南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方

南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方城市轨道交通近轨吸声矮墙的设计研究

摘   要: 声屏障在我国被广泛应用于 治 理 城 市 轨 道 交 通 噪 声 ，但 其 体 积 较 大，遮 挡 视 线 以 及 破 坏 了 周 边 景 观 。 为 此，设计一种新型的近轨吸声矮墙来替代声屏障 。 对 我 国 城 市 轨 道 交 通 噪 声 的 来 源 以 及 频 率 特 性 进 行 分 析 ，选 用 自研陶粒混凝土为设计材料 。 参考国外相关实例，结合我国城市轨道交通的相 关 标 准 ，对 近 轨 吸 声 矮 墙 的 高 度 、 位 置 、 声学厚度的设计公式进行推导 。 初步设计近轨吸声矮墙单元板 ，并对其 降 噪 量 进 行 理 论 计 算 。 结 果 表 明:我 国南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发

轨道交通噪声以轮轨噪声为主 ，自研陶粒混凝土的吸 声 频 率 特 性 与 轮 轨 噪 声 频 率 特 性 基 本 吻 合 ，以 其 为 原 材 料 设

计 的近轨吸声矮南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方墙，在 500 ～ 1 000 Hz 频段具有 10 dB ( A ) 左右的降噪能力 。 研究所得结论对于后期进一步设计优化 和推广近轨吸声矮墙具有参考价值 。

关键词: 城市轨道交通; 噪声治理; 近轨吸声矮墙; 设计; 理论计算

+

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南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发 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

基金项目: 广西建筑新能源与节能重点实验室资助项目( 桂科能 17- J-21-1 ) ;广西科技 厅 科 技 开 发 项 目( 桂 科 攻 1598007-5 ) ; 广 西 科 技 大学研究生创新项目( GKYC201710 )

作者简介: 朱万旭( 1972 — ) ，男，广西玉林人，教授级高级工程师，工 学博士， E-mail : zhuwanxu@ 南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发vip．163．com 。

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

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

目前我国正处于城市轨道交通建设迅猛发展的时 期，截止 2015 年末，我国累计有 26 个城市建成 投 运 城

朱万旭 ，高逸豪 ，周红梅 ，张瑞东

中图分类号: TB533 . 2     文献标识码: A     DOI : 10．13238 / j．issn．1004 －2954．201712110006

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铁 道 标 准 设 计                                  第 62 卷

轨 线 路 116 条，运 营 线 路 长 度 3 618 km ，预 计 到 2020 年，将有约 50 个城市 拥 有 城 市 轨 道 交 通，总 里 程 将达到 6 000 km 。 然 而，随 之 带 来 的 噪 声 污 染 问 题 也 更加严重，对 人 们 的 健 康 、 生 活 与 工 作 带 来 很 多 负 面 影响 。

目前的轨道交通 降 噪 措 施，按 其 基 本 原 理 可 以 大

［ 1 ］

减少噪声源产生的噪声，其 主 要 方 式 有:( 1 ) 对 钢 轨 和 车轮进行打磨，铺设无缝钢 轨;( 2 ) 对 车 轮 进 行 形 状 优 化和阻尼处理;( 3 ) 对轨道 结 构 进 行 优 化，例 如 采 用 轨 道减振器 、 减振扣件，使用新型的浮置板式轨道等 。 二 是被动降噪，即在噪 声 传 播 的 途 径 和 接 受 处 对 于 噪 声 进行削弱，其 主 要 方 式 有: ( 1 ) 在 轨 道 沿 线 布 置 声 屏 障;( 2 ) 在道 床 上 铺 设 轨 道 吸 音 板;( 3 ) 为 受 保 护 区 房 屋安装隔声窗和隔声墙 。

由于主动降噪涉及到整个列车及钢轨制造产业的 技术革新，虽然我国 在 主 动 降 噪 方 面 的 研 究 也 日 益 成 熟，但鉴于目前我国 现 有 的 工 业 发 展 水 平 和 现 有 的 城 市规划布局，短时间 内 无 法 进 行 大 规 模 的 轮 轨 体 系 升 级，故以被动降噪来 减 少 降 低 轨 道 交 通 噪 声 在 我 国 仍 是十分经济有效的 方 式，其 中 声 屏 障 技 术 在 我 国 被 广 泛使用 。

