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北京地铁 6 号线谐振式钢轨阻尼器试验段噪声、振动试验分析

2022-02-24方树薇时光明

现代城市轨道交通 2022年1期
关键词:客室阻尼器钢轨

方树薇,时光明,孟 磊,邱 霖,刘 可

(1. 北京市地铁运营有限公司线路分公司,北京 100082;2. 北京市地铁运营有限公司地铁运营技术研发中心,北京 102208)

1 引言

北京地铁6号线部分区段列车通过时轨道啸声较大,严重影响乘客乘车舒适度及列车司机工作环境。为此,在6号线物资学院路站—通州北关站区间上行K33 + 180~K33+340处安装了谐振式钢轨阻尼器(以下简称“阻尼器”),该处轨道形式为梯形轨枕轨道,采用DTVII2扣件,曲线半径为650 m,列车通过速度约70 km/h。在阻尼器安装前后对钢轨振动加速度、客室噪声、司机室噪声、轨旁噪声进行了对比测试。

2 测试内容及测点布置

2.1 钢轨振动加速度

此次钢轨振动加速度测试断面选取在阻尼器试验段的中间位置,并在阻尼器安装前后分别进行了振动加速度测试,其测点布置如表1所示。

表1 钢轨振动加速度测点布置

2.2 噪声

客室、司机室、轨旁噪声测点布置如表2所示。

表2 客室、司机室噪声的测点布置

3 测试数据分析

3.1 钢轨振动加速度测试结果

此次阻尼器改造以降噪为目的,因此将钢轨振动加速度测试分析频率设置为20 kHz,计算列车经过物资学院路站—通州北关站区间上行K33+180~K33+340处钢轨的振动加速度级,阻尼器安装前后钢轨各测点时域及自谱图如图1~图4所示,1/3倍频程中心频率对应的振级曲线图如图5~图8所示。

图1~图4中绿色信号为安装前时域及频域信号,红色信号为安装后时域及频域信号。从图1~图4可以看出,安装阻尼器后双侧钢轨的垂向与水平向振动加速度幅值明显降低。

从图5可以看出,安装阻尼器后右侧钢轨垂向测点不同1/3倍频程中心频率对应的振级除20~50 Hz外,其他频段有不同程度的降低;从图6可以看出,安装阻尼器后右侧钢轨水平向测点不同1/3倍频程中心频率对应的振级除20~40 Hz外,其他频段有不同程度的降低。

从图7可以看出,安装阻尼器后左侧钢轨垂向测点不同1/3倍频程中心频率对应的振级除20~200 Hz、20 kHz外,其他频段有不同程度的降低;从图8可以看出,安装阻尼器后左侧钢轨水平向测点不同1/3倍频程中心频率对应的振级除20~200 Hz、8 kHz外,其他频段有不同程度的降低。

本次测试对286组有效数据分别分析1~20 kHz的振动加速度级,取其算术平均值作为最终结果,如表3所示。从表3可以看出,双侧钢轨的垂向、水平向1~20 kHz的振动加速度VLzmax均有所降低,垂向最大降低11.8 dB、水平向最大降低10.9 dB。

表3 钢轨振动加速度VLZmax测试结果 dB

3.2 轨旁噪声测试结果

轨旁噪声测试参考GB 3096-2008《声环境质量标准》,计算列车经过物资学院路站—通州北关站区间上行K33+180~K33+340处轨旁噪声测点的等效A声压,阻尼器安装前左右轨时域图及自谱如图9、图10所示,各1/3倍频程中心频率对应的声压曲线图如图11、图 12。

图9、图10中绿色信号为安装前时域及频域信号,红色信号为安装后时域及频域信号,从图9、图10可以看出,安装阻尼器后轨旁噪声的声压明显降低。

从图11可以看出,安装阻尼器前后轨旁噪声(右轨)测点1/3倍频程中心频率对应的声压除20~250 Hz外,其他频段有不同程度的降低;从图12可以看出,安装阻尼器前后轨旁噪声(左轨)测点1/3倍频程中心频率对应的声压除20~250 Hz、16 kHz、20 kHz外,其他频段有不同程度的降低。

对于图11、图12取其算数平均值作为最终结果列入表4,从表4可以看出,轨旁噪声水平均有所降低,最大降低8.4 dB。

表4 轨旁噪声测试结果 dB

3.3 客室、司机室噪声测试结果

参考GB 14892-2006《城市轨道交通列车噪声限值和测量方法》,计算列车客室、司机室在经过物资学院路站—通州北关站区间上行K33+180~K33+340处的等效A声级,客室、司机室噪声时域图见图13、图14,各1/3倍频程中心频率对应的声级曲线图见图15、图16。

从图13、图14可以看出,安装阻尼器后客室、司机室噪声的幅值明显降低。

从图15可以看出,安装阻尼器前后司机室噪声测点同1/3倍频程中心频率对应的声级除63~125 Hz外,其他频段有不同程度的降低;从图16可以看出,安装阻尼器前后客室噪声测点1/3倍频程中心频率对应的声级除20~25 Hz、125~250 Hz外,其他频段有不同程度的降低。

本次测试对20组有效数据分别分析20~20 kHz的等效A声级,取其算术平均值作为最终结果,如表5所示。从表5可以看出,客室和司机室在安装阻尼器后噪声水平均降低。

表5 客室、司机室噪声VLZmax测试结果 dB

4 结论

北京地铁6号线安装阻尼器前后,在相同位置进行了钢轨振动加速度、轨旁噪声、客室噪声和司机室噪声测试,通过测试分析,在安装了阻尼器后,钢轨垂向振动加速度最大降低11.8 dB,水平向最大降低10.9 dB,轨旁噪声最大降低8.4 dB,客室噪声降低了7.8 dB,司机室噪声降低了6.3 dB,说明阻尼器在抑制钢轨振动的同时有效的降低了隧道内、车内噪声水平,改善了乘客的乘车感受,达到了预期的效果。

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