Расчет уровней шума, излучаемого железнодорожным транспортом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»

Факультет «Промышленное и гражданское строительство»

Кафедра «Техносферная и экологическая безопасность»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

на тему «Расчет уровней шума, излучаемого железнодорожным транспортом»

выполнила студентка Чухлей В.Д.

группы БТП-014

работу проверил доц. Машарский Б. Л.

Санкт - Петербург

2014



Таблица 1 Данные для расчета

Характеристики подвижного состава
1. Пассажирские поезда с локомотивной тягой
Скорость v, км/ч	200
Длина состава ?, м	280
Количество пар составов n	12
2. Грузовые поезда
Скорость v, км/ч	90
Длина состава ?, м	800
Количество пар составов n	14
3. Электропоезда
Скорость v, км/ч	160
Длина состава ?, м	250
Количество пар составов n	20
4. Высокоскоростные поезда
Скорость v, км/ч	250
Длина состава ?, м	250
Количество пар составов n	12
Расстояние от крайних объектов защиты до акустического экрана d1 = d2, м	100
Длина объекта защиты ?ОЗ, м	120
Расстояния в горизонтальной плоскости от железнодорожного пути до экрана и от экрана до расчётной точки соответственно r1, м	8
Расстояния в горизонтальной плоскости от железнодорожного пути до экрана и от экрана до расчётной точки соответственно r2, м	100
Высота экрана hЭ, м	6
Высота расчётной точки над уровнем земли hРТ, м	1,5
Допустимые эквивалентные LAeq,Д, дБА	45
Максимальные уровни звука LAmax,Д, дБА	60



1. Расчёт характеристик шума потоков железнодорожного транспорта

1.1 Расчет эквивалентного уровня звука

Эквивалентный уровень звука L_Aeq, дБА рассчитывается по формулам:

· для пассажирского поезда

L_Aeq1 = 25,3lg v₁ + 10lg [arctg(?₁ / 25)] + 33,3;

· для грузового поезда (категория 2)

L_Aeq2 = 20,4lg v₂ + 10lg [arctg(?₂ / 25)] + 46;

· для электропоезда

L_Aeq3 = 28,9lg v₃ + 10lg [arctg(?₃ / 25)] + 28;

· для высокоскоростной поезда

L_Aeq4 = 41,1lg v₄ + 10lg [arctg(?₄ / 25)] ? 12,3;

железнодорожный транспорт шум дивергенция



1.2 Расчет максимального уровня звука

Максимальный уровень звука L_Amax, дБА рассчитывается по формулам:

· для пассажирского поезда

L_Amax1 = 24lg v₁ + 10lg [arctg(?₁ / 50)] + 41,2;

· для грузового поезда (категория 2)

L_Amax2 = 15lg v₂ + 10lg [arctg(?₂ / 50)] + 59,9;

· для электропоезда

L_Amax3 = 27,5lg v₃ + 10lg [arctg(?₃ / 50)] + 36,2;

· для высокоскоростного поезда

L_Amax4 = 45,1lg v₄ + 10lg [arctg(?₄ / 25)] ? 19,2;

где v_i ? скорость движения поезда i-й категории, км/ч;

?_i ? длина поезда i-й категории, м;

i = 1, 2, 3, 4 - категории поездов.



1.3 Расчет суммарного значения уровней звука

Суммарное значение эквивалентного уровня LAeq или максимального уровня звука LAmax, дБА, от n-го количества источников шума (поездов) i-й категории определяются по следующей зависимости или с использованием данных табл. 2:

Таблица 2

Разность двух складываемых уровней	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15	20
Добавка к более высокому уровню, необходимая для получения суммарного уровня, дБ	3	2,5	2,0	1,8	1,5	1,2	1,0	0,8	0,6	0,5	0,4	0,2	0
Примечание. Уровни звукового давления (мощности), эквивалентные уровни или максимальные уровни звука складываются последовательно начиная с максимального. Сначала определяется разность двух складываемых уровней, затем соответствующая этой разности добавка. Добавка суммируется с наибольшим из складываемых уровней. Полученный уровень суммируется со следующим и т. д.



