城市軌道交通高架線路噪聲源強測量方法

王巧燕,　李曉東，周興敏

(中海環境科技(上海)股份有限公司，上海 200135)

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城市軌道交通高架線路噪聲源強測量方法

王巧燕,李曉東，周興敏

(中海環境科技(上海)股份有限公司，上海 200135)

根據城市軌道交通高架線路的結構特征和噪聲的輻射特性，分析環評技術導則中有關高架線路噪聲源強測試方法方面的不足。結合現場測試及導則預測模式，提出對測點位置進行調整，從而獲得更準確的噪聲源強測量方法。

城市軌道交通；高架；噪聲源強；測點位置

0　引　言

在城市軌道交通環境影響評價中，源強取值不正確不僅會直接影響噪聲預測結果的可靠性和選取環保措施的合理性，而且會影響后期竣工驗收工作的順利完成。因此，在環評階段選取正確、合理的源強至關重要。HJ 453—2008[1]中闡述了聲環境影響評價中源強數據選取的方法：一級評價采用類比測量法確定噪聲源強，二級評價主要根據調查資料及參閱相關文獻資料確定噪聲源強。在實際工作中，城市軌道交通噪聲的環境影響評價等級一般為一級評價，因此噪聲源強應采用類比測量法確定。

現有規范對源強測量方法的描述較為簡單，并未對高架線路提出針對性的測量建議。對此，分析導則中源強測量方法存在的問題，提出調整測點位置的建議，并以某高架線路為例對測點位置調整前后的源強數據進行對比分析。結果表明，采用調整后測點測得的源強數據能更加準確地預測敏感點的噪聲值。

1　城市軌道交通高架線路噪聲概述

軌道交通高架線路輻射的噪聲包括輪軌噪聲、車輛設備噪聲、空氣動力噪聲及橋梁結構噪聲。

1) 輪軌噪聲主要是由車輪和鋼軌相互接觸的過程中產生振動引起的，其大小與車輪和鋼軌的粗糙度有關[2]。輪軌噪聲具有寬帶特性，主要以低中頻成分為主, 其峰值頻率集中在125～2 000 Hz[3]。

2) 車輛設備噪聲包括牽引系統噪聲和空調系統噪聲等，通常位于車廂底部。

3) 空氣動力噪聲是由不穩定的空氣氣流掠過列車產生的，隨著列車速度的提高而增大。其大部分聲能量集中在較低頻域。

橋梁結構噪聲是由列車通過高架橋梁時車輪和軌道相互作用產生的振動通過扣件、枕木和道砟傳遞到橋梁，激發高架橋的橋面、防撞墻和橋墩等各個構件及聲屏障產生振動引起的輻射噪聲。高架結構噪聲的大小與高架橋結構、彈性扣件及道床等有關。

城市軌道交通中列車的行車速度較低，一般為60～80 km/h。空氣動力噪聲的影響較小，主要噪聲源為輪軌噪聲、車輛設備噪聲和橋梁結構噪聲。其中，輪軌噪聲和車輛設備噪聲的聲源均位于車廂底部，通過空氣向外傳播；橋梁結構噪聲主要通過高架結構向外輻射。

2　高架線路噪聲源強測量方法及存在的問題

根據HJ 453—2008，高架線路噪聲源強的測量方法為：傳聲器應距外軌中心線7.5 m，距軌面高1.5 m(以下簡稱參考點)，測量車速及列車通過時段的等效聲級，取不少于5次算術平均值，測量時列車的運行速度應為最高設計運行速度的75%或實際運營線路的最高運行速度，速度的波動范圍應<5%。測量時背景噪聲的聲級應比被測聲源的噪聲級低10 dB以上。

