南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方

南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方城市軌道交通近軌吸聲矮墻的設計研究

摘   要: 聲屏障在我國被廣泛應用于 治 理 城 市 軌 道 交 通 噪 聲 ，但 其 體 積 較 大，遮 擋 視 線 以 及 破 壞 了 周 邊 景 觀 。 為 此，設計一種新型的近軌吸聲矮墻來替代聲屏障 。 對 我 國 城 市 軌 道 交 通 噪 聲 的 來 源 以 及 頻 率 特 性 進 行 分 析 ，選 用 自研陶?；炷翞樵O計材料 。 參考國外相關實例，結合我國城市軌道交通的相 關 標 準 ，對 近 軌 吸 聲 矮 墻 的 高 度 、 位 置 、 聲學厚度的設計公式進行推導 。 初步設計近軌吸聲矮墻單元板 ，并對其 降 噪 量 進 行 理 論 計 算 。 結 果 表 明:我 國南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發

軌道交通噪聲以輪軌噪聲為主 ，自研陶粒混凝土的吸 聲 頻 率 特 性 與 輪 軌 噪 聲 頻 率 特 性 基 本 吻 合 ，以 其 為 原 材 料 設

計 的近軌吸聲矮南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方墻，在 500 ～ 1 000 Hz 頻段具有 10 dB ( A ) 左右的降噪能力 。 研究所得結論對于后期進一步設計優化 和推廣近軌吸聲矮墻具有參考價值 。

關鍵詞: 城市軌道交通; 噪聲治理; 近軌吸聲矮墻; 設計; 理論計算

+

Ｒesearch on the Design of Low-height Trackside Soundproof Wall

ZHU Wan-xu 1 ， 2 ， GAO Yi-hao 1 ， ZHOU Hong-mei 1 ， 3 ， ZHANG Ｒui-dong 1

( 1．College of Civil and Architecture Engineering ， Guangxi University of Science and Technology ， Liuzhou 545006 ， China ;

2．College of Civil and Architecture Engineering ， Guilin University of Technology ， Guilin 541004 ， China ;

3．Liuzhou HCM Building Materials Development Co． ， Ltd． ， Liuzhou 545025 ， China )

Abstract : Sound barrier is widely used to control urban rail traffic noise in China ， but its bulk is large ， blocking the line of sight and destroys the surrounding landscape． For that ， a new type of low-height

trackside soundproof wall is designed to replace the sound barrier based on the analysis of the sources and

frequency characteristics of urban rail transit noise in China ， and Self-developed ceramic concrete is

selected as the design material． With reference to relevant foreign examples and combined with the

relevant standards of urban rail transit in China ， the design formulas of the height ， the position and the

acoustic thickness南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發 of the low-height trackside soundproof wall are deduced． Then the low-height trackside

soundproof wall unit board is preliminarily designed ， and its abilities of noise reduction are calculated

theoretically． The results show that the rail transit noise in our country is mainly composed of wheel and

rail noise ， the sound absorption frequency characteristics of the self-developed ceramic concrete are basically in good agreement with the frequency characteristics of wheel-rail noise ; and the low-height trackside soundproof wall of ceramic concrete has a noise reduction capability of about 10 dB ( A ) in the

frequency band of 500 ～ 1 000 Hz． The conclusions of the study could provide certain references for further design optimization and promotion of low-height trackside soundproof wall．

Key words : Urban     rail     transit ;     Noise

收稿日期: 2017-12-11 ; 修回日期: 2017-12-27

基金項目: 廣西建筑新能源與節能重點實驗室資助項目( 桂科能 17- J-21-1 ) ;廣西科技 廳 科 技 開 發 項 目( 桂 科 攻 1598007-5 ) ; 廣 西 科 技 大學研究生創新項目( GKYC201710 )

作者簡介: 朱萬旭( 1972 — ) ，男，廣西玉林人，教授級高級工程師，工 學博士， E-mail : zhuwanxu@ 南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發vip．163．com 。

