某高速铁路典型敏感区噪声治理设计--毕业论文.doc

毕业设计 设计题目（中文） 某高速铁路典型敏感区噪声治理设计 设计题目（外文） Design of Noise Control in Typical Sensitive Area of a High - speed Railway 某高速铁路典型敏感区噪声治理设计摘 要近年来，铁路交通发展迅速，但同时也给环境造成了一定的影响，其中铁路噪声为最主要的影响。铁路噪声直接影响了人们的休息、工作和学习，损害了人们的身心健康，其对声环境敏感区的影响更加明显。随着客运专线的出现，铁路沿线的环境要求也越来越高，因此如何减小铁路客运专线噪声对沿线的声环境敏感区的影响成为亟待解决的问题。本次设计依据相关法律法规，进行噪声预测，确定对敏感区的噪声治理设计为设置声屏障。通过对声屏障的位置、插入损失的计算确定声屏障的高度，考虑经济性和实用性确定声屏障的材料与构型。最后对声屏障的工程造价进行经济评估。关键词：高速铁路，噪声预测，声屏障 DESIGN OF NOISE CONTROL IN TYPICAL SENSITIVE AREA OF A HIGH - SPEED RAILWAYAbstractIn recent years, the rapid development of railway traffic, but also to the environment caused a certain impact, including railway noise as the most important impact. Railway noise has a direct impact on peoples rest, work and study, damage peoples physical and mental health, its impact on the sound environment sensitive area is more obvious. With the emergence of passenger dedicated lines, the railway along the environmental requirements are getting higher and higher, so how to reduce the railway passenger line noise on the sound environment along the sensitive area has become an urgent problem to be solved.This design is based on the relevant laws and regulations, noise prediction, to determine the noise zone design for the sensitive area to set the sound barrier. The sound barrier is determined by the determination of the position of the sound barrier and the insertion loss, and the material and configuration of the sound barrier are determined by considering the economy and practicability. Finally, the economic evaluation of the cost of the sound barrier.Key words: High-speed railway，Noise prediction，Sound barrierI毕业设计 某高速铁路典型敏感区噪声治理设计目 录第一章 绪论11.1 设计的目的11.2 设计的意义11.3 设计的主要内容11.4 高速铁路噪声治理声屏障设计研究的现状2 1.4.1我国高速铁路发展概况2 1.4.2国内声屏障设计研究现状2 1.4.3国外声屏障设计研究现状3第二章 设计任务书42.1 敏感点所在段环境资料4 2.1.1 地形地貌4 2.1.2 气候气象4 2.1.3 区域地震烈度5 2.1.4 水文情况6 2.1.5 