《城市軌道交通車輛》 課件 項(xiàng)目八 噪聲及其防護(hù)1

項(xiàng)目一、噪聲的影響、形成與分類

模塊十一、噪聲及其防護(hù)

一、噪聲的形成與分類

(一)噪聲的影響與危害

人類在生產(chǎn)和生活過程中，不斷地進(jìn)行著能量的交換與轉(zhuǎn)化。一部分物理能量，包括機(jī)械能、化學(xué)能、熱能、電磁波等轉(zhuǎn)化為噪聲和振動，進(jìn)入人們的生活環(huán)境。聲音可以幫助人們借助于聽覺熟悉周圍環(huán)境，進(jìn)行信息傳遞；優(yōu)美的音樂可以使人們心情愉快，消除疲勞；醫(yī)生通過聽診器聽心臟和肺部的聲音就可以對患者的健康作出正確的判斷等等，這些聲音是人們所需要的。但是聲音過強(qiáng)，又會妨礙或危害人的正?；顒樱踔廖＜叭梭w的健康。凡是人們不需要的，使人們感到討厭和煩躁的聲音通稱為噪聲。

(一)噪聲的影響與危害

噪聲污染屬于物理性污染，它能危害人們的身體健康，這種危害有長期的遺留性，表現(xiàn)在能引起人們的慢性疾病、器質(zhì)性病變及神經(jīng)等系統(tǒng)的損害。環(huán)境噪聲的污染一般是局部性的、區(qū)域性的，在環(huán)境中不會有殘余物質(zhì)的存在，在污染源停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，污染也就立即消失。

噪聲污染干擾人們的工作和生活環(huán)境，危害人體健康，是影響面最為廣泛的一種公害。它對人體的危害，概括來說可劃分為兩大類：強(qiáng)噪聲可以引起耳聾和誘發(fā)出各種疾?。灰话銖?qiáng)度噪聲可以引起人們煩躁，干擾語言交談，以致對人們的工作、學(xué)習(xí)和生活帶來較大的不利影響。主要體現(xiàn)在以下方面：

(一)噪聲的影響與危害

1、職業(yè)性噪聲耳聾噪聲對人體健康影響是多方面的，表現(xiàn)最明顯的是對聽覺器官的損傷，長期在強(qiáng)噪聲環(huán)境下工作，可導(dǎo)致職業(yè)性耳聾，即噪聲性耳聾。引起職業(yè)性耳聾的發(fā)病因素與噪聲強(qiáng)度和頻率有關(guān)，噪聲強(qiáng)度越大，頻率越高，噪聲性耳聾的發(fā)病率越高。同時與噪聲的作用時間長短也有關(guān)系，同樣強(qiáng)度的噪聲，每天工作8小時就比工作4小時發(fā)病率高的多。一般地說，經(jīng)常在90dB以上的噪聲環(huán)境下長期工作，就有可能發(fā)生職業(yè)性耳聾。

(一)噪聲的影響與危害

2、其他系統(tǒng)疾病噪聲對人體健康的影響，主要表現(xiàn)在作用于人體各器官，首先是對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、植物神經(jīng)系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)方面的影響。中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到損害，引起全身其他器官變化，導(dǎo)致條件反射異常，腦血管功能受到損害。如果長期在噪聲不良刺激下，導(dǎo)致病性改變，產(chǎn)生神經(jīng)衰弱綜合癥，主要有頭暈、頭痛、腦漲、失眠、多夢、耳鳴、乏力、記性力減退等癥狀。強(qiáng)噪聲刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使人們的消化機(jī)能減退，胃功能紊亂，食欲減退，消瘦，體質(zhì)減弱。特別強(qiáng)烈的噪聲還能引起精神失常、休克乃至危及生命。

(一)噪聲的影響與危害

3、干擾正常生活噪聲影響人們的正常生活，妨礙人們休息、睡眠，干擾語言交談和日常社交活動，使人煩躁異常。實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)人們在睡眠狀態(tài)，在40~50dB噪聲的作用下，植物神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)反應(yīng)，就是說40~50dB的噪聲就開始對正常人的睡眠發(fā)生了影響。根據(jù)研究，40dB的連續(xù)噪聲級使10%的人受到影響；70dB使50%的人受到影響。突然的噪聲在40dB時，可使10%的人驚醒；60dB則使70%的人驚醒。城市噪聲對居民的影響很大，會使居民睡不好覺，吃不好飯，精神困倦，煩躁異常，心血管和神經(jīng)衰弱患病率增高。

