(1)噪聲振動測試
環(huán)保所建有標準的半消聲室、隔聲室和混響室。裝備有電聲檢定標準裝置、阻抗測量管、多通道噪聲振動數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、環(huán)境振動統(tǒng)計分析儀、環(huán)境噪聲統(tǒng)計分析儀、人體全身振動測定儀、精密積分聲級計等精密聲學實驗設備。可進行環(huán)境及工作場所環(huán)境噪聲、振動的測試;隔、吸聲材料、聲屏障的性能測試與評價;鐵路機車、車輛、輪軌、機械設備及產(chǎn)品的噪聲振動性能測試與評價;人體振動的測試評價等試驗。我所目前已擁有噪聲、振動及氣動力測試采集系統(tǒng)近50套,400余通道,基本能滿足5條新建鐵路線同時進行噪聲振動測試。在測試手段上,聲屏障結構氣動力測試可實現(xiàn)無人值守的自動觸發(fā)、采集、存儲和基于局域網(wǎng)的無線傳輸功能。由于噪聲振動測試的特殊性,試驗儀器必須全部布置在線下,且噪聲振動測試易受周邊環(huán)境影響,我所科研工作人員克服各種困難,已實現(xiàn)噪聲振動儀器的遠程控制及自動觸發(fā)采集,極大的緩解試驗人員的工作負擔。
近幾年,結合高速鐵路綜合試驗及聯(lián)調聯(lián)試工作平臺,噪聲振動專業(yè)在研究領域、研究深度、研究成果等方面均取得了比較大的突破。研究領域上除了以往輻射噪聲源強、衰減及傳播規(guī)律試驗外,重點加強了聲源識別技術、力密度能級等領域的研究力度。2011年和2012年連續(xù)兩年,香港鐵路公司委托我單位在廣深港鐵路和廣珠城際鐵路進行了列車力密度能級試驗。力密度能級試驗的主要目的是為了獲取列車在鐵軌上運行的基本振動情況,來預測力密度能級,進而掌握列車通過時的振動傳遞特性,評價工程投入運營后對周邊建筑物的振動影響狀況以及由振動引發(fā)的建筑物的二次結構噪聲影響。目前國外的鐵路和城市軌道交通等工程基本都會進行列車力密度能級測試及評估,而我國還未開展過相關的試驗和研究,此項測試填補了國內空白,拓展了測試領域。研究深度方面,加強了更高速度下高速鐵路噪聲源強特性、聲場傳播特性和垂向分布特征、地面振動傳播特性分析技術、站橋合一及站橋分離式高架車站候車環(huán)境試驗方法及噪聲振動特性的研究工作,取得了豐碩的研究成果。這些創(chuàng)新性工作的開展促進了學科和專業(yè)的發(fā)展,奠定了學科和專業(yè)的話語權,也增強了團隊的生命力。無論從研究領域,還是研究內容和研究范圍來看,通過近兩年的努力,噪聲振動學科形成了一個相對完整的研究體系,基本涵蓋了高速鐵路噪聲振動的所有要素。大大提高和鞏固了我單位在全路及全國的噪聲振動領域的地位,推動一流科研院所的建設。
(2)聲屏障氣動力測試
聲屏障作為控制鐵路噪聲影響的重要措施之一,在實際應用中取得了良好的效果。當列車高速通過聲屏障時,會同時受到自然風荷載和列車風荷載的共同影響。在兩種載荷共同作用下,將在線路兩側聲屏障構件表面產(chǎn)生較大的氣動力。由于聲屏障距離線路較近,且列車速度極快,氣動力將會對聲屏障結構產(chǎn)生較大影響;此外由于高速鐵路車流密度較大,氣動力的持久作用會對聲屏障構件的疲勞壽命產(chǎn)生較大影響,極端情況下可能使聲屏障構件發(fā)生強度破壞,危及行車安全。
聲屏障表面所受到的氣動力的分布并不均勻,隨聲屏障構件的形狀、面積、高度以及列車類型、速度、聲屏障距離線路距離和線路建筑型式的不同而改變。聲屏障結構氣動力測試研究主要是測量列車通過聲屏障時列車風對聲屏障結構產(chǎn)生的影響。通過聲屏障結構氣動力測試,掌握列車通過時聲屏障所受風載荷大小、分布特性及其結構動力性能響應。并根據(jù)試驗及仿真結果,提出高速列車通過時風荷載的計算模式,研究確定相關參數(shù),并評價其結構安全性能。
聲屏障結構氣動力主要內容包括研究高速列車通過時聲屏障動態(tài)脈動風荷載與聲屏障結構的振動響應;試驗測定不同類型聲屏障結構的自振頻率;脈動風與聲屏障結構、材質等的關系;對不同類型聲屏障結構動應力、聲屏障頂端脈動及其結構強度的測試,研究結構強度的可靠性;高速列車通過時風荷載的測量分析方法及其風荷載的分布特性;高速列車通過時風荷載的計算模式及其相關參數(shù)的確定;阻尼材料對聲屏障風振的影響分析及其評價;聲屏障結構、材質對聲屏障風振的影響分析及其評價。