地质资料62.2 工程主要技术指标72.3 铁路噪声源强82.4 声环境保护目标92.5 声环境保护目标示意图102.6 声环境现监测102.7 主要工作11第三章 设计说明书133.1 设计名称133.2 设计依据133.3 预测方法133.4 模式预测法的特点和适用范围143.5 模式预测法的基本公式143.6 模式参数的确定153.7 列车运行噪声修正项Ct,i153.8 各修正项计算15 3.8.1列车运行噪声速度修正Ct,v,i16 3.8.2列车运行噪声线路修正Ct,t16 3.8.3列车运行噪声垂直指向性修正16 3.8.4列车运行噪声几何发散损失Ct,d,i17 3.8.5大气吸收Ct,a,i17 3.8.6地面效应声衰减Ct,g,i17 3.8.7列车运行噪声屏障声绕射衰减Ct,b,i18 3.8.8建筑群引起的声衰减Ct,h,i19 3.8.9频率计权修正Cw193.9 预测数据及结果19 3.9.1基本参数设定20 3.9.2等效时间teq,i的计算20 3.9.3各修正项的计算20 3.9.4敏感点噪声预测结果22第四章 声屏障设计254.1 声屏障的位置确定254.2 声屏障的高度254.3 声屏障材料的选择254.4 声屏障的形状274.5 参数确定284.6 声屏障插入损失的计算28 4.6.1声程差的计算28 4.6.2绕射声衰减的计算29 4.6.3透射声修正量的计算29 4.6.4地面吸收衰减的确定30 4.6.5其他修正量31 4.6.6声屏障实际插入损失314.7 声屏障的长度314.8 声屏障设计结果校核32第五章 设计计算书335.1 等效时间的计算335.2 列车运行噪声垂直指向性修正335.3 列车运行噪声几何发散损失345.4 列车运行噪声修正项345.5 敏感点铁路噪声预测值355.6 敏感点环境噪声预测值36参考文献36致 谢37第一章 绪论1.1 设计的目的本次设计是在我们学习完大学全部课程之后进行的，是对大学期间所学课程及相关绘图软件的总复习，对所学知识的一项综合考核，也是一次理论与实际相结合的应用。其目的在于：（1）对学生在校期间专业学习成果进行综合性的全面考察；（2）增强学生分析和解决具体问题的能力；（3）培养和提高学生写作及图纸表达能力，有利于计算机应用、英语写作、文献查询等基本技能的训练；（4）掌握声环境保护措施工艺设计和基础与结构设计；（5）树立理论联系实际，实事求是的工作作风，培养踏踏实实的工作态度；（6）通过设计，培养独立设计的能力，掌握基本设计方法，学会查阅技术资料，树立正确的设计思想和工作作风。1.2 设计的意义近年来，铁路交通发展迅速，但同时也给环境造成了一定的影响，其中铁路噪声为最主要的影响。铁路噪声直接影响了人们的休息、工作和学习，损害了人们的身心健康，其对声环境敏感区的影响更加明显。随着客运专线的出现，铁路沿线的环境要求也越来越高，因此如何减小铁路客运专线噪声对沿线的声环境敏感区的影响成为亟待解决的问题。1.3 设计的主要内容本次设计主要对某高速铁路某典型敏感区的各敏感点进行声环境现状监测，预测运营期内各敏感点的铁路噪声及环境噪声，对照声环境现状和相关标准分析达标情况。根据预测结果、评价标准以及敏感点周围的环境情况，经技术、经济比选确定声屏障的位置、尺寸、构型及材料，并列出投资估算。具体内容如下：（1）声环境现状调查与评价；（2）声环境现状监测；（3）铁路噪声预测及评价；（4）敏感区噪声值与降噪量预测；（5）声屏障设计；（6）设计结果校核。1.4 高速铁路噪声治理声屏障设计研究的现状1.4.1我国高速铁路发展概况近20年来，我国铁路经历六次大提速，2007年第六次大提速出现了中国品牌的高速列车CRH，使中国站到了迈向高速铁路时代的门口。2008年，我国第一条高速铁路京津城际铁路开通，标志着我国正式迈入了高铁时代。2011年6月30日，京沪高速铁正式开通运营。这是迄今为止，我国技术含量最高、投资规模最大、具有世界领先水平的一条高速铁路。正线全长约1318公里，设计时速380公里，初期运营时速300公里，全线共设置23个客运车站。此外，到2020年，通过新建的高速铁路以及客运专线，同时通过对既有铁路实施全面的提速改造，形成“四纵四横”的快速铁路客运网络；形成连接川渝地区、江汉平原和长江三角洲的沿江大能力快速通道。