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噪 声 治 理 控制轨道交通噪声道间声屏障研究 刘秀娟 蒋伟康 上海交通大学振动、冲击、噪声国家重点实验室, 上海 200240 摘要 应用环境噪声预测与分析软件 SOUNDPLAN 对将设置在上海轨道交通 6 线上下行线之间的道间声屏障插入损 失进行了模拟计算。 计算结果表明, 安装道间声屏障可使得距离线路 20～ 30 m 远的较高层建筑获得 2～ 4. 7 dB 的降 噪效果; 随着两侧声屏障高度的增加, 安装道间声屏障对待测表面的影响范围在缩小; 离轨道线路越近, 道间声屏障的 插入损失越大。 关键词 轨道交通 声屏障 插入损失 0 引言 由于轨道交通具有高速快捷 、 客运量大 、 安全可 靠性高 、 无烟气排放污染等优点, 近年来被国内外许 多大中城市采用为交通主干线以缓解城市化带来的 交通压力。其中 ,轻轨作为一种造价比地铁低 、 建设 周期比地铁短的交通工具 ,应用最为广泛。但它们同 时也带来了环境噪声污染等负面影响, 特别是严重干 扰了沿线居民的正常工作 、 学习和生活 。 各种既有工程应用实例表明 [ 1,2] , 在轨道线路两 侧设置吸声屏障是控制轨道交通噪声的一种有效措 施。随着轨道线路噪声敏感区段车道密集化程度的 提高, 提出在轨道线路两侧设置声屏障的同时 ,在相 邻两个车道之间设置道间声屏障的降噪措施。由于 设置的道间声屏障更接近于主要噪声源 轮轨系 统,因此降噪效果会更好 。一般由于空间结构的限 制,要求道间声屏障的高度尽量低, 以 1～ 1. 25 m 为 宜,且由于两侧都有噪声源 ,要求道间声屏障具有双 面吸声的性能 [ 3,4] , 现已设计出满足这种性能的声屏 障结构 [ 5- 7] 。 截至目前为止, 主要用边界元法求解不连续线声 源模型及波动方程的边界积分形式来评估道间声屏 障的降噪效果, 求解过程较为复杂, 故本研究运用环 境噪声预测与分析软件 SOUNDPLAN 对设置在上海 轨道交通 6 线上下行线之间的道间声屏障的插入损 失进行了模拟计算 ,计算过程较为简便 , 所得结果表 明当两侧声屏障取不同高度时 ,道间声屏障对待测表 面的影响范围将有所不同 。 1 道间声屏障插入损失的模拟计算 现欲在上海轨道交通 6 线的噪声敏感区段布置 直立式吸声声屏障, 其布置状况如图 1 所示。设定 左、 右侧声屏障的内侧 靠轨道线一侧 表面吸声系数 为0. 8,外侧表面吸声系数都为 0; 道间声屏障双面吸 声,吸声系数都为 0. 8。由于空间结构的限制 , 要求 道间声屏障的高度取为1. 25m ,需预测两侧声屏障的 高度分别取 3、3. 5、 4 m 时, 安装道间声屏障前后, 与 左侧声屏障相距为 D 的待测表面上的声压级变化差 值,D 分别取 20、 30、 50、 60 m 和 100 m 。 图 1 屏障结构示意图 设定列车最高时速为 80 km h, 故此处噪声以轮 轨系统产生的噪声为主, 且噪声源发出的声波要经过 道间声屏障 、 列车车厢外壁 、 左右侧声屏障的多次反 射才能到达声照区的受声点, 直接求解分析 ,并达到 预测目标比较困难, 故运用环境噪声预测与分析软件 SOUNDPLAN 对该问题建立模型, 并进行求解预测。 由图 1 看出 ,相对于待测表面上的受声点, 道间声屏 障主要控制位置 1 处产生的轮轨噪声 ,故假设此问题 中的声源集中于位置 1 处, 其它各处的声源先不予考 虑。模型中用铁路声源模拟位置 1处的声源, 假设列 车车厢外壁为全反射面, 用floating screening 对其进行 模拟 。 其中高架桥面与地面之间的距离 、 桥面宽度、上 51 环 境 工 程 2006年 6 月第24 卷第3 期 下行轨道中心线之间的距离、列车的高度和宽度及声 源和列车的位置参数值见图 2。 图 2 高架桥截面尺寸图 单位为 m 为预测安装道间声屏障前后各待测表面上的声 压级变化状况 ,首先在离左侧声屏障 30 m 远处建立 了6 幢不同高度的楼体 , Building1～ 6; 在离左侧声屏 障20 m 远处建立了楼体 Building7; 在离左侧声屏障 50 m 远处建立了楼体 Building8～ 10; 在离左侧声屏障 60 m 远处建立了楼体 Building11; 在离左侧声屏障 100 m远处建立了楼体 Building12 和 Building13。然后 在每幢楼体的各楼层分别设置一侧点, 各测点的高度 取SOUNDPLAN 中的默认高度 ,即底层测点离地面为 2. 4 m ,其余各层依次叠加2. 8 m。整个模型的俯视图 如图 3 所示 。分别对两侧声屏障取不同高度时安装 道间声屏障前后的情况进行模拟计算, 求得各情况下 各测点处的声压级 ,并求出道间声屏障的插入损失, 各测点的计算结果见结果对比与分析中的各图所示。 图 3 建筑模型俯视图 2 结果对比与分析 由于楼层越高 ,涵盖的预测信息越全面 ,故选择 各个距离处楼层最高的楼体的计算结果进行对比 ,各 测点处的道间声屏障插入损失模拟计算结果如图 4～ 8所示 。 由图 4看出, 当两侧声屏障高 3 m 时, 道间声屏 障插入损失较大的楼层为 10 ～ 15 层 测点离地面高 27. 6～ 41. 6 m ,其中11 层处可获得 4. 7 dB 的最佳降 图 4 各测点处的模拟计算结果比较 离左侧声屏障30 m 远的 Building2 图 5 各测点处的模拟计算结果比较 离左侧声屏障20 m 远的Building7 噪效果 ; 当两侧声屏障高 3. 5 m 时, 道间声屏障插入 损失较大的楼层为 11～ 15 层 测点离地面高 30. 4～ 41. 6 m ,且与高 3 m 屏高相比,11 层的道间声屏障插 入损失有所减小 ; 当两侧声屏障高 4 m 时 ,道间声屏 障插入损失较大的楼层为 13～ 15 层 离地面高 36～ 41. 6 m ,且其值较前两种情况都略有减小。由于当 两侧声屏障高 3m 和4 m 时 ,11层测点处于曲线的拐 点,当两侧声屏障高 3. 5 m 时 ,此测点处于线性段 ,故 可看出对于此测点当道间声屏障增高 1 m 时, 就可取 得4. 7 dB 的降噪效果。图 5～ 7 中曲线的变化趋势 与图 4 中的相同 。 