鐵路橋梁段噪聲影響及其治理措施研究

張瑞東

國(guó)能神華準(zhǔn)能集團(tuán)基建管理中心鐵路項(xiàng)目部 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300

在我國(guó),鐵路交通是一項(xiàng)速度快、能耗小、污染小,安全系數(shù)高的交通工具,它不受天氣環(huán)境的影響,對(duì)技術(shù)要求也不是很高,同時(shí)它還能很好的適應(yīng)我國(guó)不同的地域環(huán)境,因此,近幾年我國(guó)鐵路得到了高速發(fā)展。隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市化進(jìn)程的推進(jìn),我國(guó)鐵路增加了列車的數(shù)量,提高的運(yùn)行的速度,逐漸導(dǎo)致一部分鐵路包圍了居民區(qū),導(dǎo)致鐵路沿線的居民深受鐵路噪聲的影響,對(duì)我國(guó)鐵路的建設(shè)和出行怨聲載道。由此可見(jiàn),鐵路噪聲已經(jīng)為人們的日常生活帶來(lái)負(fù)面影響,危害到人們的身體健康的同時(shí)也阻礙了鐵路事業(yè)的發(fā)展。本文以大準(zhǔn)鐵路為例,詳細(xì)介紹鐵路噪聲的形成及分類,針對(duì)噪聲的影響應(yīng)該如何解決問(wèn)題。

一、鐵路噪聲的分類

鐵路環(huán)境噪聲主要是通過(guò)兩部分組成,一部分是鐵路沿線環(huán)境噪聲,另一部分是鐵路固定噪聲。鐵路沿線噪聲是列車在運(yùn)行的過(guò)程中輻射所產(chǎn)生的;鐵路固定噪聲是列車樞紐客站、機(jī)務(wù)段及鐵路工廠輻射產(chǎn)生的。從根本上來(lái)講,這兩種噪聲的形成及頻率強(qiáng)度都是不同的,所以其對(duì)環(huán)境的污染也各不相同[1]。

(一)列車運(yùn)行噪聲。列車在運(yùn)行的過(guò)程中動(dòng)力裝置會(huì)發(fā)出一定的噪聲,因?yàn)榱熊嚨能囕喤c鋼軌在接觸中會(huì)產(chǎn)生摩擦,同時(shí)列車在高速運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力空氣,這種空氣也會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲,所以列車在運(yùn)行過(guò)程中大體可以概括為輪軌噪聲和車體噪聲,這種噪聲只要列車運(yùn)行就會(huì)產(chǎn)生的,且會(huì)隨著周圍的環(huán)境天氣有一定的變化。一旦遇到風(fēng)力比較大的天氣,那么列車與空氣之間產(chǎn)生的動(dòng)力空氣較強(qiáng),噪聲也比較大。

(二)列車運(yùn)行間歇噪聲。通過(guò)列車自身發(fā)出來(lái)的噪聲有機(jī)車?guó)Q笛聲和列車通過(guò)曲線及列車發(fā)生碰撞產(chǎn)生的聲音。所以列車在運(yùn)行過(guò)程中噪聲的產(chǎn)生可以分為內(nèi)部噪聲和外部噪聲。內(nèi)部噪聲可以直接影響乘務(wù)員及旅客的情緒和健康;外部噪聲主要是對(duì)軌道周圍的居民產(chǎn)生影響,尤其是對(duì)一些學(xué)校、醫(yī)院等聲環(huán)境保護(hù)地區(qū)產(chǎn)生干擾。

二、鐵路橋梁段噪聲的特點(diǎn)及影響

列車在大準(zhǔn)鐵路段通過(guò)鐵路橋梁時(shí),其運(yùn)行速度會(huì)影響鐵路橋梁的承重,列車通過(guò)與軌道摩擦產(chǎn)生振動(dòng),通過(guò)振動(dòng)來(lái)向鐵路橋梁的墩臺(tái)、承重梁等一些結(jié)構(gòu)傳遞能量,從而引起橋梁的墻壁或其他建筑物的低頻噪聲,簡(jiǎn)稱“二次噪聲”。