在长江三角洲、珠江三角洲、环渤海京津冀，长株潭、成渝以及中原城市群、武汉城市圈、关中城镇群、海峡西岸城镇群等经济发达、城镇密集地区，城际轨道交通主骨架基本形成，公交化轨道交通运输基本实现。11.4.2国内声屏障设计研究现状我国对铁路声屏障的研究已有30多年。目前，我国的铁路声屏障研究已经经过了基础研究阶段和示范工程应用阶段，正处于规模应用阶段。2006年铁道部工程管理中心主持研究了客运专线铁路声屏障的动力分析与结构设计研究，该课题研究满足300km/h以上速度铁路声屏障脉动力检算理论与方法，预应力高强度混凝土声屏障结构设计方法与构造要求，预应力高强度混凝土声屏障产品的制备技术、工艺与装置，预制用高强度声屏障安装施工工艺，给出配合24 m和32 m梁的桥梁声屏障单元结构产品的制造、运输、安装成本分析。卢向明2在对声屏障的声学特性及声学设计研究中，不仅对声屏障的声学原理进行了详细的分析，还着重研究了典型道路(如高速公路、高架复合道路以及轨道交通)声屏障背后的声场分布特性，以及声插入损失的预测计算模型，得到了预测计算公式，并通过理论计算与实测相比较，验证了高速公路声屏障插入损失的预测模型。根据给出的插入损失的理论计算模型，对声屏障的声学设计、结构设计以及景观设计等方面进行了分析探讨，提出了声屏障优化设计的思路。李文3在对声屏障的声学与景观设计研究中探讨了高速铁路声屏障的声学及景观设计，通过分析噪声源特性及景观的涵义，开发了铁路声屏障插入损失模拟预测程序，得到了铁路声屏障景观对于不同景观主体有不同的景观要求的结论：面向司乘人员一侧是人们在车辆高速行使的状态下感受景观，其视线是流动的，对景观的构图有特殊的要求；而面向附近居民一侧则是静态景观，在景观设计时要考虑两者的区别科学处理，满足不同主体的不同视觉需求与享受。1.4.3国外声屏障设计研究现状声屏障的研究在国外起步较早，日本声屏障的修建始于世纪60-70年代，在世纪年代中期有了较大的发展。进入80年代以后，交通噪声越来越引起人们的关注，国外许多学者为此对声屏障做了很多研究，包括屏障后声场的分布、噪声预测的数学模型、声屏障插入损失的计算、声屏障的设计、声屏障的结构改良、声屏障的景观设计等等。W.F.Cheng4等通过预测理论对一些治理措施进行分析，缩尺模型实验证实了理论模型结果，尝试设计了高层建筑窗口的一种最优化的声屏障，并对其声学特性进行了分析研究，并通过建立一个缩尺模型来分析研究斜向声屏障的声学特性，用计算机编程描绘了不同角度声屏障的声场分布，研究发现声屏障对低频降噪效果不好。C.Cianfrin5等对平行道路两侧的声屏障的声学特性做了理论分析，得出了道路声屏障的镜像、声散射和反射特性的相关结论。第二章 设计任务书2.1 敏感点所在段环境资料2.1.1 地形地貌沿线经过地貌单元分为黄河河谷阶地区、山前及山间冲洪积倾斜平原区、低中山区和黄土梁峁及宽谷区。（1）黄河河谷阶地区：河谷阶地区主要为黄河河谷阶地和李麻沙沟河谷阶地区。黄河河谷阶地区主要分布在中卫南站至常乐镇水车村附近和靖远黄河特大桥起点至碧云山隧道进口端，地形较平坦开阔，黄河河谷呈“U”型，一级、二级和高级阶地发育，黄河一级阶地交通便利，地下水位埋藏较浅，黄河二级和高级阶地，冲沟发育，局部黄土陷穴发育，多辟为耕地。李麻沙沟河谷阶地区主要分布在定家沟线路所至树屏段，地形较平坦开阔，地下水位埋深较浅，地表多辟为农田。（2）山前及山间冲洪积倾斜平原区：主要分布在米粮川至北滩一带、尖山隧道出口至平川站以及北湾车站附近。地形平缓，略有起伏，多见宽浅的季节性沟谷及毗连的漫流洪积裙，局部地表被辟为耕地。（3）低中山区：主要分布于香山、水泉尖山和白银南至丰水段，地形切割强烈，自然坡度3060，起伏较大，沟梁相间，间歇性沟谷发育，相对高差50500m。植被稀疏，基岩大多裸露，局部为第四系地层覆盖，地下水位埋藏深。（4）黄土梁峁及宽谷区：广泛分布于预留北湾至白银南和丰水至定家沟段，黄土梁峁沟梁相间，黄土陷穴较发育。地形起伏，相对高差2080m。其间分布黄土宽谷区，地形较平坦，地表多辟为耕地。地表多为砂质黄土，局部冲沟内第三系和白垩系基岩出露。2.1.2 气候气象线路通过地区属中温带干旱和半干旱气候区。以干燥少雨，多风沙，夏季炎热，冬季寒冷，昼夜、四季温差大，降雨集中，蒸发强烈为特征。主要气象要素：年平均气温5.79.2，最冷月平均气温-8.8-6.2，按照对铁路有影响的气候分区，属于寒冷地区，极端最高气温34.439.5，极端最低气温-28.1-22.1。