GBT5111-2011声学轨道机车车辆发射噪声测量.pdf 28页

'ICS17．140A59§亘中华人民共和国国家标准GB／T5111—2011代替GB／T5111--1995声学轨道机车车辆发射噪声测量Acoustics--Measurementofnoiseemittedbyrailboundvehicle(ISO3095：2005，RailwayapplicationsAcoustics--Measurementofnoiseemittedbyrailboundvehicles，MOD)2011—12—30发布2012-05-01实施宰瞀嗽鬻瓣警矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会议19 标准分享网www.bzfxw.com免费下载前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯1范围⋯⋯⋯⋯-2规范性引用文件3术语和定义⋯-4测量的量⋯⋯·5仪器···⋯⋯⋯·目次6试验条件⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·7测试方法⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·8测试报告⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯·⋯·附录A(规范性附录)附加测试·⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··附录B(资料性附录)轨道粗糙度测量技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯附录C(资料性附录)确定钢轨粗糙度谱限值的步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯···附录D(资料性附录)包括轨道动力学在内的轨道噪声主要影响参数附录E(资料性附录)本标准章条编号与ISO3095：2005章条对照⋯附录F(资料性附录)本标准与ISO3095：2005技术性差异及其原因参考文献⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··GB／T5111—2011Ⅲ1u地H鸺拉孙孔撕 标准分享网www.bzfxw.com免费下载刖吾GB／T5111--2011本标准按照GB／T1．1—2009给出的规则起草。本标准修改采用ISO3095：2005{轨道应用声学轨道机车车辆发射噪声测量》。为了方便比较，在资料性附录E中列出了本国家标准章条编号与ISO3095：2005章条编号的对照一览表。本标准与ISO3095：2005的技术差异已编人正文，并在他们所涉及的条款的页边空白处用垂直单线标识。在附录F中给出了这些技术性差异及其原因的一览表以供参考。本标准代替GB／T5111--1995{声学铁路机车车辆辐射噪声测量》。本标准与GB／T5111—1995相比，主要技术变化如下：——本标准与IsO3095：2005(E)的一致性程度为修改；前一版本采用ISO3095：1994(E)；增加了本标准的前言；——在“范围”中，增加了本标准的适用范围、测量结果的应用及工程级和简易级2种测试试验方法；——增加了规范性引用文件的内容；——增加了“列车”、“轨道机车车辆发射噪声的型式试验”、“环境评价测量”、“粗糙度级”、“AF计权最大声压级”、“单次事件声级”、“通过暴露声级”、“测量时间段T和列车通过时间T。”(分别见3．1、3．2、3．4、3．6、3．10、3．13、3．14和3．15)8条术语和定义；删除了原标准中“机车车辆辐射噪声”、“铁路背景噪声”2条术语和定义；——删除原标准中“4基本技术要求”及其内容；——增加了关于仪器的有关规定；——在“测量的量”中详细规定了匀速行驶列车测量的量、定置车辆的测量量、加速或制动试验的测量量；详细规定了频率分析时的技术要求；对于觉察带有有调特性的噪声的测量要求等内容；——增加了“试验条件”的详细规定；——增加了“试验步骤”的详细规定；——在“测试报告”中，细化了测试报告中应包含的内容；——增加了附录B～附录F；——在附录A中，增加了站台和停车点噪声的附加测试、桥上噪声的附加测试内容。本标准由中国科学院提出。本标准由全国声学标准化技术委员会(SAC／TC17)归口。本标准起草单位：中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所、中国科学院声学研究所、上海市环境科学研究院。本标准主要起草人：马筠、程明昆、孙成龙、辜小安、焦大化、吕亚东、周裕德、祝文英、尹铫、彭锋、徐欣。Ⅲ 标准分享网www.bzfxw.com免费下载1范围声学轨道机车车辆发射噪声测量GB／T5111—2011本标准规定了铁路机车车辆或其他各种轨道机车车辆发射噪声级和频谱的测量条件，以便获得可再现和可比较的测量结果。