(一)噪聲的影響與危害

4、降低勞動生產(chǎn)率強(qiáng)噪聲會妨礙人們的注意力集中，影響思考問題，以至使工作發(fā)生差錯，不僅影響工作效率，而且降低工作質(zhì)量。噪聲級越高，勞動過程越復(fù)雜，在勞動過程中腦力勞動成分越多，則勞動生產(chǎn)率下降的程度越大。

統(tǒng)計表明：在實(shí)行了必要的噪聲控制措施后，勞動生產(chǎn)率平均提高了9%，寫錯字的數(shù)目減少29%，計算錯誤減少52%，發(fā)病率減少37%。由于噪聲的心理作用，分散人們的注意力容易引起工傷事故，特別是危險警報信號和行車信號在強(qiáng)噪聲干擾下不容易引起人們注意，更容易發(fā)生人身傷亡事故。

(二)噪聲的形成

隨著現(xiàn)代工業(yè)、交通運(yùn)輸和城市建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，特別是城市人口的急劇增加，城市噪聲污染已變得日益嚴(yán)重。近幾十年來國內(nèi)外調(diào)查資料表明，環(huán)境污染的事件中，環(huán)境噪聲污染名列前茅，環(huán)境噪聲污染已發(fā)展成為一種擾民因素。環(huán)境噪聲主要包括城市的交通噪聲、工廠噪聲、建筑施工噪聲以及商業(yè)、體育和文化娛樂場所的人群喧鬧、家庭生活等造成的社會噪聲。

城市環(huán)境噪聲以交通運(yùn)輸噪聲最為突出，許多國家研究結(jié)果都表明，城市環(huán)境噪聲的70%來自交通噪聲，世界上一些主要國家和主要城市的車輛密度很大，交通噪聲尤為嚴(yán)重。交通運(yùn)輸工具是特殊的流動聲源，因此對環(huán)境的影響面也最廣，它是交通噪聲產(chǎn)生的根源。

(二)噪聲的形成

噪聲的形成須有聲源（即噪聲的發(fā)源地），聲音傳播途徑（即噪聲是如何進(jìn)行傳送的）以及接受者三個條件存在，而且只有當(dāng)聲源、傳播途徑和接受者三者都同時存在時，才對聽者形成干擾。城軌交通噪聲的形成主要來自軌道交通運(yùn)輸工具內(nèi)外部的振動和撞擊，外部的主要噪聲源是軌道交通車輛運(yùn)行時車輪在鋼軌接頭處與不平處的撞擊和已磨損的車輪在鋼軌上的摩擦。此外，還有走行部分的撞擊、制動拉桿與閘瓦的顫振和敲擊、車廂壁與頂蓋的振動、自動車鉤的碰撞、制動以及發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的聲音等；內(nèi)部的主要噪音源是來自車扇、窗扇、間壁、通風(fēng)器、燈具等的顫振和撞擊。

(二)噪聲的形成

車內(nèi)的噪聲由乘坐該車的人所承受，車站內(nèi)的噪聲由在車站內(nèi)候車的人所承受，而路邊噪聲卻影響著鄰近線路附近區(qū)域居住或工作的人們。各種類型的噪聲可能來自一個或幾個的噪聲源，并且由這些噪聲源沿著各種各樣的途徑進(jìn)行傳播和擴(kuò)散。了解聲源、傳播途徑和接受者就可以有針對性地尋求降低、衰減噪聲的措施和途徑，對現(xiàn)存的噪聲進(jìn)行防護(hù)，最大限度地降低對人體造成的損傷。

(三)噪聲的分類

按產(chǎn)生噪聲的聲源分為：輪軌噪聲、車輛非動力噪聲、牽引動力系統(tǒng)噪聲、高架軌道噪聲、地下鐵道的地面承載噪聲等。

1、輪軌噪聲

鋼軌與車輪之間相互作用而產(chǎn)生的聲響。這種相互作用在車輪和軌道相接觸處產(chǎn)生力的作用，造成車輪和軌道的振動而向外輻射聲波。

輪軌噪聲有3種主要類型：摩擦噪聲、撞擊噪聲和轟鳴噪聲。每一種均有相對應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生。