導則中僅簡單闡述了測點位置、測量頻次、列車運行工況及背景噪聲的控制，并未對測試環境條件進行詳細說明。根據ISO 3095—2013[4]，測量源強時試驗場地應滿足自由場或半自由場的條件，聲音能充分自由傳播，因此為避開聲反射面的影響，傳聲器周邊50 m范圍內應無大的聲反射物，傳聲器附近不得有干擾聲場的障礙物。對于地面線路，一般可滿足測試條件；但是對于高架線路，由于其兩側通常有1 m高的防撞墻，會對輪軌噪聲和車輛設備噪聲產生一定的遮擋，因此無法滿足上述環境條件。防撞墻引起聲場的變化見圖1，由于參考測點位于防撞墻的聲影區，噪聲值明顯降低，而在防撞墻上方區域噪聲仍然可以自由傳播，因此選用參考測點的噪聲值作為源強測點并不符合實際情況。防撞墻的噪聲衰減量應選用聲屏障模式予以修正，高架線路的噪聲源強應為不包含防撞墻衰減的噪聲值。

a) 沒有防撞墻時聲場分布

b) 有防撞墻時聲場分布

3　高架線路噪聲源強測量調整建議

圖2為某高架線路的噪聲源強測點示意圖，該線路為箱梁結構，外軌中心線距離防撞墻2.5 m，防撞墻高于軌面1 m。源強測點距離外軌中心線7.5 m，根據等比關系，建議測點設于軌面上方3 m處(N1點)，以避開防撞墻聲影區的影響。

為研究高架線路的噪聲源強，對該線路的噪聲源強進行現場實測，在N1點和N2點設置2個測點，其中N2點位于導則中推薦的源強測點處(距離外軌中心線7.5 m，高于軌面1.5 m)。現場測試照片見圖3。相關測試條件及測試結果見表1。根據測試結果，N1點的噪聲值比N2點高2.9 dB(A)。

4　實測源強驗證分析

采用導則模式及不同的實測源強數據對敏感點的噪聲(列車通過時的噪聲值)進行預測，將預測結果與實測結果進行對比分析(見表2)。通過對比可知，選用N1點處的噪聲源強得到的預測值與實測值差距較小，為1.3 dB(A)；選用N2的噪聲源強得到的預測值與實測值差距較大，為4.2 dB(A)。因此，建議高架線路選用N1點處的噪聲源強，即將測點位置調整至距離外軌中心線7.5 m，高于軌面3 m處。

圖2　高架噪聲源強測點示意圖

圖3　現場測試照片

測點編號測點位置A聲級dB(A)相關條件N1距外軌中心線7.5m,高于軌面3m85.2N2距外軌中心線7.5m,高于軌面1.5m82.3 箱梁結構,60kg/m鋼軌,整體道床,B型車,5節編組,車速70km/h

表2　計算結果與測試結果對比分析

5　結　語

現有的環評技術導則對城市軌道交通高架線路噪聲源強測量方法的描述較為簡單，測點位置的選取未考慮高架線路防撞墻聲影區的影響，測得的噪聲源強數據小于高架線路的實際源強。建議調整測點位置至距離外軌中心線7.5 m，高于軌面3 m處，從而得到更為準確的高架線路噪聲源強。

[1]環境保護部.HJ 453—2008，環境影響評價技術導則—城市軌道交通[S].北京：中國環境科學出版社，2008.

[2]THOMPSON D. 鐵路噪聲與振動——機理、模型和控制方法[M].中國鐵道科學研究院節能環保勞衛研究所，譯.北京：科學出版社，2013.

[3]李洪強,吳小萍. 城市軌道交通噪聲及其控制研究[J]. 噪聲與振動控制,2007,27(5)：78-82.

[4]International Organization for Standardization. ISO 3095—2013, Acoustics-Railway Applications-Measurement of Noise Emitted by Railbound Vehicles[S].Switzerland: ISO Copyright Office, 2013.

On Noise Source Intensity Test for Elevated Railway

WANG Qiaoyan，LI Xiaodong，ZHOU Xingmin

(ChinaShippingEnvironmentTechnology(Shanghai)Co.，Ltd，Shanghai200135，China)

The structure and the noise radiation characteristics of the elevated railway are analyzed, and the shortcoming of the method to test noise source intensity of urban elevated railways proposed by HJ453-2008 is pointed out. Based on the field measurements and the experience gained in using the prediction mode of the guidelines, adjusting the test position for more accurate noise source intensity measurement is proposed.

urban railway; elevated road; noise source intensity; test position

2015-08-24

王巧燕(1984—)，女,浙江嵊州人,助理研究員,主要從事環境噪聲影響分析和控制工作。

1674-5949(2016)01-073-03

U121；TB533+.2

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