通信作者: 高逸豪( 1992 — ) ，男，湖 南 衡 陽 人，碩 士 研 究 生， E-mail : Gaoyihao9341@ 163．com 。

management ; Low-height trackside soundproof wall ; Design ; Theoretical calculation

目前我國正處于城市軌道交通建設迅猛發展的時 期，截止 2015 年末，我國累計有 26 個城市建成 投 運 城

朱萬旭 ，高逸豪 ，周紅梅 ，張瑞東

中圖分類號: TB533 . 2     文獻標識碼: A     DOI : 10．13238 / j．issn．1004 －2954．201712110006

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2 0

鐵 道 標 準 設 計                                  第 62 卷

軌 線 路 116 條，運 營 線 路 長 度 3 618 km ，預 計 到 2020 年，將有約 50 個城市 擁 有 城 市 軌 道 交 通，總 里 程 將達到 6 000 km 。 然 而，隨 之 帶 來 的 噪 聲 污 染 問 題 也 更加嚴重，對 人 們 的 健 康 、 生 活 與 工 作 帶 來 很 多 負 面 影響 。

目前的軌道交通 降 噪 措 施，按 其 基 本 原 理 可 以 大

［ 1 ］

減少噪聲源產生的噪聲，其 主 要 方 式 有:( 1 ) 對 鋼 軌 和 車輪進行打磨，鋪設無縫鋼 軌;( 2 ) 對 車 輪 進 行 形 狀 優 化和阻尼處理;( 3 ) 對軌道 結 構 進 行 優 化，例 如 采 用 軌 道減振器 、 減振扣件，使用新型的浮置板式軌道等 。 二 是被動降噪，即在噪 聲 傳 播 的 途 徑 和 接 受 處 對 于 噪 聲 進行削弱，其 主 要 方 式 有: ( 1 ) 在 軌 道 沿 線 布 置 聲 屏 障;( 2 ) 在道 床 上 鋪 設 軌 道 吸 音 板;( 3 ) 為 受 保 護 區 房 屋安裝隔聲窗和隔聲墻 。

由于主動降噪涉及到整個列車及鋼軌制造產業的 技術革新，雖然我國 在 主 動 降 噪 方 面 的 研 究 也 日 益 成 熟，但鑒于目前我國 現 有 的 工 業 發 展 水 平 和 現 有 的 城 市規劃布局，短時間 內 無 法 進 行 大 規 模 的 輪 軌 體 系 升 級，故以被動降噪來 減 少 降 低 軌 道 交 通 噪 聲 在 我 國 仍 是十分經濟有效的 方 式，其 中 聲 屏 障 技 術 在 我 國 被 廣 泛使用 。

我國目前使 用 的 聲 屏 障 通 常 高 度 大 于 3 m ，雖 然 能有效地降低列車 通 過 時 產 生 的 噪 聲，但 是 同 樣 帶 來 了一些不便 。 國外 早 在 20 世 紀 對 于 傳 統 聲 屏 障 的 缺 點 進 行 了 總 結 :一 是 車 內 乘 客 和 沿 線 居 民 的 視 線 被 高 大的聲屏障所遮擋，高 大 的 屏 障 使 人 產 生 不 必 要 的 心 理壓力，破 壞 了 沿 路 的 景 觀; 二 是 由 于 考 慮 到 行 車 安 全，通常聲屏障需要設置在距離鐵路中線較遠的地方 ， 占用了鐵路沿線過多的空間，并且其本身體積較大，生 產安裝維護需要消 耗 的 人 力 物 力 也 會 更 多 ，增 加 了 鐵

［ 2 ］

基于解決上述聲屏障的 缺 點， 20 世 紀 90 年 代 末， 歐洲許多國家先后 開 始 研 究 發 明 了 近 軌 吸 聲 矮 墻 ，在 某些鐵路試點替代傳統聲屏障作為控制軌道噪聲的手