年平均降水量176.5308.5mm，年最大降水量253.7452.1mm，雨季集中在7、8、9三个月，年平均蒸发量1595.41974.2mm；年平均风速0.92.4m/s，最大瞬时风速24.037.9m/s，土壤最大冻结深度1.01.46m。沿线各市主要气象资料汇总表详见表2-1。 表2-1 工程沿线主要气象资料汇总表区域气象特征中卫市白银市兰州市气温（）极端最高气温37.639.139.8极端最低气温-29.2-22.1-21.7多年平均气温8.48.39.5降水量（mm）多年平均降水量182.1202319.6年最大降水量308.2253.7546.7月最大降水量149.647.5236.2日最大降水量68.377.396.8蒸发量（mm）1988.31974.21457.7无霜期（d温317832003000最大风速（m/s）34.12517平均风速（m/s）2.41.90.9年8级风日数（d）7.8485.7主导风向NN,ENE最大冻土深度（m）1.01.21.032.1.3 区域地震烈度根据1:400万中国地震动参数区划图（GB18306-2015），沿线地震动参数详见表2-2。 表2-2 工程地震动参数一览表 序号里程基本地震动峰值加速度类场地地震动加速度反应谱特征周期值1DK30+056.6497DK69+9000.30g0.45s2DK69+900DK85+9700.20g0.45s3DK85+970D2K139+9200.30g0.45s4D2K139+920DK166+1700.20g0.45s5DK166+170DK207+9100.15g0.45s5DK207+910DK225+4000.10g0.45s6DK225+400K48+200（中川城际）0.15g0.45s7兰州新区连接线0.15g0.45s2.1.4 水文情况（1）地表水沿线主要河流为黄河干流、米粮川等。除黄河干流外沿线沟谷一般为季节性河沟，山区部分河沟纵坡大，部分沟槽为泥石流沟，平原地段河沟宽浅平缓。沿线局部地段分布有季节性积水水塘，水中矿化度较高，水质较差。（2）地下水沿线地下水类型可分为第四系孔隙潜水、基岩裂隙孔隙水和岩溶水，分述如下：1）第四系孔隙潜水第四系孔隙潜水主要分布于黄河河谷阶地和山前洪积平原中，黄河河谷阶地区地下水较为丰富，埋藏较浅，山前洪积平原地下水不甚发育，一般埋藏较深。沿线黄河河谷阶地及山间洼地的砂砾石层中分布孔隙潜水，局部具承压性，水位一般埋深0.56m，水量各地差异较大，一般河谷阶地较丰富，山间洼地水量较小。地下水补给来源主要靠黄河河水、水渠渗漏、农田灌溉水及大气降水。2）基岩裂隙孔隙水基岩裂隙水主要赋存在基岩裂隙中，水量分布不均。低中山区岩层受多期构造运动及风化作用影响，节理裂隙较发育，分布基岩裂隙水，在山坡切割部位或山坡脚谷地边缘以下降泉形式出露；深部的褶皱断裂破碎带附近赋存着较丰富的破碎带承压水。基岩孔隙水主要赋存在上第三系和白垩系砂岩孔隙中，以潜水或层间承压水的形式出现，水量大小不均，主要接受大气降雨和沟谷渗透补给。3）岩溶水岩溶水主要分布在香山隧道，赋存在寒武系中统灰岩以及灰岩夹板岩地层中，构造裂隙较发育，沿裂隙多有石英岩脉和方解石脉。2.1.5 地质资料线路所属构造体系由北向依次为祁吕贺山字型构造体系之卫宁北山东西向构造带和陇西旋卷构造体系，地质构造复杂。卫宁北山东西向构造带，由卫宁北山复向斜和香山复背斜两个褶皱带组成，其构造形迹为近东西方向展布。组成东西向褶皱地层除了部分为寒武系外，绝大部分是晚古生代地层，其褶皱形态呈较紧闭的线状复式褶皱，两翼产状陡峻，喜马拉雅运动时褶皱和逆冲进一步加剧，形成弧形挤入推覆构造带，晚期断裂兼左旋走滑。陇西旋卷构造体系：展布于靖远至树屏一带，线路自北而南通过陇西系三个旋回褶带及其凹陷带。由走向北西西北西和向东突出的弧形构造形迹构成，其各组成部分在挽近时期仍处于活动状态，在其弧形拐弯最大部分近代频繁的地震活动和新生界地层中的形变等，都显示了它们近代的强烈活动性。（1）不良地质：沿线的不良地质为错落、浅层溜坍、危岩落石、崩塌、顺层、泥石流、风沙、黄土陷穴和岩溶等。但噪声保护目标处无不良地质。 （2）地层岩性：沿线新生界、中生界、古生界、元古界地层均有出露。