国内外道路声屏障的研究与发展(2)

　2005年　第6期　　　　　　　　段金明　周敬宣:国外道路声屏障结构形式的研究进展

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1.3.4　多重边缘声屏障(Multiple-EdgeNoise

Barriers)

CrombieD.H.

[12]

及FujiwaraK.

[13]

等学者先

后对多重边缘的声屏障进行了研究,以尽可能多地降低衍射声。

图1　T形屏障的顶冠模型

多重边缘屏障设计的基本思想是,在原有单层屏障板上面增加二道(或更多)边板,边板最好置于原主障板的声源一侧,这明显增大屏障的声衰减量,一般可获得3dB左右的附加衰减量(高频区的附加衰减量比低频区大)。多重边缘屏障板上一般不加吸声材料,因为吸声材料对该类屏障降噪作用不大。1.4　有源声屏障(Activelycontrollednoisebarrier)

1991年,Ise等人[13]首次证明了有源声屏障对降低声影区的声压级(主要是低频噪声)有较大的附加衰减。之后,Omoto等人继续进行研究[14],他们在考虑初级源是点源的情形时,通过引入多个点次级源,使屏障上边缘多个离散点处声压为零(声压相消)来实现有源控制的目的,并用数值模拟手段研究屏障上边缘声压相消点间隔大小和次级源排布两参数对有源控制效果的影响,获得了两条有价值的结论:(1)相邻声压相消点的间隔必须小于声波波长的一半,有源控制才能稳定而有效;(2)次级源应尽可能地靠近初级源,以取得较好的控制效果。

在前人基础上,Duhamel等人[15]研究了有源控制效果与次级源个数及其位置的关系。为此,他们对声屏障的主动控制降噪效果进行了现场测试,其实验方案设计见图3,其中,次级声源是通过扬声器(其位置固定)以周期噪声或粉红噪声形式产生的,其噪声值大小可调节。

2～3dB(视衍射角及声传播路径情况而定)。1.3.2　带管状顶部的屏障(Tubular-topbarrier)带管状顶部的屏障即在原有方形屏障的顶部加置一个管状单元,该单元常见有圆柱形和蘑菇形两种形式。

Fujiwara和Furuta分别从理论、缩尺试验及高速公路声屏障现场测试上,对顶部带吸声柱体的屏障进行了系统的研究[8]。该研究指出,声屏障顶部安置的吸声体可降低声屏障顶部的声压,从而减小声屏障背后衍射区2～3dB的声压值。

[9]

Yamamoto等人沿原声屏障顶部安置一个直径为0.5m的蘑菇形吸声体,测得该声屏障附加的声衰减量为2dB。

顶部带蘑菇形吸声体的屏障将逐渐取代顶部带圆柱形吸声体的屏障,成为现代声屏障建设的主流。因为前者景观效应更好。

1.3.3　Y形屏障(Y-shapedbarrier)

Y形屏障的结构形式设计比T形屏障更合理,因为前者排水性能更好。

Crombie等人[10]是综合运用边界元和缩尺模型试验法预测Y形屏障的附加插入损失的,其研究结论是:在垂直形声屏障顶部附加板,形成“叉形”结构(fork-likeprofile),不仅能提高屏障的降噪效果,而且能降低屏障的高度,造价也合理。

[11]

ShimaH.等人在传统Y形屏障的基础上开发出一种声学性能更好的新颖Y形屏障(图2)。他们利用实体模型(Full-ScaleModel)、边界元对比研究此种声屏障与等高度的普通方形声屏障的插入

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