［ 3 ］

進行了研究和應用，經過各國的研究測試證明，近軌吸

［ 4 ］

我國目前對于近 軌 吸 聲 矮 墻 的 研 究 還 非 常 少 ，該 技術還尚未在我國 進 行 推 廣，而 國 外 的 吸 聲 矮 墻 制 造 商尚未透露設計該 產 品 的 相 關 流 程 和 具 體 參 考 標 準 。 本文將參考國外已 知 的 近 軌 吸 聲 矮 墻 的 各 項 參 數 ，根 據我國的相關鐵路 法 規 和 標 準 來 進 行 設 計 ，為 國 內 今 后在實際工程中研發具有我國自主知識產權的近軌吸 聲矮墻提供參考 。

1   城市軌道交通噪聲的分析

軌道交通由固定的軌道和運動于軌道上的輸送系 統組成，按照不同的噪聲產生部位，通常將軌道噪聲做 如下劃分 。

( 1 ) 輪軌噪聲 。 由于鋼軌與車輪之間的相互作用， 造成車輪和軌道振動產生的噪 聲，又 分 為 滾 動 噪 聲 、 沖 擊噪聲以及曲線高頻噪聲，主要以中低頻成分為主 。 ( 2 ) 牽引 動 力 噪 聲 。 主 要 來 自 牽 引 電 動 機 、 壓 縮 機   、 發動機 、 齒輪箱等 動 力 設 備 的 運 轉 產 生 的 噪 聲，同 時包括架空接觸網與集電弓之間產生的摩擦噪聲 。 ( 3 ) 制動 噪 聲 。 列 車 制 動 時，閘 瓦 與 制 動 盤 之 間 的摩擦振動激發制 動 閘 瓦 片 、 閘 托 架 以 及 制 動 盤 等 產 生振動輻射而產生 的 噪 聲，同 時 制 動 懸 掛 連 件 之 間 的 間隙在運行中互相撞擊也會產生噪聲 。

( 4 ) 氣動 噪 聲 。 車 輛 運 行 時，氣 流 黏 滯 性 在 車 輛 表面引起附面層壓力的變化，激發表面振動，產生氣流 旋渦和摩擦沖擊而形成的高頻噪聲 。

( 5 ) 軌道 結 構 噪 聲 。 車 輛 通 過 高 架 、 地 下 隧 道 或 者線路上部建筑物 時，由 于 輪 軌 表 面 相 互 作 用 產 生 振 動，并通過 軌 道 、 橋 梁 、 地 基 等 傳 遞 能 量，從 而 導 致 橋 梁 、 地下結構 、 附近建筑物的振動而產生的低頻噪聲 。

研究表 明，我 國 城 市 軌 道 交 通 速 度 通 常 在 60 ～ 80 km / h ，此 時 噪 聲 的 主 要 來 源 是 輪 軌 噪 聲，噪 聲 源 位 于列車下 部 的 輪 軌 接 觸 面 附 近 。 經 過 大 量 研 究 和 測 試，得 到 我 國 城 市 軌 道 交 通 噪 聲 的 頻 譜 特 性，見 圖 1 。 噪聲主要 峰 值 分 布 在 1 000 Hz 以 下，而 目 前 我 國 城 軌 線路中占比的為高架線路，其噪聲峰值位于 500 ～ 800 Hz 之間 ［ 5 ］ 。

圖 1   我國城市軌道噪聲地面線與高架線的頻率特性

2   近軌吸聲矮墻的設計依據及材料選擇 2. 1   近軌吸聲矮墻降噪原理

當噪聲源發出的 聲 波 遇 到 障 礙 物 時，將 沿 著 3 條

路徑傳播 。

( 1 ) 繞 射 :噪 聲 越 過 障 礙 物 頂 部 繞 射 到 達 受 聲 點 ， 直達聲與繞射聲之間的聲級之差 ，稱之為繞射聲衰減，

［ 6 ］

致劃分為 兩 類 。 一 是 主 動 降 噪，即 降 低 輪 軌 振 動，

路建設運營的成本 。

段 。 而后，歐 、 美 、 日 、 韓 各 國 也 對 于 近 軌 吸 聲 矮 墻

聲矮墻的降噪量可以達到 5 ～ 12 dB ( A ) 。

用 Δ L d 表示，其大小隨著繞射角 θ 的增大而增加 。

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第 10 期                 朱萬旭，高逸豪，周紅梅，等 — 城市軌道交通近軌吸聲矮墻的設計研究