(一)鐵路橋梁段噪聲的特點(diǎn)。鐵路橋梁噪聲除了具有鐵路噪聲的特點(diǎn)外,其噪聲的輻射水平會(huì)隨著橋梁的高度發(fā)生變化,高度越高,其噪聲越大,衰減速度也比較快。此外,噪聲的輻射水平還會(huì)隨著距離軌道中心距離的增加而增大,所以在建設(shè)鐵路橋梁軌道時(shí)需要注意軌道平面的高度差和距離差。其次,因?yàn)殍F路橋梁發(fā)生的噪聲與地面有一定的距離,所以路邊的建筑物起不到隔絕噪聲的效果,地面對(duì)其吸聲的效果也比較小,這就是為什么鐵路橋梁段居民噪聲增大的原因[2]。

(二)鐵路橋梁段噪聲的影響。鐵路橋梁除了會(huì)向外輻射噪聲外,其噪聲對(duì)居民的生活環(huán)境和身體健康也造成了影響。很多低頻的噪聲在空氣中傳播時(shí),因?yàn)榭諝夥肿诱駝?dòng)比較小,能量消耗比較少,所以其傳播的方向及距離會(huì)更遠(yuǎn),穿透力也會(huì)更強(qiáng),可以輕易的穿透障礙物進(jìn)入到人耳。噪聲進(jìn)入人耳后會(huì)穿透兒骨,導(dǎo)致人的交感神經(jīng)緊張,心跳過(guò)速,血壓升高,有些人突然接收到噪聲會(huì)產(chǎn)生負(fù)面情緒,例如激動(dòng)、易爆易怒、煩躁等等。夜晚受到這種噪聲的影響會(huì)導(dǎo)致人們神經(jīng)衰弱,影響睡眠質(zhì)量,從而導(dǎo)致失眠,記憶力下降等情況[3]。

三、鐵路橋梁段噪聲控制措施

(一)鐵路橋梁結(jié)構(gòu)方面。考慮到鐵路橋梁的振動(dòng)特性和輻射的特點(diǎn),在處理噪聲時(shí)需要根據(jù)不同鐵路的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行解決。在大準(zhǔn)鐵路中則需要通過(guò)噪聲聲源、傳播的途徑和聲護(hù)環(huán)境這三方面來(lái)采取控制措施。堅(jiān)持以人為本的原則,要對(duì)居民區(qū)做重點(diǎn)保護(hù),建立一些隔絕噪聲等敏感聲音的隔離帶,還要合理的規(guī)劃鐵路的路線,盡量避免居民區(qū)[4]。

因?yàn)殍F路橋梁的噪聲輻射比較長(zhǎng),聲場(chǎng)強(qiáng)度比較復(fù)雜,所以其主要控制措施是根據(jù)橋梁建設(shè)結(jié)構(gòu)的不同來(lái)選擇因地制宜的降噪措施。因?yàn)闃蛄簽榱朔€(wěn)固,一般都會(huì)選擇較大的抗撓抗扭剛度,所以在橋梁的梁部應(yīng)該選擇感熱遲鈍的材料,混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量比較大,當(dāng)列車通過(guò)時(shí)受到震動(dòng)所引起的反應(yīng)比較小,所以噪聲會(huì)比較小[5]。

(二)傳播途徑中控制噪聲。通過(guò)在鐵路橋梁的兩側(cè)安裝隔聲屏障來(lái)減少噪聲。根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi)外的研發(fā)發(fā)現(xiàn),在鐵路橋梁線路中安裝隔聲屏障可以有效的降低噪聲的輻射,隔聲屏障的工作原理是阻止噪聲的傳播,隔離和衰弱聲源,讓其失去輻射能力。由于鐵路橋梁結(jié)構(gòu)的不同,所以產(chǎn)生的噪聲強(qiáng)度和頻率也不同,目前我國(guó)科學(xué)家正在積極研發(fā)不同形式的隔聲屏障,盡力做到隔絕所有噪聲[6]。