从新到老地层岩性主要为第四系全新统冲、洪积粉质黏土、粉土、砂质黄土、砂类土和圆砾土及卵石土，主要分布在黄河河谷阶地和李麻沙沟河谷阶地区；风、洪积砂质黄土和细砂，主要分布在山前及山间冲洪积倾斜平原区；上更新统冲洪积砂质黄土、圆砾土，主要分布在黄河高级阶地上；风积砂质黄土，主要分布在黄土梁峁区，为本线地表主要分布地层；上第三系砂岩夹泥岩、砾岩，主要分布在香山隧道进口段和北滩至平川段；白垩系下统砂岩夹泥岩、砾岩，主要分布在靖远至兰州新区南站段；侏罗系砂岩夹泥岩，主要分布在尖山隧道出口段；三叠系砂岩夹泥岩，主要分布在米粮川一带；石炭系砂岩夹泥岩、砾岩、炭质页岩和煤层，主要分布在香山隧道进口段；泥盆系下统砂岩、页岩、砾岩，主要分布在尖山隧道；志留系下统板岩、千枚岩和变质砂岩，主要分布在尖山隧道和靖远至北湾一带；寒武系变质砂岩、板岩夹千枚岩、灰岩，为香山隧道洞身主要分布地层；前寒武系片岩，主要分布在川口至丰水一带。2.2 工程主要技术指标新建中卫至兰州铁路位于宁夏回族自治区和甘肃省境内，线路北起宁夏回族自治区中卫市，向南经白银市平川区、靖远县、白银区后，向西经兰州新区接至既有兰州至中川城际铁路的树屏线路所，并新建兰州新区联络线；配套建设兰州枢纽相关工程。 （1）兰州枢纽配套工程：工程全长22.20km，包括兰州西站引入工程及福利区至兰州西增建三四线正线长12.512km，陈官营软化坡度工程长1.494km，柳家营至陈官营货车线改线工程长3.10km，兰州西引入工程长5.094km。（2）列车运行速度：动车组正线设计速度250km/h，兰州枢纽段新建三四线设计速度120 km/h，兰新线、兰新高铁普速客车设计行车速度80km/h。（3）根据本线预测运量及车流组织，各设计年度列车对数见表2-3。本线与既有铁路位置关系见表2-4。 表2-3 兰州枢纽配套工程设计年度列车对数表 线别区段2030年2040年普速动车普速动车长编短编合计长编短编合计新建三四线福利区兰州西2476993594129兰新线（既有双线）福利区兰州西412463561420兰新高铁西宁兰州西1530154515331750 表2-4 本线与既有铁路位置关系 既有铁路名称既有铁路里程新建铁路里程本工程与既有铁路关系线间距（m）涉及噪声敏感点兰新线LXK0+000LXK13+300新建三四线LDK0+000 LDK5+900、LDK7+200 LDK13+300并行535兰玻新区、兰州市第九十二中学、兰天幼儿园、锅炉厂家属楼、西固名苑、城建开发小区、省建四公司家属院、金华苑、加油站家属楼、兰棉家属院、兰棉医院、辰光小区、崔家崖1、崔家崖2、崔家崖小学17处兰新高铁LXDK0+000LXDK6+300新建三四线LDK0+000 LDK6+700并行1275崔家崖1、崔家崖小学共2处（4）列车编组：动车组长编组采用16辆编组，短编组采用8辆编组，列车长度分别为422m和211m，轴重16t；普速客车列车长475m，轴重23t。（5）昼、夜间车流分布：本工程全天运营时间为18h，在夜间设置6h的综合维修天窗时间，除去天窗时间，车流密度平均分布。2.3 铁路噪声源强（1）路基段噪声源强依据关于印发的通知（铁计201044号）确定，本工程采用60kg/m，无缝线路，有砟轨道，与参考源强线路条件一致。（2）桥梁段噪声源强本项目正线桥梁均采用12.6m宽箱型梁，与铁计函201044号关于印发铁路建设项目环境影响评价噪声振动源强取值和治理原则指导意见（2010年修订稿）的通知中的桥梁线路为13.4m桥面宽度条件不一致。根据对现已运营的各条客运专线现场监测的数据分析，12.6m宽桥梁线路噪声源强比路基线路低12dB(A)，本次评价动车组桥梁线路噪声源强在铁计函201044号文中的路基段噪声源强值的基础上减1dB(A)。本次评价采用的铁路噪声源强汇于表2-5中。表2-5 铁路噪声源强表 单位：dB(A) 声源种类速度（km/h）路基桥梁备注动车组16079.578.51、线路条件：高速铁路，有砟轨道、60kg/m钢轨、无缝线路，轨面状况良好；2、参考点位置：距列车运行线路中心线25m，轨面以上3.5m处18081.080.020082.581.521083.582.522084.583.523085.584.524086.085.025086.585.5160km/h及以下速度旅客列车6073.576.51、线路条件：级铁路，有砟轨道、60kg/m钢轨、无缝，平直线路；2、参考点位置：距列车运行线路中心线25m，轨面以上3.5m处8076.579.510079.582.512082.085.02.4 声环境保护目标声环境保护目标情况见表2-6。