2 1

由于吸聲矮墻的 長 度 比 高 度 大 得 多，兩 端 的 繞 射 可被忽略，此時只考慮頂端繞射 。 如圖 2 所示，圖中 陰 影部分被 稱 作 聲 影 區，此 處 為 繞 射 聲 級 較 低 的 區 域 。 由圖 2 可以看出，聲影區的面積 、 繞射角 θ 的大小 與 障 礙物的高度成正比，與障礙物距離聲源的距離成反比 。 因此，通過在近聲源 處 通 過 吸 聲 矮 墻 來 降 低 頂 部 繞 射 聲的大小是可行的 。

圖 2   聲波繞射路徑

( 2 ) 透射:噪聲透過障 礙 物 播 到 受 聲 點，透 射 聲 會 對吸聲矮墻的降噪能力造成不利的影響 。 當隔聲量大 于繞射聲損失 10 dB 時，透 射 聲 對 衰 減 量 的 影 響 小 于 0. 5 dB ，可忽略不計 ［ 7 ］ 。 因此，在設計過程 中 要 保 證 矮 墻的隔聲量大于其預期噪聲衰減量 15 ～ 20 dB 。 ( 3 ) 反射:噪聲遇 到 障 礙 物 時 發 生 反 射，當 受 聲 點 一側同樣存在平行的障礙物時，聲 波 將 多 次 反 射，并 繞 過障礙物頂部到達受聲點 。 由于吸聲矮墻靠近軌道，噪 聲不可以避免地會在矮墻與車身之間多次反射 。 因此， 在設計矮墻時需要保證其材料具有良好的吸聲性能 。 2. 2   吸聲矮墻的材料

目前使用較為南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發廣 泛 的 吸 聲 材 料 中，微 穿 孔 板 吸 聲 頻帶較窄，橡膠有機類材料易燃，礦棉類無機纖維材料 難施工，鋁纖維金 屬 板 造 價 較 高 。 以 工 業 廢 渣 為 主 要 原料制作的 陶 粒 混 凝 土，造 價 低 廉 、 質 輕 、 耐 腐 蝕 、 耐 火，其內部特征呈細密蜂窩微孔狀，是適合在城市軌道 交通中大力推廣的綠色吸聲材料 。

在前期研究中，廣 西 科 技 大 學 李 建 立 等 人 用 陶 粒 作為骨料，普通硅酸鹽水泥作為粘結劑，加以聚丙烯纖 維 、 外加劑制成陶?；炷?，以該陶粒混凝土為原材料

制成的軌 道 吸 音 板 經 國 家 建 筑 質 量 監 督 檢 驗 中 心 檢

［ 8-12 ］

聲系數檢測結果見圖 3 。

圖 3   自研陶粒混凝土各頻率吸聲系數

對比圖 1 和圖 3 ，初步認 為，該 陶 粒 混 凝 土 的 吸 聲 系數頻率分布與我國城軌噪聲頻率分布有大量重疊部 分，且其吸聲系值 剛 好 位 于 我 國 城 軌 噪 聲 峰 值 頻段區域，采用該陶粒混凝土為原材料，設計近軌吸聲 矮墻是可行的，該材料的相關參數見表 1 、 表 2 。

表 1   陶?；炷廉a品的配合比

陶粒 / %     水泥 / %    聚丙烯纖維 / %    外加劑 / %      水灰比

45 ～ 65         25 ～ 35         0. 1 ～ 0. 4         0. 6 ～ 1. 2      0. 15 ～ 0. 25