图 6 各测点处的模拟计算结果比较 离左侧声屏障 50 m 远的 Building10 由图 4～ 8 看出 ,随着两侧声屏障高度的增加 ,道 间声屏障插入损失的峰值向楼层增高的方向移动 ,但 其峰值在减小 ,且安装道间吸声屏障对各待测表面的 影响范围也在逐渐缩小,这说明设置声屏障时并非越 52 环 境 工 程 2006年 6 月第24 卷第3 期 图 7 各测点处的模拟计算结果比较 离左侧声屏障 60 m 远的 Building11 图 8 各测点处的模拟计算结果比较 离左侧声屏障 100 m 远的 Building12 高越好,可看出在两侧声屏障高 3 m 时,整个吸声结构 的降噪效果最佳。还可看出,离轨道线路越近, 道间声 屏障的插入损失越大,即道间声屏障降噪效果越强 。 另外 ,由图 6～ 8 看出, 当两侧屏障高 4 m 时, 距 左侧吸声屏障 50、60、100 m 远的待测表面上各测点 的道间声屏障插入损失为 0,即安装道间声屏障对这 些地方的保护对象起不到降噪作用 。 3 结论 1 在轨道线路两侧设置吸声屏障的同时在轨道 之间设置道间声屏障 ,会使得距离线路 20～ 30 m 远 的较高层建筑获得2～ 4. 7 dB 的降噪效果,且此时并非 两侧声屏障越高,整个吸声结构的降噪效果就会越好。 2 设置道间声屏障对离轨道线路较近的保护目 标降噪作用较明显, 对远离轨道线路的保护目标降噪 作用不显著 。 参考文献 [ 1] 崔军. 上海市莘闵轨道交通线声屏障工程设计. 环境保护, 2004, 2 41 -43. 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[ 12] 林常明, 陈光冶. 轨道交通噪声机理研究与控制. 噪声与振动控 制, 2004, 2 5 -9. 作者通讯处 刘秀娟 200240 上海市东川路 800 号 上海交通大学 振动、冲击、噪声国家重点实验室 电话 021 54747441 -101 传真 021 54747451 E -mail maomaochong sjtu. edu. cn 2005- 11-18 收稿 简讯上海 5年内将建设电子废弃物回收网络 彩电、冰箱、电脑等电子废弃物未来不再成为环境污染源。 未来三到五年, 上海将筹建电子废弃物回收三级网络体系, 在每 个区都设立一个回收分中心, 通过这些中心, 电子废弃物将被分别重新合理利用。 废旧电器中含有大量的塑料、重金属、聚合溴化联苯等多种有毒有害材料, 原有的回收方式不仅造成资源浪费, 也会形成极 大的环境污染隐患。 分散的回收渠道使可再生资源得不到有效集中, 有价物质和有害物质也得不到分别处理。 一旦以破碎、焚 烧、酸浸等方法处理, 会给当地环境带来严重污染。 上海市家电拥有量自1990年开始上升, 近年来, 电子电器报废进入高峰, 年产量达到 20 t左右。 为了防止这些废弃电器造成 环境污染, 该市将建立三级回收网络, 即全市 272 个废品交投站为一级网络, 各行业分中心为二级网络, 各区县分中心为三级网 络。 该套电子废弃物回收营运体系将在三到五年内初现规模, 通过回收存储物流集散中心、社会电子废弃物回收三级网络体系、 电子废弃物处理再利用中心等 10 个项目的筹建, 建立起从回收到利用的电子废弃物全过程规范化处理链。 环编整理 53 环 境 工 程 2006年 6 月第24 卷第3 期 TECHNOLOGY OF SIMULTANEOUS SO2AND NOxREMOVAL ON THE BASIS OF UREA TO OIL-FIRED BOILERCen Chaoping Tang Zhixiong Zhang Dejian et al 42 Abstract The technology of SO2and NOxremoval on the basis of urea and additives can be used to dispose exhaust gas discharged from 2 t h oil-fired boiler. Through the practical debugging experiment, the operating liquid gas ratio is confirmed as 3. 0, the urea concentration is 5. 0, the concentration of additives is different according to their kinds. All checking indicators for the disposed gas are prior to the local environmental criteria. Keywords oil-fired boiler, urea, additive, FGD and denitrification EXPLORATION OF DENTRIFYING ADSORBENT MADE FROM FLY ASH Tang Bing Li Jian Wang Yanlei et al 45 Abstract Itwas discussed the efficiency to remove NOxby an adsorbent made from fly -ash, silicates and alkali etc. It was also discussed the effect of chlorides on the activity of this adsorbent. Keywords NOx, adsorption and fly -ash STUDY ON ELECTRICAL FIELD CHARACTERISTICS OF ELECTROSTATIC PRECIPITATOR BY MEANS OF NUMERICAL ANALYSES AND EXPERIMENT Dang Xiaoqing Li Wei Yang Xuelian et al 47 Abstract Numerical analyzing is an important to research the electric field characteristics of electrostatic precipitator. It is help to design combinations of discharge electrodeswith collecting plates and to improve the level of power controlling. On the basis of the experiment, the mathematic model of corona electric field is built. Finite element-finite difference is used to compute