鐵路橋梁段噪聲影響及其治理措施研究

張瑞東

國能神華準能集團基建管理中心鐵路項目部 內蒙古 鄂爾多斯 010300

在我國,鐵路交通是一項速度快、能耗小、污染小,安全系數高的交通工具,它不受天氣環境的影響,對技術要求也不是很高,同時它還能很好的適應我國不同的地域環境,因此,近幾年我國鐵路得到了高速發展。隨著我國的經濟發展,城市化進程的推進,我國鐵路增加了列車的數量,提高的運行的速度,逐漸導致一部分鐵路包圍了居民區,導致鐵路沿線的居民深受鐵路噪聲的影響,對我國鐵路的建設和出行怨聲載道。由此可見,鐵路噪聲已經為人們的日常生活帶來負面影響,危害到人們的身體健康的同時也阻礙了鐵路事業的發展。本文以大準鐵路為例,詳細介紹鐵路噪聲的形成及分類,針對噪聲的影響應該如何解決問題。

一、鐵路噪聲的分類

鐵路環境噪聲主要是通過兩部分組成,一部分是鐵路沿線環境噪聲,另一部分是鐵路固定噪聲。鐵路沿線噪聲是列車在運行的過程中輻射所產生的;鐵路固定噪聲是列車樞紐客站、機務段及鐵路工廠輻射產生的。從根本上來講,這兩種噪聲的形成及頻率強度都是不同的,所以其對環境的污染也各不相同[1]。

(一)列車運行噪聲。列車在運行的過程中動力裝置會發出一定的噪聲,因為列車的車輪與鋼軌在接觸中會產生摩擦,同時列車在高速運行時會產生動力空氣,這種空氣也會產生一定的噪聲,所以列車在運行過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行就會產生的,且會隨著周圍的環境天氣有一定的變化。一旦遇到風力比較大的天氣,那么列車與空氣之間產生的動力空氣較強,噪聲也比較大。

(二)列車運行間歇噪聲。通過列車自身發出來的噪聲有機車鳴笛聲和列車通過曲線及列車發生碰撞產生的聲音。所以列車在運行過程中噪聲的產生可以分為內部噪聲和外部噪聲。內部噪聲可以直接影響乘務員及旅客的情緒和健康;外部噪聲主要是對軌道周圍的居民產生影響,尤其是對一些學校、醫院等聲環境保護地區產生干擾。

二、鐵路橋梁段噪聲的特點及影響

列車在大準鐵路段通過鐵路橋梁時,其運行速度會影響鐵路橋梁的承重,列車通過與軌道摩擦產生振動,通過振動來向鐵路橋梁的墩臺、承重梁等一些結構傳遞能量,從而引起橋梁的墻壁或其他建筑物的低頻噪聲,簡稱“二次噪聲”。

(一)鐵路橋梁段噪聲的特點。鐵路橋梁噪聲除了具有鐵路噪聲的特點外,其噪聲的輻射水平會隨著橋梁的高度發生變化,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隨著距離軌道中心距離的增加而增大,所以在建設鐵路橋梁軌道時需要注意軌道平面的高度差和距離差。其次,因為鐵路橋梁發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。鐵路橋梁除了會向外輻射噪聲外,其噪聲對居民的生活環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,因為空氣分子振動比較小,能量消耗比較少,所以其傳播的方向及距離會更遠,穿透力也會更強,可以輕易的穿透障礙物進入到人耳。噪聲進入人耳后會穿透兒骨,導致人的交感神經緊張,心跳過速,血壓升高,有些人突然接收到噪聲會產生負面情緒,例如激動、易爆易怒、煩躁等等。夜晚受到這種噪聲的影響會導致人們神經衰弱,影響睡眠質量,從而導致失眠,記憶力下降等情況[3]。