2. Расчёт снижение шума на пути распространения

2.1 Расчет эквивалентного уровня звука в расчетной точке

Эквивалентный уровень звука L_A?eq от n-го количества поездов i-й категории в расчётной точке определяется следующей зависимостью:

L_AeqРТ = L_A?eqi - ДL_Д - ДL_АТМ - ДL_ГР - ДL_Э - ДL_б - ДL_ЖЗ - ДL_З + ДL_ОТР

где L_A?eqi ? суммарный эквивалентный уровень звука, дБА;

ДL_Д ? снижение эквивалентного L_A?eqi уровня звука (далее ? шума) из-за геометрической дивергенции (рассеивание энергии при излучении её в свободное пространство), дБА;

ДL_АТМ ? снижение шума из-за поглощения атмосферой, дБА;

ДL_ГР ? снижение шума вследствие поглощения поверхностью грунта, дБА;

ДL_Э ? снижение шума акустическими экранами и экранирующими сооружениями (здания, насыпи, выемки), дБА;

ДL_б ? снижение из-за ограничения угла видимости, дБА;

ДL_ЖЗ ? снижение в жилой застройке, дБА;

ДL_З ? снижение в зеленых насаждениях, дБА;

ДL_ОТР ? коррекция на отражение звука от зданий, вблизи которых расположена расчётная точка, дБА.

Для дальнейших расчётов значения ДL_АТМ, ДL_ГР, ДL_б, ДL_ЖЗ, ДL_З принимаем равными нулю.

2.1.1 Расчет снижения шума акустическими экранами

Снижение шума акустическими экранами ДL_Э, дБА. Длина протяженного экрана выбирается из условия обеспечения расстояния от крайней точки объекта защиты до соответствующего конца акустического экрана не менее чем в 4,5 раза больше кратчайшего расстояния от объекта защиты до экрана.

Рис. 1. Схема определения требуемой длины акустического экрана

1 ? железнодорожный путь; 2 ? акустический экран; 3 ? объект защиты; d₁, d ₂ - соответственно, расстояния от крайних объектов защиты до акустического экрана, м

Общая длина протяженного акустического экрана, м, рассчитывается по формуле:

?_ЭКР = 4,5d₁+ ?_ОЗ + 4,5d₂=

где d_1,2 ? расстояния от крайних объектов защиты до акустического экрана, м;

?_ОЗ ? длина объекта защиты (здания, территории), м.

Расчет снижения уровней шума вертикальным акустическим экраном основан на определении числа Френеля N:

N = 2д / л,

д = a + b - c



где д ? разность хода звуковых лучей через кромку экрана и через сам экран;

л - длина звуковой волны, м (л = 0,34 м):

л = v_З / f,

где v_З - скорость звука в воздухе, м/с (v_З = 343 м/с при температуре воздуха 20 °С);

f - частота звука, Гц (при расчёте снижения эквивалентного и максимального уровней звука частота принимается f = 1000 Гц).

Рис. 2. Схема для определения акустической эффективности экрана. 1 - экран; ИШ - источник шума; Р.Т. - расчётная точка.

a = (r₁² + h_Э²)^1/2=

b = [r₂² + (h_Э - h_РТ)²]^1/2=

c = [(r₁² + r₂²) + h_Э²]^1/2=

д =10+100,1-100,5=9,6

N =

где r₁, r₂ - соответственно, расстояния в горизонтальной плоскости от железнодорожного пути до экрана и от экрана до расчётной точки соответственно, м;

h_Э - высота экрана, м;

h_РТ - высота расчётной точки над уровнем земли, м.

На основании числа Френеля N снижения эквивалентного ДL_Э1 и максимального ДL_Э2 уровней звука за протяженным экраном, дБА:

при N ? 1 ДL_Э1,2 = 9lg N + 9;

при 0,2 ? N < 1 ДL_Э1,2 = 4,5lg N + 8,35;

при 0,01 ? N < 0,2 ДL_Э1,2 = 2lg N + 6,5;

при 0? N < 0,01 ДL_Э1,2 = 2,2.

