橋梁伸縮裝置行車噪聲機理研究

馮宗銀 汪子睿 劉龍飛 王涵

摘要：針對車輛經過橋梁伸縮裝置產生的噪聲問題，本研究以控制通過法和控制變量法對伸縮裝置處行車噪聲進行數據采集和處理。研究結果表明，橋梁伸縮裝置過車生噪值[1]約為2.59分貝，單車影響面積很大，橋梁伸縮裝置處產生的噪聲不容忽視。

關鍵詞：橋梁伸縮裝置;噪聲;控制通過法;控制變量法

在溫度變化、混凝土收縮與徐變、基礎的不均勻沉降等的影響下，橋梁長度會發生變化，從而使梁端發生位移，為適應這種位移并保持行車平順，須設置橋梁伸縮裝置。其作用為調節由溫度變化、車輛荷載環境特征和建筑材料物理性能所引起的上部結構之間位移。一般來說，伸縮縫應具有較好耐久性、行駛舒適性、良好防水性、施工方便性、維修簡單性。目前應用過的伸縮縫包括連續橋面鋪裝伸縮縫、橡膠條伸縮縫、鋼板伸縮縫、橡膠板伸縮縫、毛勒型伸縮縫、彈塑體埋置式伸縮縫等都是以防水、防腐、防凍以及保持路面平整為主要目的，很少考慮到由于橋梁伸縮縫的結構問題而引發的噪聲污染。

本項目組擬開展一系列模擬噪聲對居民直接影響的實驗來收集數據。本項目組擬采用對比實驗，一臺聲級計按照標準所要求的道路噪聲監測位置和范圍進行放置。改變另外一臺聲級計的放置位置和范圍以模擬城市道路噪聲對居民樓的影響情況。

測試團隊對控制通過法Controlled Pass-By進行適當改進，將測試位點麥克風安裝在平行車輛行駛方向距車輛中心線7.5m，高1.2米處，測試車輛通過的噪聲峰值。同時，為保證測量數據的真實可靠性，避免周圍其他生產噪聲干擾，在凌晨0～2點車輛較少時進行數據采集，并通過長時間觀測，獲取大量數據。

在被測橋梁上設置兩個固定噪聲測點，一個移動噪聲測點，一個速度測量點及指揮點。指揮點設置在橋梁始端，負責被測車輛的挑選及車型數據的分類與記錄。固定噪聲測量點系列3設置在距離橋梁伸縮裝置50米處，負責記錄實驗車輛通過橋梁路面所產生的噪聲峰值。固定噪聲測量點系列2設置在橋梁伸縮裝置所在直線上，負責記錄實驗車輛通過橋梁伸縮縫時所產生的噪聲峰值。速度測量點設置在沿車輛行駛方向距橋梁伸縮縫80米處，負責測量實驗車輛通過橋梁伸縮裝置時的瞬時速度。移動噪聲測量點設置在距伸縮裝置不同距離（10米、20米等）處，負責測量實驗車輛通過橋梁伸縮裝置所產生的噪聲傳播一定距離后的數據。當車輛進入指揮點視線范圍內（約100米）時，指揮點觀測記錄車型，向各測量點報告車輛特征，各測量點做好測量準備。當試驗車輛經過各測量點時，各測量點測量并記錄實驗數據。其中，當實驗車輛經過固定噪聲測量點系列2時，測量者向速度測量點發出信號，速度測量點及時記錄此時的車速數據。重復實驗數據的采集匯總，最終得到大量有效的實驗數據以供后期分析處理。

實驗在西安市灞橋區灞橋上選擇完整的伸縮縫進行。后期對數據進行處理，結果如下。

經分析知，對于絕大部分車輛來說，在經過伸縮縫時噪聲會平均增長2.59dB，在噪聲傳播12米后，會衰減約11dB，即在凌晨0～2點時間段內，灞橋上車輛經過伸縮縫的噪聲會比正常行駛產生的噪聲多傳播2.82米。

經分析知，隨著車速的增加，車輛產生的噪聲也隨之增加，并且近乎成線性關系，函數關系式為x-y=kx;車輛在不同車速區間下，通過橋梁伸縮縫時與正常行駛時所產生的噪聲差值與車速成正比關系。因此，橋梁限速也是減少噪聲的重要措施。

注[1]：生噪值：車輛經過伸縮裝置噪音和在平整路面行駛噪音的差值。

（西安市長安大學公路學院）