表 2   陶粒混凝土產品的相關參數

3

900 ～ 1 100             8. 2 2. 8              1. 00×10 4

3   近軌吸聲矮墻的設計

3. 1   國外吸聲矮墻的相關設計

瑞士聯邦*在鐵路聯盟會議上對于歐洲

［ 13 ］

的軌道吸聲矮墻通常高出軌面 0. 5 ～ 0. 85 m ，安裝 在 距 軌道中心線水平位置 1. 7 ～ 1. 8 m ，見表 3 。

表 3   國外吸聲矮墻設計參數

國家    高度 / m   位置 / m    形式     表面材料    降噪量 / dB ( A ) 瑞典     0. 73     1. 78     直立式    燧石玻璃        5 ～ 11 挪威     0. 73     1. 70     直立式      巖棉          7 ～ 11 捷克     0. 73     1. 73    拋物線形   橡膠顆粒         ＜14 芬蘭     0. 85     1. 80     直立式    多孔鋁板         12 德國 0. 5 ～ 0. 78    1. 73 直立式石籠   火山巖          ＞5 注:高度均為吸聲矮墻頂部高于軌面 的 高 度，位 置 為 吸 聲 矮 墻 內 側

表面距離軌道中心線水平距離 。

3. 2   近軌吸聲矮墻的高度設計

軌道吸聲矮墻 的 高 度 設 計 原 則 是 : 需 要  化 減少對于兩側視線 的 遮 擋 的 前 提 下，盡 可 能 地 提 高 其 降噪性能 。 吸聲矮墻的 設 計 高 度 h 由 兩 部 分 組 成，見 式( 1 ) 。

h = h ' + h ″              ( 1 )

' ″

高度， mm 。

以我國目前城市軌道交通中使用的城市地鐵 為設計基準，目前我國地鐵 的 車 輛 按 車 型 分 為 A 、 B 、 C 三類，其相關尺寸參數見表 4 。

表 4   我國地鐵各類車型的相關技術規格

項目    車輛長度 / m 車輛寬度 / m 地板距軌面高 / m    輪徑 / mm A 型車      22. 10 3. 00 1. 13           840 B 型車      19. 00        2. 80          1. 10           840 C 型車      18. 90        2. 60          1. 14           840

由于軌道吸聲矮墻需安放在靠近列車車身的位 置，為了應對列車運行中可能出現的突發狀況 ，比如需

密度 / ( kg / m )    抗壓強度 / MPa 抗折強度 / MPa    彈性模量 / MPa

不同種類南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發的軌道吸聲矮墻進行 了 介 紹 和 總 結 : 歐 洲

式中， h 為吸聲 矮 墻 的 有 效 高 度， mm ; h 為 鋼 軌 的

測，吸聲性能等級達到 了 I 級 ，該 材 料 的 混 響 室 吸

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2 2

鐵 道 標 準 設 計                                  第 62 卷

要進行停車和乘客 疏 散，如 果 此 時 軌 道 邊 矮 墻 的 高 度 過高，將會成為車內人員逃生的障礙，這也是傳統聲屏 障的一大弊端，因此 矮 墻 的 設 計 高 度 不 應 超 過 列 車 地 板高度，即 1. 10 m 。 而為了 保 證 對 于 輪 軌 噪 聲 的 屏 蔽

結合上節結論，即 軌 邊 矮 墻 有 效 高 度 范 圍 在 高 出 軌面 0. 84 ～ 1. 10 m ，并 且 考 慮 矮 墻 安 裝 位 置 需 與 設 備 限界保持 100 mm 的 安 全 距 離，用 內 插 法 得 到 近 軌 吸 聲矮墻安裝位置 x 的表達式如下 。

能力，吸聲矮墻的高度應該盡可能地遮擋住車輪 ，因此

'

根據我國 《 地 鐵 設 計 規 范 》 ( GB50157 — 2013 ) 及 《 城市軌道 交 通 設 計 規 范 》 ( DGJ08 — 109 — 2004 ) 中 關

'