我国目前使 用 的 声 屏 障 通 常 高 度 大 于 3 m ，虽 然 能有效地降低列车 通 过 时 产 生 的 噪 声，但 是 同 样 带 来 了一些不便 。 国外 早 在 20 世 纪 对 于 传 统 声 屏 障 的 缺 点 进 行 了 总 结 :一 是 车 内 乘 客 和 沿 线 居 民 的 视 线 被 高 大的声屏障所遮挡，高 大 的 屏 障 使 人 产 生 不 必 要 的 心 理压力，破 坏 了 沿 路 的 景 观; 二 是 由 于 考 虑 到 行 车 安 全，通常声屏障需要设置在距离铁路中线较远的地方 ， 占用了铁路沿线过多的空间，并且其本身体积较大，生 产安装维护需要消 耗 的 人 力 物 力 也 会 更 多 ，增 加 了 铁

［ 2 ］

基于解决上述声屏障的 缺 点， 20 世 纪 90 年 代 末， 欧洲许多国家先后 开 始 研 究 发 明 了 近 轨 吸 声 矮 墙 ，在 某些铁路试点替代传统声屏障作为控制轨道噪声的手

［ 3 ］

进行了研究和应用，经过各国的研究测试证明，近轨吸

［ 4 ］

我国目前对于近 轨 吸 声 矮 墙 的 研 究 还 非 常 少 ，该 技术还尚未在我国 进 行 推 广，而 国 外 的 吸 声 矮 墙 制 造 商尚未透露设计该 产 品 的 相 关 流 程 和 具 体 参 考 标 准 。 本文将参考国外已 知 的 近 轨 吸 声 矮 墙 的 各 项 参 数 ，根 据我国的相关铁路 法 规 和 标 准 来 进 行 设 计 ，为 国 内 今 后在实际工程中研发具有我国自主知识产权的近轨吸 声矮墙提供参考 。

1   城市轨道交通噪声的分析

轨道交通由固定的轨道和运动于轨道上的输送系 统组成，按照不同的噪声产生部位，通常将轨道噪声做 如下划分 。

( 1 ) 轮轨噪声 。 由于钢轨与车轮之间的相互作用， 造成车轮和轨道振动产生的噪 声，又 分 为 滚 动 噪 声 、 冲 击噪声以及曲线高频噪声，主要以中低频成分为主 。 ( 2 ) 牵引 动 力 噪 声 。 主 要 来 自 牵 引 电 动 机 、 压 缩 机   、 发动机 、 齿轮箱等 动 力 设 备 的 运 转 产 生 的 噪 声，同 时包括架空接触网与集电弓之间产生的摩擦噪声 。 ( 3 ) 制动 噪 声 。 列 车 制 动 时，闸 瓦 与 制 动 盘 之 间 的摩擦振动激发制 动 闸 瓦 片 、 闸 托 架 以 及 制 动 盘 等 产 生振动辐射而产生 的 噪 声，同 时 制 动 悬 挂 连 件 之 间 的 间隙在运行中互相撞击也会产生噪声 。

( 4 ) 气动 噪 声 。 车 辆 运 行 时，气 流 黏 滞 性 在 车 辆 表面引起附面层压力的变化，激发表面振动，产生气流 旋涡和摩擦冲击而形成的高频噪声 。

( 5 ) 轨道 结 构 噪 声 。 车 辆 通 过 高 架 、 地 下 隧 道 或 者线路上部建筑物 时，由 于 轮 轨 表 面 相 互 作 用 产 生 振 动，并通过 轨 道 、 桥 梁 、 地 基 等 传 递 能 量，从 而 导 致 桥 梁 、 地下结构 、 附近建筑物的振动而产生的低频噪声 。

研究表 明，我 国 城 市 轨 道 交 通 速 度 通 常 在 60 ～ 80 km / h ，此 时 噪 声 的 主 要 来 源 是 轮 轨 噪 声，噪 声 源 位 于列车下 部 的 轮 轨 接 触 面 附 近 。 经 过 大 量 研 究 和 测 试，得 到 我 国 城 市 轨 道 交 通 噪 声 的 频 谱 特 性，见 图 1 。 噪声主要 峰 值 分 布 在 1 000 Hz 以 下，而 目 前 我 国 城 轨 线路中占比的为高架线路，其噪声峰值位于 500 ～ 800 Hz 之间 ［ 5 ］ 。

