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为保护小鸟天堂,深茂铁路全球首创这个屏障

发布日期:2017-12-25    【字号:  
  这是全球首例高速铁路拱形全封闭声屏障,长2036.35米,如巨龙般卧在桥梁上。耗资1.87亿元的它,能让时速200公里的深茂铁路江茂段列车以“静音模式”通过相距仅300米的小鸟天堂景区。

  深茂铁路全封闭声屏障建造在距离地面20米的桥梁上,而且有列车高速驶过。这要求声屏障的结构必须受力可靠,能承受外部风荷载(如台风)和列车气动力的双重作用。在高速铁路建造全封闭声屏障,这是全球首例,没有任何借鉴案例及经验。2014年8月,中铁四局联合铁四院、华中科技大学、武汉理工大学、西南交通大学,开展《时速200km铁路基于保护生态环境桥上全封闭声屏障关键技术研究》的课题研究和设计工作。

  通过做了风洞试验和列车气动力数值模拟,根据结果确定桥梁与声屏障最佳的受力状态,结合实际施工难度,最终确定了声屏障结构外形——拱形,拱形全封闭声屏障能抵抗14级台风,能保证两列对开的高铁列车在全封闭声屏障内会车时的旅客的舒适性与声屏障结构的可靠性。全封闭声屏障主要由拱形钢构架和金属吸、隔声板及ECC混凝土隔声板组成。
  为了验证全封闭钢结构外形尺寸是否符合力学性能要求,测试金属吸声板的吸声性能,在2年的方案研究与理论分析基础上,2016年7月到10月,科研团队在湖北黄冈打造了一段20米长的1:1等比例模型试验段。研究人员和工人“两班倒”式地工作。用时1个月,声屏障安装工作终于完成。接着他们又用了3个多月的时间完成了力学测试、动力测试、声学测试等实验,通过试验段的测试提前发现了可能存在的受力问题、声学问题及施工问题,及早调整。从设计图纸到模型,从实验室到施工现场,每一步的跨越,都仿佛历经了千山万水。尽管此前在武汉打造了1:1等比例试验段,但来到新会施工现场又是另外一种情况。
  为验证拱形全封闭声屏障的降噪效果,科研团队在距离深茂铁路800米的小鸟天堂景区核心大榕树处进行监测实验。该点在没有列车通过时,白天噪声值是53.5分贝,夜间是45.2分贝。据预测,待深茂铁路列车通过时昼间噪声最大增加10.1分贝,夜间噪声最大增加18.4分贝,该点噪声值最大达63.6分贝。反复测试的实验结果显示,全封闭声障屏安装后,可降噪20分贝以上,令该点保持原有的分贝数。这表明拱形全封闭声屏障能够完全消除列车经过对该点带来的噪音影响,基本达到不增加环境噪音的效果,为高铁或城际铁路在城区及邻近环境敏感点的建设扫清了障碍,为创造环境友好型铁路提供了强有力的支撑。
  全封闭声屏障的优越条件是可以把声源‘封闭’起来,不存在绕射声,只有少量声波会透射过全封闭声屏障到达敏感目标点,可取得最佳的降噪效果。拱形全封闭声屏障建成后,将有效降低线路开通运营后的列车噪声,消除列车灯光对小鸟天堂鸟类影响,保护鸟类的栖息环境不受干扰。同时亦提高了线路本身运营安全,有效地阻挡鸟类进入列车运行范围,防止鸟类与列车碰撞,危及列车运行安全。
  作为全球首例高速铁路拱形全封闭声屏障,该工程建设完成后将填补世界空白,为国内高速铁路拱形全封闭声屏障提供经验借鉴,对推动中国高铁建设及走出国门具有重要意义。
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