1 551 100 ， 840 ≤ h ＜ 990

x= ? '南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發

?? 1 567 + h － 990 + 100 ， 990 ≤ h ' ≤ 1 100

? 25

( 2 )

于鋼軌的規定，我國城市軌道大多采 用 60 kg / m 鋼 軌，

″ ［ 14-15 ］

3. 3   近軌吸聲矮墻的位置設計

為了確保列車在 軌 道 線 路 上 運 行 的 安 全 ，防 止 列 車在運行過程中與 近 軌 吸 聲 矮 墻 發 生 碰 撞 ，在 設 計 吸 聲矮墻時需要考慮 我 國 相 關 限 界 標 準，在 保 證 安 全 的 前提下盡可能使矮墻靠近軌道，從而提高其降噪能力 。 從表 4 中 可 以 得 到， A 型 車 為 我 國 目 前 城 軌 交 通 中的地鐵車型，因此以 A 型 車 的 限 界 參 數 作 為 設 計 基 準，根據我國 《 地 鐵 設 計 規 范 》 ( GB50157 — 2013 ) 附 錄 A 中得 到 A 型 車 隧 道 外 直 線 區 間 的 車 輛 輪 廓 線 、 車 輛 限界 、 設備限界，見圖 4 。

式中， x 為吸聲矮 墻 距 離 軌 道 中 心 線 的 距 離， mm ;

'

3. 4 近軌吸聲矮墻的聲學厚度設計

吸聲矮墻的厚度 決 定 了 其 隔 聲 性 能，故 合 理 地 確 定其厚度，可以有效 降 低 透 射 聲 對 于 矮 墻 降 噪 性 能 的 影響 。 利用質量定律 中 的 隔 聲 量 計 算 經 驗 公 式，對 于 單層均質材料而言，其隔聲量為

TL = 14. 5lg ( Mf ) － 26 ( 3 ) 式中， TL 為材料的隔聲量， dB ( A ) ; M 為 材 料 的 面

2

前文已經提到，在設計吸聲矮墻時，為了忽略隔聲 量對于降噪性能的影響，需要使吸聲矮墻的隔聲量 TL 超過 其 繞 射 聲 Δ L d = 10 dB ( A ) ，因 此 推 導 出 吸 聲 矮 墻

滿足隔聲量要求的厚度

Δ L d + 36

M 10 14. 5

d= ≥

3

墻的繞射損失， dB ( A ) 。

［ 16 ］

，理論上 的 南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發屏 障 類 降 噪 產 品 可

圖 4   A 型車車輛輪廓 、 車輛限界和設備限界

( 隧道外直線區間)

常州南京聲屏障多少錢一平方圖 4 中一共有 三 層 限 界，由 內 而 外 依 次 是 車 輛 輪 廓線 、 車輛限界和設備限界，本文常州南京聲屏障多少錢一平方以設備限界作為矮墻 安裝 位 置 的 控 制 線，圖 4 中 設 備 限 界 上 三 個 節 點 7″ 、 8″ 、 9″ ，其各自的限界坐標值見表 5 。

表 5   設備限界坐標值( 高架或地面直線段)

點號               x / mm               y / mm

7″                       1 592                      1 656

8″                       1 567                       990

9″                       1 551                       384

注: X 坐標軸的 0 點為軌道中心線， Y 坐標軸的 0 點為軌道頂面 。

以達到的噪聲衰減很難超過 20 dB ( A ) ，當忽略隔 聲 量 的影響時，此 時 的 噪 聲 衰 減 量 即 為 其 繞 射 聲 損 失，即 Δ L d = 20 dB ( A ) 。 根 據 式 ( 3 ) 可 以 推 出 材 料 的 隔 聲 量

 。

3

d ≥ 0. 072 m

3. 5   近軌吸聲矮墻的初步設計方案

( 1 ) 參考 表 3 中 國 外 吸 聲 矮 墻 的 設 計 經 驗，直 立 式吸聲矮墻構造較 為 簡 單，適 合 作 為 初 期 設 計 研 究 吸 聲矮墻外觀 。