图 1   我国城市轨道噪声地面线与高架线的频率特性

2   近轨吸声矮墙的设计依据及材料选择 2. 1   近轨吸声矮墙降噪原理

当噪声源发出的 声 波 遇 到 障 碍 物 时，将 沿 着 3 条

路径传播 。

( 1 ) 绕 射 :噪 声 越 过 障 碍 物 顶 部 绕 射 到 达 受 声 点 ， 直达声与绕射声之间的声级之差 ，称之为绕射声衰减，

［ 6 ］

致划分为 两 类 。 一 是 主 动 降 噪，即 降 低 轮 轨 振 动，

路建设运营的成本 。

段 。 而后，欧 、 美 、 日 、 韩 各 国 也 对 于 近 轨 吸 声 矮 墙

声矮墙的降噪量可以达到 5 ～ 12 dB ( A ) 。

用 Δ L d 表示，其大小随着绕射角 θ 的增大而增加 。

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第 10 期                 朱万旭，高逸豪，周红梅，等 — 城市轨道交通近轨吸声矮墙的设计研究

2 1

由于吸声矮墙的 长 度 比 高 度 大 得 多，两 端 的 绕 射 可被忽略，此时只考虑顶端绕射 。 如图 2 所示，图中 阴 影部分被 称 作 声 影 区，此 处 为 绕 射 声 级 较 低 的 区 域 。 由图 2 可以看出，声影区的面积 、 绕射角 θ 的大小 与 障 碍物的高度成正比，与障碍物距离声源的距离成反比 。 因此，通过在近声源 处 通 过 吸 声 矮 墙 来 降 低 顶 部 绕 射 声的大小是可行的 。

图 2   声波绕射路径

( 2 ) 透射:噪声透过障 碍 物 播 到 受 声 点，透 射 声 会 对吸声矮墙的降噪能力造成不利的影响 。 当隔声量大 于绕射声损失 10 dB 时，透 射 声 对 衰 减 量 的 影 响 小 于 0. 5 dB ，可忽略不计 ［ 7 ］ 。 因此，在设计过程 中 要 保 证 矮 墙的隔声量大于其预期噪声衰减量 15 ～ 20 dB 。 ( 3 ) 反射:噪声遇 到 障 碍 物 时 发 生 反 射，当 受 声 点 一侧同样存在平行的障碍物时，声 波 将 多 次 反 射，并 绕 过障碍物顶部到达受声点 。 由于吸声矮墙靠近轨道，噪 声不可以避免地会在矮墙与车身之间多次反射 。 因此， 在设计矮墙时需要保证其材料具有良好的吸声性能 。 2. 2   吸声矮墙的材料

目前使用较为南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发广 泛 的 吸 声 材 料 中，微 穿 孔 板 吸 声 频带较窄，橡胶有机类材料易燃，矿棉类无机纤维材料 难施工，铝纤维金 属 板 造 价 较 高 。 以 工 业 废 渣 为 主 要 原料制作的 陶 粒 混 凝 土，造 价 低 廉 、 质 轻 、 耐 腐 蚀 、 耐 火，其内部特征呈细密蜂窝微孔状，是适合在城市轨道 交通中大力推广的绿色吸声材料 。

在前期研究中，广 西 科 技 大 学 李 建 立 等 人 用 陶 粒 作为骨料，普通硅酸盐水泥作为粘结剂，加以聚丙烯纤 维 、 外加剂制成陶粒混凝土，以该陶粒混凝土为原材料

制成的轨 道 吸 音 板 经 国 家 建 筑 质 量 监 督 检 验 中 心 检

［ 8-12 ］

声系数检测结果见图 3 。

图 3   自研陶粒混凝土各频率吸声系数

对比图 1 和图 3 ，初步认 为，该 陶 粒 混 凝 土 的 吸 声 系数频率分布与我国城轨噪声频率分布有大量重叠部 分，且其吸声系值 刚 好 位 于 我 国 城 轨 噪 声 峰 值 频段区域，采用该陶粒混凝土为原材料，设计近轨吸声 矮墙是可行的，该材料的相关参数见表 1 、 表 2 。

表 1   陶粒混凝土产品的配合比

陶粒 / %     水泥 / %    聚丙烯纤维 / %    外加剂 / %      水灰比

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

表 2   陶粒混凝土产品的相关参数

3

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

3   近轨吸声矮墙的设计

3. 1   国外吸声矮墙的相关设计

瑞士联邦*在铁路联盟会议上对于欧洲

［ 13 ］

的轨道吸声矮墙通常高出轨面 0. 5 ～ 0. 85 m ，安装 在 距 轨道中心线水平位置 1. 7 ～ 1. 8 m ，见表 3 。

表 3   国外吸声矮墙设计参数

国家    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      岩棉          7 ～ 11 捷克     0. 73     1. 73    抛物线形   橡胶颗粒         ＜14 芬兰     0. 85     1. 80     直立式    多孔铝板         12 德国 0. 5 ～ 0. 78    1. 73 直立式石笼   火山岩          ＞5 注:高度均为吸声矮墙顶部高于轨面 的 高 度，位 置 为 吸 声 矮 墙 内 侧