N = , тогда ДL_Э1,2 = 9lg N + 9

2.1.2 Расчет снижения шума в зависимости от геометрической дивергенции

Снижение эквивалентного уровня шума в зависимости от геометрической дивергенции ДL_Д, дБА, рассчитывается по формуле:

ДL_Д = 10lg[arctg(?_СР / 25)] ? 10lg{arctg(?_СР / R)- (12,5 / ?_СР)lg[1 + (?_СР / R)²]} ? 10lg(25 / R);

где ?_СР ? средняя длина поездов различных категорий, проходящих по рассматриваемому участку пути, м;

R ? минимальное расстояние от полосы движения до расчётной точки, м, (принять равным с п. 2.3).

Коррекция на отражение звука от зданий, в 2 м от поверхности которых расположена расчётная точка, принимается ДL_ОТР = 3 дБА.

Рассчитаем эквивалентный уровень звука в расчетной точке по вышеприведенной формуле.



Эквивалентный уровень звука L_A?eq, дБА:

· для пассажирского поезда

· для грузового поезда (категория 2)

· для электропоезда

· для высокоскоростного поезда

2.2 Расчет максимального уровня звука в расчетной точке

Максимальный уровень звука L_A?max от n-го количества поездов i-й категории в расчётной точке определяется следующей зависимостью:

L_AmaxРТ = L_A?maxi - ДL_Д - ДL_АТМ - ДL_Э - ДL_З

где L_A?maxi ? суммарный максимальный уровень звука, дБА.

2.2.1 Расчет снижения шума в зависимости от геометрической дивергенции

Снижение максимального уровня шума в зависимости от геометрической дивергенции ДL_Д, дБА, рассчитывается по формуле:

ДL_Д = 10lg[arctg(?_СР / 50)] ? 10lg[arctg(?_СР / 2R)] - 10lg(25 / R )

Остальные величины соответствуют величинам, полученным при расчете эквивалентного уровня шума в расчетной точке.

Максимальный уровень звука L_A?max, дБА:

· для пассажирского поезда

· для грузового поезда (категория 2)

· для электропоезда

· для высокоскоростного поезда



3. Оценка и определение требуемого снижения уровней шума

3.1 Определение снижения эквивалентного уровня звука в

расчетной точке

Требуемое снижение эквивалентного уровня звука в расчётной точке ДL_Aeq,РТ, дБА, определяется по формуле:

ДL_Aeq,РТ = L_Aeq,РТ - L_Aeq,Д;

где L_Aeq,Д, - соответственно, допустимое значение эквивалентного уровня звука в расчётной точке, дБА.

Эквивалентный уровень L_Aeq,Д, дБА:

· для пассажирского поезда

· для грузового поезда (категория 2)

· для электропоезда

· для высокоскоростного поезда

3.2 Определение снижения максимального уровня звука в расчетной точке

Требуемое снижение максимального уровня звука в расчётной точке ДL_Aeq,РТ, дБА, определяется по формуле:

ДL_Amax,РТ = L_Amax,РТ - L_Amax,Д

где L_Amax,Д - соответственно, допустимое значение эквивалентного и максимального уровней звука в расчётной точке, дБА.

Максимальный уровень L_Aeq,Д, дБА:

· для пассажирского поезда

· для грузового поезда (категория 2)

· для электропоезда

· для высокоскоростного поезда



Заключение

На основании расчетов, можно сделать вывод, что эквивалентный и максимальный уровни шума от n-го количества источников шума (поездов) всех категории поездов превышают допустимые значения. Поэтому необходимо определить мероприятия, обеспечивающие требуемое снижение шума.

В соответствии с ГОСТ Р 54933-2012 «Шум. Методы расчета уровней внешнего шума, излучаемого железнодорожным транспортом.» наиболее эффективными мерами и конструкциями по снижению шума являются:

- акустическое шлифование рельсов (обеспечивается эффект снижения шума в источнике до 7-9 дБА);

- вибродемпфирующие накладки на шейку рельса (обеспечивается эффект снижения шума в источнике до 4-5 дБА);

- нанесение на шейку рельса, тележку и колеса виброшумопоглощающей мастики (обеспечивается эффект снижения шума в источнике до 7-8 дБА);

- акустические экраны (12-15 дБА). Подбор параметров и оценку акустической эффективности экранов проводят согласно 8.6 с учетом ГОСТ 54931 и ГОСТ 54932;

- звукоизолирующее остекление (до 20-30 дБА);

- выемки и насыпи (до 8-16 дБА).

Размещено на Allbest.ru

...