表2-6 声环境保护目标统计表序号行政区划敏感点名称里程建设年代规模（户）层数建筑类型与新建线路位置关系与既有线位置关系起点终点最近距离（m）高差（m）形式位置最近距离（m）高差（m）形式位置N71枢纽段兰州市第九十二中学LDK12+100LDK12+2002015年师生1500人4层砖混14-15桥梁左侧271路堤左侧注：高差负数表示敏感点低于线路，正数表示敏感点高于线路。2.5 声环境保护目标示意图本此设计包含1个声环境保护目标兰州市第九十二中学，具体区位关系见图2-1。图2-1 敏感点监测示意图2.6 声环境现监测监测方法：执行城市区域环境噪声测量方法（GB/T14623-93）及环境监测技术规范（噪声部分）的要求和铁路边界噪声限值及测量方法（GB12525-90）、铁路沿线环境噪声测量技术规定（TB/T3050-2002）、声学环境噪声测量方法（GB/T3222-94）。监测布点原则：声环境现状监测主要是为了全面掌握拟建工程沿线的声环境质量现状，为声环境预测提供基础资料。因此，噪声监测布点主要依据环境影响评价技术导则 声环境（HJ2.4-2009）和本工程特点进行，即针对声环境敏感点布设监测断面，同时选择有代表性的建筑物布设垂直监测点。环境噪声监测：仅受社会生活噪声影响的敏感点，在昼、夜间有代表性的时段内连续测量10min的等效连续A声级；受公路（或城市道路）噪声影响的敏感点，在昼、夜间有代表性的时段内连续测量20min的等效连续A声级；测量同时记录噪声主要来源。既有铁路噪声监测：既有铁路噪声测量分别在昼间（6:0022:00）和夜间（22:006:00）内各选择接近平均车流密度的某一小时，测量其等效连续A声级，用以代表昼、夜间噪声水平，同时记录列车类型、通过时间等参数；背景值测量选择在无列车通过时段，测量10min的等效连续A声级。监测布点见图2-1，监测结果见表2-7。表2-7 声环境保护目标监测情况统计敏感点编号敏感点名称对应里程监测点编号点位描述测点位置（新线）测点位置（既有线）现状值dB(A)背景值dB(A)标准值dB(A)超标量dB(A)起点终点距离（m）高差（m）形式位置距离（m）高差（m）形式位置昼间夜间昼间夜间昼间夜间昼间夜间N69兰州市第九十二中学LDK12+100LDK12+200N69-1临路教学楼1层14-15桥梁左侧271路堤左侧56.551.050.343.26050-1N69-2临路教学楼3层14-15桥梁左侧271路堤左侧58.854.749.543.06050-4.72.7 主要工作 （1）研究和了解某铁路沿线的敏感目标及周围环境状况，确定其与铁路的相对位置关系和传播途径； （2）根据铁路工程指标（车速、交通量、昼夜比、车型比、敏感点位置关系等）进行噪声影响预测，确定超标量和隔声量。 （3）进行工艺设计，合理确定声屏障的类型、长度、高度、位置。进行声屏障土建基础（原则上采用桩基）、声屏障结构（原则上才用钢结构）。 （4）绘制声屏障基础、结构的平面图、剖面图，进行主要工程数量汇总和投资估算； （5）图幅为A3或A4,制图要规范； （6）成果包括：设计说明书，设计计算书和设计图件，设计说明书按兰州大学环境科学与工程系规定的毕业设计的格式编制。 （7）翻译声屏障研究的英文文献一份。 （8）列出毕业设计中，设计参数选择依据的设计手册和参考文献。第三章 设计说明书3.1 设计名称某高速铁路典型声环境敏感区噪声治理设计3.2 设计依据（1）中华人民共和国环境保护法（1989）； （2）中华人民共和国环境噪声污染防治法（1997）；（3）中华人民共和国环境影响评价法（2003）；（4）声环境质量标准（GB 3096-2008）； （5）环境影响评价技术导则 总纲（HJ 2.1-2011）；（6）环境影响评价技术导则 声环境（HJ 2.4-2009）；（7）声屏障声学设计和测量规范(HJ/T 90-2004)；（8）铁路边界噪声限值及其测量方法(GB 12525-1990)；（9）铁路沿线环境噪声测量技术规定（TB/T 3050-2002）；（10）城市区域环境噪声测量方法（GB/T 14623-1993）；（11）关于公路、铁路（含轻轨）等建设项目环境影响评价中环境噪声有关问题的通知；（12）环境噪声监测技术规范 城市声环境常规监测（HJ 640-2012）；（13）环境噪声监测技术规范 噪声测量值修正（HJ 706-2014）；（14）声学 户外声传播的衰减 第2部分一般计算方法（GB/T 17247.2-1998）；（15）44号文-铁路建设项目环境影响评价噪声振动源强取值和治理原则指导意见(2010年修订版)；（16）时速350 km 客运专线铁路桥梁插板式金属声屏障（通环20098323A）；（17）铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法（TB/T3122-2010）。