轮轨噪声参数的影响分析

    1 引言

    高速铁路和城市轨道交通由于具有速度高、运能大、能耗低、占地少和安全性好等诸多技术经济优势，给人们带来交通上的快捷和方便。伴随着列车在城际间和密集人口地区的高速行驶，同时给沿线居民带来了高噪声的环境污染。铁路噪声是影响环境的一个重要的潜在因素。与此同时，随着生活水平的提高，人们对于生活环境的要求越来越高，对铁路运输的噪声越来越敏感。所以，在满足人们生活质量、社会经济发展和法律法规的多重要求下，高速列车和城市轨道交通的噪声问题是我国亟待研究解决的课题之一。

    2 轮轨系统辐射噪声的计算

    当一列车通过时，可采用平均声压级来描述铁路旁的声场。平均声能定义为：列车通过测点期间所辐射的声能对通过时间的均方平均。为了将轮轨系统的振动转换为铁路旁的噪声级，将车轮声辐射看成一系列通过路旁观察点的简单点声源的叠加，将钢轨看作一个有限长通过观察点的线声源。

    设单个车轮通过一根钢轨引起的振动传播到离钢轨距离为d的一点的声压为p，其声压均方值为：

    式中： 为钢轨竖向振动辐射系数； 为声阻抗；d为测量点距钢轨的垂直距离；R 、R 为钢轨的底宽、顶宽； 为钢轨竖向振动速度均方值。

    轴数为N的列车通过时，用三分之一倍频程表示的在时间T上钢轨平均声压级谱的计算公式：

    同样在只考虑车轮径向辐射的前提下，用三分之一倍频程表示的在时间T上车轮平均声压级谱的计算公式：

    所以在不考虑大地反射的影响线路旁某观察点处轮轨滚动噪声的总声压级谱为：

    为了更好的反映轮轨噪声对人的主观影响，一般要对计算的客观声压级进行A计权网络修正。A计权网络对于低频声有较大的衰减，A声级的测量结果与人耳对噪声的主观感受近似一致，即对高频敏感，对低频不敏感。A声级越高，人感觉越吵闹，A声级同人耳的损伤程度对应的比较合理，即A声级越高，损伤越严重。因此A声级是目前评价噪声的主要指标。当噪声的三分之一倍频程声压级已知，可以根据A计权网络修正值进行修整：

    式中： 为第i个三分之一倍频程声压级； 为响应的A计权网络的衰减值。

    相应的A声级可由下式计算： 。

    3 参数对轮轨噪声的影响

    由于轮轨滚动噪声的预测需要考虑轨道系统、机车车辆系统及其相互作用，还需要考虑噪声的传播特性，因此影响预测轮轨滚动噪声的因素很多。研究轮轨滚动噪声的目的是在深入了解轮轨滚动噪声机理的前提下，寻求合理的降噪措施，因此需要研究影响滚动噪声的主要因素。下面就几个对轮 轨滚动噪声有影响的参数分别进行讨论。