(三)保護(hù)受聲物。在解決鐵路橋梁的噪聲時(shí),不僅要控制聲源的傳播途徑和改變橋梁結(jié)構(gòu),還需要保護(hù)受聲物,減少鐵路噪聲對(duì)其影響。對(duì)于鐵路橋梁附近的底層建筑物,需要增加墻體厚度的同時(shí)提高其表面密度。此外,還需要調(diào)整建筑物的功能和建設(shè)方向,盡量使建筑物遠(yuǎn)離鐵路橋梁軌道,從而達(dá)到減小鐵路噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響。其次,可以在建筑物的門(mén)窗上滿安裝吸聲材料,通過(guò)門(mén)窗吸收大部分噪聲,減少室內(nèi)的噪聲輻射。最后,還可以在建筑物的墻體表面增加吸聲層,讓居民在夜晚休息時(shí)可以不被打擾,通過(guò)門(mén)窗和窗體有效的隔絕噪聲[7]。

(四)合理規(guī)劃鐵路線路。目前我國(guó)鐵路路線中有很多不合理的地方,所以需要對(duì)其進(jìn)行重新合理的規(guī)劃,特別對(duì)于穿越城區(qū)的鐵路橋梁。所以,在進(jìn)行鐵路路線規(guī)劃時(shí),需要根據(jù)列車經(jīng)過(guò)的候車站來(lái)做出路線規(guī)劃,同時(shí)要預(yù)估出來(lái)該路線產(chǎn)生噪聲的傳播范圍,并且要將鐵路路線規(guī)劃與城市發(fā)展建筑融合在一起。在不影響正常路面交通的情況下,還要遠(yuǎn)離居民區(qū)及需要安靜環(huán)境的場(chǎng)所,避免其受到噪聲的污染[8]。

通過(guò)上述可以發(fā)現(xiàn),解決鐵路橋梁噪聲是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程,其路線在規(guī)劃過(guò)程中需要涉及到居民區(qū)、學(xué)校和醫(yī)院等敏感建筑,同時(shí)還要在鐵路橋梁建設(shè)的過(guò)程中采用結(jié)構(gòu)質(zhì)量比較大的材料,只有這樣才能從根本上解決鐵路噪聲問(wèn)題。所以,在鐵路項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段,技術(shù)人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及周圍的環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的勘察,并且要測(cè)量鐵路距離居民區(qū)的距離,利用鐵路噪聲預(yù)測(cè)軟件來(lái)計(jì)算降噪方案的可行性[9]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,軌道交通的不斷建設(shè),人們的出行越來(lái)越方便。本文闡述了鐵路噪聲的產(chǎn)生和分類,分析了鐵路橋梁段噪聲產(chǎn)生的原因及帶來(lái)的危害,最后又針對(duì)目前鐵路噪聲的問(wèn)題提出一些解決方案。根據(jù)鐵路噪聲的產(chǎn)生原理和傳播的途徑可以看出,鐵路噪聲的強(qiáng)度比較高,它可以穿過(guò)大部分的障礙物直接進(jìn)入人耳,并對(duì)人的工作生活帶來(lái)一定的影響,想要解決鐵路噪聲的問(wèn)題,則需要從三方面入手：鐵路橋梁的質(zhì)量建設(shè)、傳播途徑的控制及對(duì)受聲物的保護(hù)。因?yàn)槲覈?guó)國(guó)土面積較大,且不同地區(qū)的地理環(huán)境及氣候條件也不同,所以需要根據(jù)不同的區(qū)域采取不同的解決措施,單一的使用一種降噪措施不能達(dá)到理想的效果。因此,想要得到良好的降噪效果,需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際需要,同時(shí)采用多種措施才能起到降噪的效果。