(三)噪聲的分類

（1）摩擦噪聲（或尖嘯聲）當(dāng)車輛在一條較小半徑曲線線路上運(yùn)行時會發(fā)出一種高音調(diào)噪聲，因?yàn)橐话愕霓D(zhuǎn)向架式車輛，輪對車軸平行地配置于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中，當(dāng)運(yùn)行在小半徑曲線線路時，車輪沿曲線鋼軌并非純滾動運(yùn)行，要產(chǎn)生局部的橫向滑動，即所謂“卡滯―滑動效應(yīng)”。正是這種在曲線上車輪對軌道的不完善的導(dǎo)向造成“卡滯―滑動效應(yīng)”，結(jié)合車輪和軌道的振動響應(yīng)，形成一種高音調(diào)的尖嘯聲。影響這種摩擦噪聲的因素最主要的為曲線半徑、轉(zhuǎn)向架軸距、車輪振動阻尼特性，以及輪軌表面之間的粘著系數(shù)和所采用的材料等。

(三)噪聲的分類

（2）撞擊噪聲撞擊噪聲是由車輪或鋼軌表面的局部不連續(xù)性所產(chǎn)生。這種不連續(xù)性包括鋼軌的軌隙，不平坦的鋼軌接頭和車輪踏面局部磨損，以及在制動時閘瓦抱死車輪所造成車輪踏面局部磨平。

（3）轟鳴噪聲（或滾動噪聲）轟鳴噪聲是由于車輪和鋼軌接觸表面局部小面積粗糙所造成。研究結(jié)果表明，輪軌接觸區(qū)域越大，所產(chǎn)生的轟鳴噪聲就越少，當(dāng)轟鳴噪聲達(dá)到頂點(diǎn)的頻率時輪軌將成為主要噪聲源。減小輪軌接觸面的粗糙度是降低轟鳴噪聲行之有效的途徑。

(三)噪聲的分類

2、車輛非動力噪聲車輛非動力噪聲主要指制動系統(tǒng)中在實(shí)施制動時閘瓦與制動盤之間摩擦振動，它激發(fā)制動閘瓦片、閘瓦托架以及制動盤等產(chǎn)生自激振動形成噪聲。車輛的非動力噪聲還有制動系統(tǒng)中懸掛連接和支座中所使用的許多銷套，由于銷套與銷軸之間的間隙在運(yùn)行中相互撞擊而產(chǎn)生噪聲。此外還有車輛的輔助系統(tǒng)（空調(diào)裝置、空壓機(jī)等）所輻射的噪聲。

(三)噪聲的分類

3、牽引動力系統(tǒng)噪聲

牽引系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的噪聲包括牽引電機(jī)及其冷卻風(fēng)扇、齒輪箱以及空氣壓縮機(jī)的噪聲，它是城軌交通主要的噪聲。牽引系統(tǒng)的噪聲，特別是電機(jī)冷卻風(fēng)扇的噪聲，隨列車運(yùn)行速度的提高而增長，其程度往往要大于輪軌噪聲。

混凝土高架鐵路上的牽引動力系統(tǒng)噪聲級比地面道床軌道上的噪聲級高5dB（A），這主要是因?yàn)楦呒荑F路上軌道下面缺少吸音材料，如道碴、泥土等。

(三)噪聲的分類

4、高架軌道噪聲當(dāng)列車行駛于高架鐵路上時，輪軌相互作用所產(chǎn)生的振動通過軌道傳遞給支承結(jié)構(gòu)，支承結(jié)構(gòu)將噪聲向周邊地區(qū)進(jìn)行傳播，它比列車行駛于一般的路堤帶坡度道床時所產(chǎn)生的噪聲級要高得多，一般要高20dB（A）。正因?yàn)楦呒苘壍涝肼暿怯捎谳嗆壷g相互作用所產(chǎn)生的振動傳遞給高架結(jié)構(gòu)所引起，因此抑制高架軌道噪聲一方面可從降低鋼軌振動的技術(shù)著手。另一方面從限制傳遞給高架結(jié)構(gòu)的振動考慮。

(三)噪聲的分類

5、地下鐵道的地面承載噪聲地下鐵道輪軌間相互作用而產(chǎn)生的振動被傳遞給隧道結(jié)構(gòu)，繼而又傳向周圍的土壤，通過土壤再向鄰近的建筑物傳播