3.3 预测方法铁计函201044号文推荐的方法有两种模式预测法和比例法。其中比例法虽然结果更加可靠，应优先考虑，但其使用范围比较窄，只适用于铁路的改扩建项目，而本次设计的铁路是新建项目，所以比例法不适用，因此采用模式预测法。3.4 模式预测法的特点和适用范围模式预测法主要依据声学理论计算方法和经验公式预测噪声。采用此方法预测铁路噪声时，需要确定和输入必要的参数和数据，其中主要为铁路噪声源的源强以及在声传播过程中各种因素引起的衰减。模式预测法原则上适用所有项目。选用计算模式时，应特别注意模式的适用条件和参数的选取，如实际情况不能很好满足模式的应用条件时，要对主要模式进行修正并进行必要的验证。3.5 模式预测法的基本公式铁路噪声预测等效声级LAeq,p的基本预测模式如式（3-1）所示。 （3-1）式中： T规定的评价时间，单位为s； niT时间内通过的第i类列车的列数，列； teq,i第i类列车通过的等效时间，s； Lp0,t,i第i类列车最大垂向指向性方向上的噪声辐射源强，dB（A）； Ct,i第i类列车的噪声修正项，dB（A）； tf,i固定声源的作用时间，s； Lp0,f,i固定声源的噪声辐射源强，dB（A）； Cf,i固定声源的噪声修正项，dB（A）。源强取值时应注意对应的参考点位置与声源指向性的关系，如源强值不是最大垂向指向性方向上的源强值，应按声源指向性关系进行换算。预测点昼间或夜间的环境噪声预测模式如式（3-2）： （3-2）式中： LAeq铁路预测点昼间或夜间的铁路噪声贡献值，dB（A）； LAeq背景预测点的环境噪声背景值，dB（A）。3.6 模式参数的确定（1） 列车噪声源强动车组及普通旅客列车的振动源强均采用铁道部铁计201044号文件推荐的振动源强。（2） 等效时间teq,i列车运行噪声的作用时间采用列车通过的等效时间teq,i，其近似值可按式（3-3）计算。 （3-3）式中： li第i类列车的长度，m； vi第i类列车的运行速度，m/s； d预测点到线路的距离，m。3.7 列车运行噪声修正项Ct,i列车运行噪声修正项Ct,i，可按式（3-4）计算。 （3-4）式中： Ct,v,i列车运行噪声速度修正，dB（A）； 列车运行噪声垂直指向性修正，dB（A）； Ct,t 列车运行噪声线路修正，dB（A）； Ct,d,i列车运行噪声几何发散损失，dB（A）； Ct,a,i列车运行噪声的大气吸收，dB（A）； Ct,g,i列车运行噪声地面效应引起的声衰减，dB（A）； Ct,b,i列车运行噪声屏障声绕射衰减，dB（A）； Ct,h,i列车运行噪声建筑群引起的衰减，dB（A）； CW频率计权修正，dB（A）。3.8 各修正项计算3.8.1列车运行噪声速度修正Ct,v,i 按下式计算。 （3-5） 式中：k速度修正系数； v列车的运行速度，km/h； v0列车的参考速度，km/h。根据44号文-铁路建设项目环境影响评价噪声振动源强取值和治理原则指导意见(2010年修订版)，列车速度的确定应考虑不同列车类型、起动加速、制动加速、区间通过、限速运行等因素的影响，参考速度可按设计最高速度的90%确定。3.8.2列车运行噪声线路修正Ct,t根据环境影响评价技术导则声环境（HJ 2.42009），Ct,t修正见下表：表3-1 线路引起的声级修正3.8.3列车运行噪声垂直指向性修正 可按式（3-6）和式（3-7）计算。 当时， （3-6） 当时， （3-7） 当时，,当时， 式中：声源到预测点方向与水平面的夹角，单位为度。3.8.4列车运行噪声几何发散损失Ct,d,i可按式（3-8）计算。 （3-8）式中：d0源强的参考距离，m； d预测点到线路的距离，m； l列车长度，m。3.8.5大气吸收Ct,a,i按下式计算。 （3-9）式中：大气吸收衰减系数，见表3-2； r0源强的参考距离，m； r预测点到线路的距离，m。