三、鐵路橋梁段噪聲控制措施

(一)鐵路橋梁結構方面。考慮到鐵路橋梁的振動特性和輻射的特點,在處理噪聲時需要根據不同鐵路的實際情況來進行解決。在大準鐵路中則需要通過噪聲聲源、傳播的途徑和聲護環境這三方面來采取控制措施。堅持以人為本的原則,要對居民區做重點保護,建立一些隔絕噪聲等敏感聲音的隔離帶,還要合理的規劃鐵路的路線,盡量避免居民區[4]。

因為鐵路橋梁的噪聲輻射比較長,聲場強度比較復雜,所以其主要控制措施是根據橋梁建設結構的不同來選擇因地制宜的降噪措施。因為橋梁為了穩固,一般都會選擇較大的抗撓抗扭剛度,所以在橋梁的梁部應該選擇感熱遲鈍的材料,混凝土的結構質量比較大,當列車通過時受到震動所引起的反應比較小,所以噪聲會比較小[5]。

(二)傳播途徑中控制噪聲。通過在鐵路橋梁的兩側安裝隔聲屏障來減少噪聲。根據近幾年國內外的研發發現,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。由于鐵路橋梁結構的不同,所以產生的噪聲強度和頻率也不同,目前我國科學家正在積極研發不同形式的隔聲屏障,盡力做到隔絕所有噪聲[6]。

(三)保護受聲物。在解決鐵路橋梁的噪聲時,不僅要控制聲源的傳播途徑和改變橋梁結構,還需要保護受聲物,減少鐵路噪聲對其影響。對于鐵路橋梁附近的底層建筑物,需要增加墻體厚度的同時提高其表面密度。此外,還需要調整建筑物的功能和建設方向,盡量使建筑物遠離鐵路橋梁軌道,從而達到減小鐵路噪聲對周圍環境的影響。其次,可以在建筑物的門窗上滿安裝吸聲材料,通過門窗吸收大部分噪聲,減少室內的噪聲輻射。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可以不被打擾,通過門窗和窗體有效的隔絕噪聲[7]。

(四)合理規劃鐵路線路。目前我國鐵路路線中有很多不合理的地方,所以需要對其進行重新合理的規劃,特別對于穿越城區的鐵路橋梁。所以,在進行鐵路路線規劃時,需要根據列車經過的候車站來做出路線規劃,同時要預估出來該路線產生噪聲的傳播范圍,并且要將鐵路路線規劃與城市發展建筑融合在一起。在不影響正常路面交通的情況下,還要遠離居民區及需要安靜環境的場所,避免其受到噪聲的污染[8]。

通過上述可以發現,解決鐵路橋梁噪聲是一項十分復雜的工程,其路線在規劃過程中需要涉及到居民區、學校和醫院等敏感建筑,同時還要在鐵路橋梁建設的過程中采用結構質量比較大的材料,只有這樣才能從根本上解決鐵路噪聲問題。所以,在鐵路項目的設計階段,技術人員需要對施工現場及周圍的環境進行詳細的勘察,并且要測量鐵路距離居民區的距離,利用鐵路噪聲預測軟件來計算降噪方案的可行性[9]。

結束語

綜上所述,隨著我國社會經濟的發展,軌道交通的不斷建設,人們的出行越來越方便。本文闡述了鐵路噪聲的產生和分類,分析了鐵路橋梁段噪聲產生的原因及帶來的危害,最后又針對目前鐵路噪聲的問題提出一些解決方案。根據鐵路噪聲的產生原理和傳播的途徑可以看出,鐵路噪聲的強度比較高,它可以穿過大部分的障礙物直接進入人耳,并對人的工作生活帶來一定的影響,想要解決鐵路噪聲的問題,則需要從三方面入手：鐵路橋梁的質量建設、傳播途徑的控制及對受聲物的保護。因為我國國土面積較大,且不同地區的地理環境及氣候條件也不同,所以需要根據不同的區域采取不同的解決措施,單一的使用一種降噪措施不能達到理想的效果。因此,想要得到良好的降噪效果,需要根據當地實際需要,同時采用多種措施才能起到降噪的效果。