( 2 ) 根據式( 1南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發 ) ，取 h ' = 0. 84 m ，即矮墻高度為: h =

0. 84 + 0. 176 = 1. 016 m = 1 016 mm 。

( 3 ) 又將 h ' = 0. 84 m 代入式( 2 ) ，得到矮墻 的 安 裝

位置: x = 1 663 mm 。

吸聲矮墻的有效高度 h高出軌面 0. 84 ～ 1. 10 m 。

? + h － 384 + '

?? 37 ． 88

其鋼軌高度 h 為 176 mm 。

h 為吸聲矮墻的有效高度， mm 。

密度， kg / m ; f 為噪聲頻率， Hz 。

ρ f ρ             ( 4 )

式中， ρ 為材 料 的 體 積 密 度， kg / m ; Δ L d 為 吸 聲 矮

研究 和 實 測 表 明

綜上所述，取 Δ L d = 20 dB ( A ) ， ρ = 1 000 kg / m ， f =

-----------------------常州南京聲屏障多少錢一平方------------------------------Page 4-----------------------------------------------------

第 10 期                 朱萬旭，高逸豪，周紅梅，等 — 城市軌道交通近軌吸聲矮墻的設計研究

2 3

( 4 ) 參考上述關于矮墻聲學厚求，考慮

［ 14 ］常州南京聲屏障多少錢一平方

中關于道床高度南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發的規定，選取道床高度為 1 m ;

到經濟和運輸成本，取吸聲矮墻總厚度為 140 mm ;安裝 方式參考目前國內較為普遍的非金屬聲屏障，使用兩側 金屬 H 型鋼固定，將吸聲矮墻設計為直立插板式，每塊 單元板長度取 1 960 mm ，寬度取 508 mm ，見圖 5 ，并參考

［ 17 ］

圖 5   近軌吸聲矮墻單元板平面尺寸( 單位: mm )

4   近軌吸聲矮墻降噪效果的初步預測 4. 1   近軌吸聲矮墻的總降噪量

近軌吸聲矮墻的降噪量用插入 損 失 IL 來 表 示，其 定義是保持噪聲源 、 地形 、 環境和背景噪聲一定的情況 下，安裝近軌吸聲矮墻前后受保護點的聲壓級之差 ，其 表達式如下

IL = Δ L d － Δ L t － Δ L r － ( Δ L s ， Δ L G ) max ( 5 ) 式中， Δ L d 為吸聲矮墻 的 繞 射 聲 損 失， dB ( A ) ; Δ L t 為吸聲矮墻的透射聲損失， dB ( A ) ; Δ L r 為 吸 聲 矮 墻 的 反射聲損失， dB ( A ) ; Δ L s 為 地 面 障 礙 物 衰 減， dB ( A ) ; Δ L G 為地面吸收衰減， dB ( A ) 。

結合陶粒混凝土 吸 聲 矮 墻 的 設 計 和 材 料 特 性 ，常州南京聲屏障多少錢一平方公 式( 5 ) 中，當 Δ L t 大于繞 射 聲 衰 減 10 dB ( A ) 時 可 以 忽 略， Δ L r 在材料 降 噪 系 數 NＲC ＞ 0. 5 時，可 以 忽 略， Δ L s 與 Δ L G 在設立吸聲矮墻后 同 樣 可 以 忽 略 其 影 響，因 此

可以 大 致 認 為 吸 聲 矮 墻 的 插 入 損 失 為 其 繞 射 聲 損 失，即

IL ≈ Δ L d              ( 6 ) 4. 2   軌道交通噪聲繞射衰減

將輪軌噪聲視作 無 限 長 不 相 干 線 聲 源，吸 聲 矮 墻

［ 18 ］

? ? 3 π 槡 ( 1 － t 2 ) ?

? 10lg ? ? ， t = 40 f δ 1

?

Δ L d = ? ? ( 1 + t ) ?

? ? 2 － ?