表面距离轨道中心线水平距离 。

3. 2   近轨吸声矮墙的高度设计

轨道吸声矮墙 的 高 度 设 计 原 则 是 : 需 要  化 减少对于两侧视线 的 遮 挡 的 前 提 下，尽 可 能 地 提 高 其 降噪性能 。 吸声矮墙的 设 计 高 度 h 由 两 部 分 组 成，见 式( 1 ) 。

h = h ' + h ″              ( 1 )

' ″

高度， mm 。

以我国目前城市轨道交通中使用的城市地铁 为设计基准，目前我国地铁 的 车 辆 按 车 型 分 为 A 、 B 、 C 三类，其相关尺寸参数见表 4 。

表 4   我国地铁各类车型的相关技术规格

项目    车辆长度 / m 车辆宽度 / m 地板距轨面高 / m    轮径 / mm A 型车      22. 10 3. 00 1. 13           840 B 型车      19. 00        2. 80          1. 10           840 C 型车      18. 90        2. 60          1. 14           840

由于轨道吸声矮墙需安放在靠近列车车身的位 置，为了应对列车运行中可能出现的突发状况 ，比如需

密度 / ( kg / m )    抗压强度 / MPa 抗折强度 / MPa    弹性模量 / MPa

不同种类南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发的轨道吸声矮墙进行 了 介 绍 和 总 结 : 欧 洲

式中， h 为吸声 矮 墙 的 有 效 高 度， mm ; h 为 钢 轨 的

测，吸声性能等级达到 了 I 级 ，该 材 料 的 混 响 室 吸

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2 2

铁 道 标 准 设 计                                  第 62 卷

要进行停车和乘客 疏 散，如 果 此 时 轨 道 边 矮 墙 的 高 度 过高，将会成为车内人员逃生的障碍，这也是传统声屏 障的一大弊端，因此 矮 墙 的 设 计 高 度 不 应 超 过 列 车 地 板高度，即 1. 10 m 。 而为了 保 证 对 于 轮 轨 噪 声 的 屏 蔽

结合上节结论，即 轨 边 矮 墙 有 效 高 度 范 围 在 高 出 轨面 0. 84 ～ 1. 10 m ，并 且 考 虑 矮 墙 安 装 位 置 需 与 设 备 限界保持 100 mm 的 安 全 距 离，用 内 插 法 得 到 近 轨 吸 声矮墙安装位置 x 的表达式如下 。

能力，吸声矮墙的高度应该尽可能地遮挡住车轮 ，因此

'

根据我国 《 地 铁 设 计 规 范 》 ( GB50157 — 2013 ) 及 《 城市轨道 交 通 设 计 规 范 》 ( DGJ08 — 109 — 2004 ) 中 关

'

1 551 100 ， 840 ≤ h ＜ 990

x=  '南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发

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

 25

( 2 )

于钢轨的规定，我国城市轨道大多采 用 60 kg / m 钢 轨，

″ ［ 14-15 ］

3. 3   近轨吸声矮墙的位置设计

为了确保列车在 轨 道 线 路 上 运 行 的 安 全 ，防 止 列 车在运行过程中与 近 轨 吸 声 矮 墙 发 生 碰 撞 ，在 设 计 吸 声矮墙时需要考虑 我 国 相 关 限 界 标 准，在 保 证 安 全 的 前提下尽可能使矮墙靠近轨道，从而提高其降噪能力 。 从表 4 中 可 以 得 到， A 型 车 为 我 国 目 前 城 轨 交 通 中的地铁车型，因此以 A 型 车 的 限 界 参 数 作 为 设 计 基 准，根据我国 《 地 铁 设 计 规 范 》 ( GB50157 — 2013 ) 附 录 A 中得 到 A 型 车 隧 道 外 直 线 区 间 的 车 辆 轮 廓 线 、 车 辆 限界 、 设备限界，见图 4 。

式中， x 为吸声矮 墙 距 离 轨 道 中 心 线 的 距 离， mm ;

'

