高速铁路桥上全封闭声屏障降噪效果研究

高速铁路噪声污染严重影响自然环境和沿线居民生活品质,当铁路穿越噪声敏感区域时有必要进行噪声控制.声屏障可有效屏蔽各种噪声源的传播,是控制交通噪声的重要措施.由于直立式或半封闭声屏障具有"敞开性",仍存在大量的直达声,同时绕射现象也比较严重,因此降噪效果有限.对于降噪要求高的路段,常会采用全封闭声屏障.深茂铁路江门段在靠近小鸟天堂景区的区段设置了桥上全封闭声屏障,本文以此为工程背景,开展了高速铁路桥上全封闭声屏障降噪效果理论和试验研究.主要研究内容和结论如下:(1)在阅读国内外相关文献的基础上,对声屏障材料以及结构,降噪效果预测方法的研究现状进行了综述,并介绍了统计能量法的基础理论.(2)开展了全封闭声屏障足尺模型声学试验研究.模型两端用"彩钢板+玻璃棉板"进行封堵,声源采用扬声器播放粉红噪声和实测高速列车声源.分别对自由场地,全封闭金属吸声板声屏障,全封闭混凝土声屏障3种情况进行声学测试.全封闭金属声屏障和混凝土声屏障降噪量相当,后者内部混响效应更显著.(3)基于统计能量法,建立了全封闭声屏障SEA预测模型.假设噪声沿纵桥向无差异,仅沿横桥向衰减,选取2 m长节段模拟噪声沿横桥向传播衰减的过程.预测模型解决了声源激励施加方式,声屏障单元板隔声量计算,自由场声腔内损耗因子等关键问题.通过预测模型,分析了两种方案桥上全封闭声屏障在列车声源激励下的降噪效果.(4)基于列车-轨道耦合振动分析理论和有限元-边界元法,建立了桥梁-声屏障二次结构噪声预测模型.分析了两种全封闭声屏障同时考虑结构噪声和列车声源激励下降噪效果,并探讨了结构噪声对全封闭声屏障综合降噪效果的影响.结构噪声分别使全封闭金属,混凝土声屏障线性计权插入损失降低5~9 dB,4~11 dB,而对A计权插入损失几乎无影响,且随着至距线路中心线距离的增大,插入损失降低量逐渐加大.