? ? 2 3 c南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發

( 7 )

式 中， δ 為 聲 程 差， δ = A + B － C ， m ; f 為 噪 聲 頻 率，

Hz ; c 為聲速， m / s 。

由式( 7 ) 可 以 看 出，聲 程 差 δ 越 大，軌 道 吸 聲 矮 墻 的降噪能力越好 。 我國目前的城市軌道交通地面線主 要為高架和路堤式地面線為主，以路堤式軌道為例，查

假定 受 聲 點 南京馬鞍山上海聲屏障多少錢一平方聲屏障結構的模態，并在臺風荷載為 8 000 Pa 條件下，研究聲屏障的穩態結構響應。研究結果表 明：（1）這 2 種聲屏障的 1 階振動頻率和 2 階振動頻率各不相同，3 階到 6 階模態相差不大；（2） 當吸聲板面密度為 60 kg/m 2 時，聲屏障結構具有較好的穩定性。并提出建議：（1）在保證吸聲 降噪效果的前提下，建議吸聲板面密度選擇 60 kg/m 2 ；（2）在臺風載荷作用下，聲屏障結構會發為 行 人，取 其 水 平 高 度 為 1. 6 m ; 參 照 圖 6 ，有

h 1 = 0. 84 m ， l 1 常州南京聲屏障多少錢一平方= 1. 66 m ，

h 2 = 1 + 0. 176 + 0. 84 － 1. 6 = 0. 416 m

圖 6   繞射聲衰減聲程差示意

根據圖 6 與式( 7 ) ，在 Excel 中利 用 其 函 數 功 能 分 別計算受聲點距離軌道中心 l 2 為 7. 5 m 時的繞射聲損 失，結果見表 6 。

表 6   受聲點距離軌道中線 7. 5 m 時的繞射聲衰減 f / Hz          Δ L d / dB ( A )        f / Hz        Δ L d / dB ( A )

63                 5. 90                630                10. 02 100                6. 41                800                10. 66 125                6. 71               1 000               11. 28 250                7. 90               1 250               11. 92 315                8. 37               1 600               12. 65 400                8. 91               2 500               14. 03 500                9. 44               3 150               14. 78

5   結語

( 1 ) 根據 我 國 城 市 軌 道 交 通 列 車 速 度 可 知，城 市 軌道交通噪聲多以 輪 軌 噪 聲 為 主，利 用 近 軌 吸 聲 矮 墻 靠近噪聲源來屏蔽輪軌噪聲，具有可靠的理論依據 。 ( 2 ) 課題組前期研究 的 環 保 型 陶 粒 混 凝 土 吸 聲 材 料   ，已經用 于 生 產 軌 道 吸 聲 板，并 且 取 得 了 不 錯 的 效 果 。 該材料的各頻段吸聲系數與我國城市軌道交通噪 聲的頻率特性基本吻合，用該材料設計軌道吸聲矮墻， 是可行的 。

( 3 ) 根據 我 國 地 鐵 的 相 關常州南京聲屏障多少錢一平方 參 數 和 規 范，對 于 軌 道 吸聲矮墻的高度 、 位置 、 聲學厚度進行了研究和探 討，并且得到了相關公式，以供后期設計和優化參考 。 ( 4 ) 擬設 計 的 直 立 插 板 式 近 軌 吸 聲 矮 墻，通 過 現 有的 衰 減 模 型 公 式，在 500 ～ 1 000 Hz 頻 段 具 有 10 dB ( A ) 左右的理論噪聲衰減能力 。 參考文獻:

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( 下轉第 30 頁)

規范

。

相關文獻，證明該設計力學性能滿足要求

視作無限長屏障，其繞射聲損失可由式( 7 ) 求得

? ?? 4arctan ( 1 － t ) ?? 3 c ≤

槡

? 10lg 3 π 槡 ( t 1 ) ? ， t = 40 f δ ＞ 1

? ? 2ln ( t + 槡 ( t － 1 ) ) ?

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3 0

鐵 道 標 準 設 計                                  第 62 卷

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