3. 4 近轨吸声矮墙的声学厚度设计

吸声矮墙的厚度 决 定 了 其 隔 声 性 能，故 合 理 地 确 定其厚度，可以有效 降 低 透 射 声 对 于 矮 墙 降 噪 性 能 的 影响 。 利用质量定律 中 的 隔 声 量 计 算 经 验 公 式，对 于 单层均质材料而言，其隔声量为

TL = 14. 5lg ( Mf ) － 26 ( 3 ) 式中， TL 为材料的隔声量， dB ( A ) ; M 为 材 料 的 面

2

前文已经提到，在设计吸声矮墙时，为了忽略隔声 量对于降噪性能的影响，需要使吸声矮墙的隔声量 TL 超过 其 绕 射 声 Δ L d = 10 dB ( A ) ，因 此 推 导 出 吸 声 矮 墙

满足隔声量要求的厚度

Δ L d + 36

M 10 14. 5

d= ≥

3

墙的绕射损失， dB ( A ) 。

［ 16 ］

，理论上 的 南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发屏 障 类 降 噪 产 品 可

图 4   A 型车车辆轮廓 、 车辆限界和设备限界

( 隧道外直线区间)

常州南京声屏障多少钱一平方图 4 中一共有 三 层 限 界，由 内 而 外 依 次 是 车 辆 轮 廓线 、 车辆限界和设备限界，本文常州南京声屏障多少钱一平方以设备限界作为矮墙 安装 位 置 的 控 制 线，图 4 中 设 备 限 界 上 三 个 节 点 7″ 、 8″ 、 9″ ，其各自的限界坐标值见表 5 。

表 5   设备限界坐标值( 高架或地面直线段)

点号               x / mm               y / mm

7″                       1 592                      1 656

8″                       1 567                       990

9″                       1 551                       384

注: X 坐标轴的 0 点为轨道中心线， Y 坐标轴的 0 点为轨道顶面 。

以达到的噪声衰减很难超过 20 dB ( A ) ，当忽略隔 声 量 的影响时，此 时 的 噪 声 衰 减 量 即 为 其 绕 射 声 损 失，即 Δ L d = 20 dB ( A ) 。 根 据 式 ( 3 ) 可 以 推 出 材 料 的 隔 声 量

 。

3

d ≥ 0. 072 m

3. 5   近轨吸声矮墙的初步设计方案

( 1 ) 参考 表 3 中 国 外 吸 声 矮 墙 的 设 计 经 验，直 立 式吸声矮墙构造较 为 简 单，适 合 作 为 初 期 设 计 研 究 吸 声矮墙外观 。

( 2 ) 根据式( 1南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发 ) ，取 h ' = 0. 84 m ，即矮墙高度为: h =

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

( 3 ) 又将 h ' = 0. 84 m 代入式( 2 ) ，得到矮墙 的 安 装

位置: x = 1 663 mm 。

吸声矮墙的有效高度 h高出轨面 0. 84 ～ 1. 10 m 。

 + h － 384 + '

 37 ． 88

其钢轨高度 h 为 176 mm 。

h 为吸声矮墙的有效高度， mm 。

密度， kg / m ; f 为噪声频率， Hz 。

ρ f ρ             ( 4 )

式中， ρ 为材 料 的 体 积 密 度， kg / m ; Δ L d 为 吸 声 矮

研究 和 实 测 表 明

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

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第 10 期                 朱万旭，高逸豪，周红梅，等 — 城市轨道交通近轨吸声矮墙的设计研究

2 3

( 4 ) 参考上述关于矮墙声学厚求，考虑

［ 14 ］常州南京声屏障多少钱一平方

中关于道床高度南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发的规定，选取道床高度为 1 m ;

到经济和运输成本，取吸声矮墙总厚度为 140 mm ;安装 方式参考目前国内较为普遍的非金属声屏障，使用两侧 金属 H 型钢固定，将吸声矮墙设计为直立插板式，每块 单元板长度取 1 960 mm ，宽度取 508 mm ，见图 5 ，并参考

［ 17 ］

图 5   近轨吸声矮墙单元板平面尺寸( 单位: mm )

4   近轨吸声矮墙降噪效果的初步预测 4. 1   近轨吸声矮墙的总降噪量

近轨吸声矮墙的降噪量用插入 损 失 IL 来 表 示，其 定义是保持噪声源 、 地形 、 环境和背景噪声一定的情况 下，安装近轨吸声矮墙前后受保护点的声压级之差 ，其 表达式如下