electric field of RS discharge electrode. The calculated results are basically agreedwith the results of experiment. Keywords electrostatic precipitator, RS discharge electrode, numerical analyses and finite -element THE STUDY ON NOISE BARRIER BUILT BETWEEN TWO PATHS TO CONTROL THE RAILWAY TRAFFIC NOISELiu Xiujuan Jiang Weikang 51 Abstract The insertion loss of the noise barrier built between the two pathsof the sixth track-traffic in Shanghai is calculated by the software SOUNDPLAN, which is used for predicting and analyzing noise environment. The calculated results indicate that the noise barrier built between paths can make the sound pressure level at the distance of 20～ 30 m decrease by 2～ 4. 7 dB. As the height of the noise barriers installed along both sides increases, the incidence of the noise barrier built between paths will reduce. The nearer the building is away from railway, the bigger the insertion loss of the noise barrier built between paths becomes. Keywords railway traffic, noise barrier, insertion loss DIFFRACTION ANALYSIS OF “ ADDED DEVICE” OF NOISE BARRIER USING IMPULSE Zhu Xiaotian Hou Qiuwen 54 Abstract The uation standard and testing for “ added device” of a noise barrier were introduced. Four barriers with different added device were studied and the diffraction fields were visualized using finite element analysis. The insertion losses of four added devices installing on the barrierswith and without absorbent material were calculated and compared. Keywords noise barrier, added device, diffraction and insertion loss NOISE CONTROL OF VIBRATING SCREENLuo Jun Wang Yimin 57 Abstract In allusion to noise pollutions caused by the vibrating screen, by considering specific requests of worker operators and scientific design, several effective measuresfor noise reduction and practical new technology were adopted according to situation and process flow of vibrating screen, so the noise pollutions of vibrating screen were under control effectively . Keywords vibrating screen, noise and control RESEARCH ON SWELLING GRANULAR PLUGGING AGENT OF OILY SLUDGE Li Ruili Liu Guoliang Zhao Zhenxing et al 59 Abstract The technology of manufacturing a granular plugging agent by oily sludge is studied. The tests show that on conditions of 20 monomer concentration, 14 oil content of dry sludge, sludge 110 of monomer mass, gellant0. 14 of monomer mass, and reaction temperature35℃, the polymerization product with good property can be got. A suitable amount of drag reducer shall be added in the process of pelletizing. The expansion of the granular plugging agent in tap water and the solution with 0. 5NaCl is 40 and 15 times respectively. Keywords oily sludge, swelling granular plugging agent and reuse of resources 4 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24,No. 3, Jun. , 2006