表3-2 大气吸收衰减系数温度/C相对湿度/大气吸收衰减系数/（dB/km）倍频带中心频率/Hz63125250500100020004000800010200.30.61.23.311.036.291.5154.010300.20.61.12.36.823.576.6187.015200.30.61.22.78.228.288.8202.015300.20.61.22.25.517.762.0190.020200.30.71.42.66.521.574.1215.020300.20.61.42.55.014.148.5166.03.8.6地面效应声衰减Ct,g,i当声波越过疏松地面或大部分为疏松地面的混合地面时，地面效应的声衰减量Cg,i可按式（3-10）计算。Ct,g,i与Cf,g,i的算法相同。 （3-10）式中： hm传播路程的平均离地高度，m； d声源至接收点的距离，m。平均离地高度hm按图4-1所示方法计算。若从式(3-11）中得出的Cg,i为负值，则不考虑地面效应衰减。声源dFhshrhm=面积F/d图4-1 估计平均离地高度hm的方法3.8.7列车运行噪声屏障声绕射衰减Ct,b,i声屏障及传播途径示意图如下图所示。OR接收点S声源bac图4-2 声屏障示意图列车运行噪声按线声源处理，根据声屏障声学设计和测量规范（HJT902004），对于声源和声屏障假定为无限长时间，屏障声绕射衰减Ct,b,i按式（3-12）计算。 （3-12）式中：f声波频率，Hz； 声程差，m； c声速，m/s。3.8.8建筑群引起的声衰减Ct,h,i当声的传播通过建筑群时，房屋的屏蔽作用将产生声衰减。根据户外声传播的衰减 第2部分，列车运行噪声的Ct,h,i不超过10dB时，近似A声级可按下式估算。当从接收点可直接观察到铁路时，不考虑此项衰减。Ch,i=Ch,1+Ch,2 (4-21)式中： Ch,10.1Bdb；Ch,210 lg1（p/100）其中，B沿声传播路线上的建筑物的密度，等于以总的地面面积（包括房屋所占面积）去除房屋的总的平面面积所得的商；db通过建筑群的声路线长度；p相对于在建筑物附近的铁路总长度的建筑物正面的长度的百分数，其值小于或等于90%。3.8.9频率计权修正Cw频率计权修正CW可按表3-3计算。表3-3 计权网络修正量CW 单位：dB计权网络倍频程中心频率，Hz63125250500100020004000线性0000000A声级-26.2-16.1-8.6-3.201.213.9 预测数据及结果3.9.1基本参数设定根据对本次设计的资料分析及相关文献、标准规范的查阅，基本参数设定如下：（1）本次设计未设计固定点声源，因此固定声源对敏感点的影响可忽略不计；（2）参考点位置设在距列车运行线路中心25m，轨面以上3.5m处；（3）列车速度修正系数k=30，动车组列车在新建线的运行速度为120km/h，既有线的运行速度为160km/h，普速客车的运行速度为80km/h，参考速度为运行速度的90%计算；（4）列车声源频谱以1000Hz为等效频率6，声速c=340m/s；（5）该地区年平均气温9.5C，平均相对湿度30%；（6）新建线动车组噪声源强为81dB，既有线动车组噪声源强为86.5dB，普速客车噪声源强为76.5dB。3.9.2等效时间teq,i的计算按照式(3-3)，以新建线、长编动车组对敏感点的等效时间计算为例：同理计算各类型列车对敏感点的等效时间，具体计算见计算说明书，计算结果见下表：表3-4 等效时间计算结果线路与列车类型新建线既有线普速动车组普速动车组长编短编长编短编敏感点到线路距离/m20.518327.0185等效时间/s-13.15246.822422.34779.98135.23383.9.3各修正项的计算（1）速度修正量（2） 列车运行垂直指向性修正按式（4-6）式（4-7）计算，以新建线为例：故：同理新建线，。（3）列车运行噪声几何发散损失Ct,d,i按式（3-8）计算，以新建线、长编动车组为例：其他几何发散损失计算结果见下表：表3-5 几何发散损失计算结果线路与列车类型新建线既有线普速动车组普速动车组长编短编长编短编敏感点到线路距离/m20.518327.0185几何发散损失/dB-0.86950.9344-0.3446-0.3478-0.3776（4）列车运行噪声的大气吸收Ct,a,i该地区历年平均温度为9.5C，平均相对湿度30%,查表3-2，列车声源频谱为1000Hz时，值近似可取6.8。新建线大气吸收；既有线大气吸收。（5） 列车运行噪声线路修正