鐵路聲屏障聲學構件的抗疲勞性能檢測

隨著我國鐵路運輸事業的持續發展，我國在鐵路建設與運營領域的技術更是取得了突飛猛進的進步，實現了多次大提速。鐵路交通極大縮短了區域之間的距離，給區域交流和人們的生產生活帶來諸多便利，但同時，也有一些負面影響，噪聲污染就是其中一個方面。

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眾所周知，鐵路系統的噪聲不僅與鐵路建設技術有關，同時也和行駛車速具有很大關系。普通鐵路雖然行駛速度慢，但由于技術原因，其輪軌系統噪聲較為突出；而我國高速鐵路運行時速高達300km/h以上，雖然輪軌系統噪聲有較大改善，但由于車速較快，空氣動力噪聲又成為主要的鐵路噪聲。

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為降低噪聲的影響，通常會用到聲屏障，尤其是鐵路線路穿過居民住宅、學校、醫院等對噪聲污染較為敏感的地點時，鐵路兩側都普遍采取設置聲屏障措施。加上聲屏障具有裝配式施工、安裝效率高、易維護保養等特點，在鐵路運營系統中發揮著至關重要的作用。

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檢測的必要性

鐵路聲屏障是建于鐵道線路兩側用以降低列車運行噪聲對聲環境產生影響的構筑物，而真正發揮隔聲、吸聲作用的，是其中的聲屏障聲學構件。但在列車運營過程中，對聲屏障聲學構件質量也是一種考驗。

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列車經過聲屏障時引起周圍空氣壓力突變，形成一個瞬態脈沖，能在極短的時間內相繼出現交替的正、負壓力，這一壓力波隨即會作用于聲屏障表面。若列車以更高的速度行駛，則此脈沖風壓還會變的更大，且在設計使用壽命期，聲屏障需承受的列車脈動風壓作用高達數百萬次，嚴重威脅鐵路兩邊聲屏障的結構安全和正常使用。如果聲屏障遭受疲勞破壞，不僅直接帶來嚴重損失，還可能因此導致鐵路無法正常運營，給各相關方帶來更大的損失。

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抗疲勞性能是控制聲屏障產品在一定速度、一定對數通過列車使用年限內安全的重要指標，因此，在聲屏障設計階段，應合理地評估列車通過時產生的脈動壓力以及其他多種載荷作用下的疲勞性能，使產品能夠滿足使用場景下對抗疲勞性能的要求。為保證產品質量，應采用科學的方法對聲屏障聲學構件進行抗疲勞性能測試，及時淘汰掉不能滿足性能要求的產品。

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抗疲勞性能檢測

《鐵路聲屏障聲學構件》（TB/T 3122-2019）中明確要求“列車設計運行速度200km/h以上的鐵路線上的聲屏障聲學構件應進行抗疲勞試驗”。雖然聲屏障聲學構件承受的橫向荷載主要有列車氣動力荷載和自然風荷載，但考慮到自然風荷載為偶發，抗疲勞試驗荷載取列車氣動力荷載。

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為防止做無用功，一定要注意對于試樣的選擇，以常見的鐵路插板式金屬聲屏障為例，抗疲勞性能試樣應從吸聲性能、隔聲性能試驗合格的試樣中隨機抽取一塊；試驗過程中應注意設備的調試與試樣的正確安裝，確保聲學構件整單元均衡受力。

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抗疲勞試驗時，按照不同材質、運營流量和運行速度計算疲勞載荷，采用疲勞試驗機在正弦循環載荷下、振動頻率4 Hz、進行4×10⁶次疲勞循環試驗。在按照規定試驗方法進行疲勞試驗后，聲屏障聲學構件不應發生內外結構損壞，如：裂縫、面板破損、黏結失靈以及五金件松動等功能障礙的現象。

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通過抗疲勞試驗，可以科學判斷聲屏障構件在交變載荷作用下的疲勞強度，找到發生疲勞斷裂的限值，根據試驗所得數據分析判斷產生疲勞的原因，為聲屏障的安全使用提供科學的數據支撐。