IL = Δ L d － Δ L t － Δ L r － ( Δ L s ， Δ L G ) max ( 5 ) 式中， Δ L d 为吸声矮墙 的 绕 射 声 损 失， dB ( A ) ; Δ L t 为吸声矮墙的透射声损失， dB ( A ) ; Δ L r 为 吸 声 矮 墙 的 反射声损失， dB ( A ) ; Δ L s 为 地 面 障 碍 物 衰 减， dB ( A ) ; Δ L G 为地面吸收衰减， dB ( A ) 。

结合陶粒混凝土 吸 声 矮 墙 的 设 计 和 材 料 特 性 ，常州南京声屏障多少钱一平方公 式( 5 ) 中，当 Δ L t 大于绕 射 声 衰 减 10 dB ( A ) 时 可 以 忽 略， Δ L r 在材料 降 噪 系 数 NＲC ＞ 0. 5 时，可 以 忽 略， Δ L s 与 Δ L G 在设立吸声矮墙后 同 样 可 以 忽 略 其 影 响，因 此

可以 大 致 认 为 吸 声 矮 墙 的 插 入 损 失 为 其 绕 射 声 损 失，即

IL ≈ Δ L d              ( 6 ) 4. 2   轨道交通噪声绕射衰减

将轮轨噪声视作 无 限 长 不 相 干 线 声 源，吸 声 矮 墙

［ 18 ］

  3 π 槡 ( 1 － t 2 ) 

 10lg   ， t = 40 f δ 1



Δ L d =   ( 1 + t ) 

  2 － 

  2 3 c南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发

( 7 )

式 中， δ 为 声 程 差， δ = A + B － C ， m ; f 为 噪 声 频 率，

Hz ; c 为声速， m / s 。

由式( 7 ) 可 以 看 出，声 程 差 δ 越 大，轨 道 吸 声 矮 墙 的降噪能力越好 。 我国目前的城市轨道交通地面线主 要为高架和路堤式地面线为主，以路堤式轨道为例，查

假定 受 声 点 南京马鞍山上海声屏障多少钱一平方声屏障结构的模态，并在台风荷载为 8 000 Pa 条件下，研究声屏障的稳态结构响应。研究结果表 明：（1）这 2 种声屏障的 1 阶振动频率和 2 阶振动频率各不相同，3 阶到 6 阶模态相差不大；（2） 当吸声板面密度为 60 kg/m 2 时，声屏障结构具有较好的稳定性。并提出建议：（1）在保证吸声 降噪效果的前提下，建议吸声板面密度选择 60 kg/m 2 ；（2）在台风载荷作用下，声屏障结构会发为 行 人，取 其 水 平 高 度 为 1. 6 m ; 参 照 图 6 ，有

h 1 = 0. 84 m ， l 1 常州南京声屏障多少钱一平方= 1. 66 m ，

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

图 6   绕射声衰减声程差示意

根据图 6 与式( 7 ) ，在 Excel 中利 用 其 函 数 功 能 分 别计算受声点距离轨道中心 l 2 为 7. 5 m 时的绕射声损 失，结果见表 6 。

表 6   受声点距离轨道中线 7. 5 m 时的绕射声衰减 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   结语

( 1 ) 根据 我 国 城 市 轨 道 交 通 列 车 速 度 可 知，城 市 轨道交通噪声多以 轮 轨 噪 声 为 主，利 用 近 轨 吸 声 矮 墙 靠近噪声源来屏蔽轮轨噪声，具有可靠的理论依据 。 ( 2 ) 课题组前期研究 的 环 保 型 陶 粒 混 凝 土 吸 声 材 料   ，已经用 于 生 产 轨 道 吸 声 板，并 且 取 得 了 不 错 的 效 果 。 该材料的各频段吸声系数与我国城市轨道交通噪 声的频率特性基本吻合，用该材料设计轨道吸声矮墙， 是可行的 。

( 3 ) 根据 我 国 地 铁 的 相 关常州南京声屏障多少钱一平方 参 数 和 规 范，对 于 轨 道 吸声矮墙的高度 、 位置 、 声学厚度进行了研究和探 讨，并且得到了相关公式，以供后期设计和优化参考 。 ( 4 ) 拟设 计 的 直 立 插 板 式 近 轨 吸 声 矮 墙，通 过 现 有的 衰 减 模 型 公 式，在 500 ～ 1 000 Hz 频 段 具 有 10 dB ( A ) 左右的理论噪声衰减能力 。 参考文献:

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( 下转第 30 页)

规范

。

相关文献，证明该设计力学性能满足要求

视作无限长屏障，其绕射声损失可由式( 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

铁 道 标 准 设 计                                  第 62 卷

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