ｍ。整個模型的俯視圖如圖3所示。分別對兩側聲屏障取不同高度時安裝道間聲屏障前後的情況進行模擬計算,求得各情況下各測點處的聲壓級,並求出道間聲屏障的插入損失,各測點的計算結果見結果對比與分析中的各圖所示。
2 結果對比與分析
由於樓層越高,涵蓋的預測信息越全面,故選擇各個距離處樓層最高的樓體的計算結果進行對比,各測點處的道間聲屏障插入損失模擬計算結果如圖4～8所示。
由圖4看出,當兩側聲屏障高3ｍ時,道間聲屏障插入損失較大的樓層為10～15層(測點離地面高27 6～41 6ｍ),其中11層處可獲得4 7ｄＢ的最佳降噪效果;當兩側聲屏障高3 5ｍ時,道間聲屏障插入損失較大的樓層為11～15層(測點離地面高30 4～41 6ｍ),且與高3ｍ屏高相比,11層的道間聲屏障插入損失有所減小;當兩側聲屏障高4ｍ時,道間聲屏障插入損失較大的樓層為13～15層(離地面高36～41 6ｍ),且其值較前兩種情況都略有減小。由於當兩側聲屏障高3ｍ和4ｍ時,11層測點處於曲線的拐點,當兩側聲屏障高3 5ｍ時,此測點處於線性段,故可看出對於此測點當道間聲屏障增高1ｍ時,就可取得4 7ｄＢ的降噪效果。圖5～7中曲線的變化趨勢與圖4中的相同。
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