但不包括运行中的线路养护车辆。本标准适用于：——型式试验；——周期性监督检验}一一常规噪声测试；——环境评价测量。结果可用于：——表征被测列车发射噪声特性；在特殊区段内比较各类型车辆发射噪声；～获取列车基本声源数据。本标准规定的测试方法为工程级(2级，准确度为4-_2dB)。按GB／T19052的规定，工程级是作为噪声公示优先采用的等级。加速或减速测试试验规定的方法为简易级。注1：尽管本标准旨在表征车辆发射噪声，但轮轨滚动噪声对轨道噪声的贡献率常占据主要成分，某些情况下占据绝对成分；注2：本标准旨在规定轨道机车车辆噪声测量条件，以便获得可再现和可比较的测量结果。所规定的方法也可用于监测一般交通噪声发射，在此情况下轨道和车辆条件不必满足本标准要求。因此这些测试结果只能代表“特定”情况。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注目期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB／T3222．1—2006声学环境噪声的描述、测量与评价第1部分：基本参量与评价方法(ISO1996—1：2003，IDT)GB／T3222．2—2009声学环境噪声的描述、测量与评价第2部分：环境噪声级测定(ISO1996—2：2007，IDT)GB／T3240声学测量中的常用频率(ISO266：1995，NEQ)GB／T3241--2010电声学倍频程和分数倍频程滤波器(IEC61260：1995，MOD)GB／T3785．1—2010电声学声级计第1部分：规范(IEC61672-1：2002，IDT)GB／T3785．2—2010电声学声级计第2部分：型式评价试验(IEC61672-2：2003，IDT)GB／T3947—1996声学名词术语GB／T15173--2010电声学声校准器(IEC60942：2003，IDT)GB／T27025--2008检测和校准实验室能力的通用要求(ISO／IEC17025：2005，IDT) 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T51”一20113术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3．1列车train运行在地面导轨运输系统上的单一或连在一起的数个机车车辆／单元。3．2轨道机车车辆发射噪声的塑式试验typetestfornoiseemissionofrailbotmdvehicles用于检验生产家交付的机车车辆是否符合噪声技术指标的测量。型式试验typetest3．3轨道机车车辆噪声发射的监督检验monitoringtestfornoiseemissionofrailboundvehicles从交货的一批机车车辆中抽取一辆或几辆来检验噪声是否达到规定的限值，或者检查机车车辆由于初期运输或改装之后噪声是否已经发生变化而进行的测量。监督检验monitoringtest3．4环境评价测量environmentalassessmenttest为环境评价噪声预测而收集数据所进行的测量。3．5粗糙度roughnessr在行使方向(纵向台面)上一根钢轨波状表面幅值变化的均方根值，单位为pm。3．63．73．8租糙度级roughheSSlevelL，粗糙度级的表达式见式(1)：式中：L，——粗糙度级，单位为分贝(dB)；L，=10ls(丢)‘r——粗糙度的均方根值，单位为微米(p-m)；r。——参考粗糙度，ro一1,um。本定义适用于按m计算的波长谱或中心波长为A的特定波段的测量值。声压soundpressurep(￡)有声波时，媒质中的压力与静压的差值，单位为Pa。[GB／T3947，定义2．21]声压级soundpressurelevelL，声压与基准声压之比的以10为底的对数乘以2，单位为贝[尔]，B。但通常用dB为单位，基准声压 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T51”--2011必须指明。注：基准声压为：20gPa(空气中)。[GB／T3947，定义2．4733．9A计权声压级A-weightedsoundpressurelevelLpALA用A计权网络测得的声压级。[GB／T3947，定义13．6]3．10AF计权最大声压级AF-weightedmaximumsoundpressurelevelLAF～在测量时间段T内，用时间计权F(快档)确定的A计权声压级最大值(见GB／T3785．1—2010)，单位为dB。3．11等效连续A计权声压级equivalentcontinuousA-weightedsoundpressurelevelL^ea．T在规定的时间内，某一连续稳态声的A计权声压，具有与时变的噪声相同的均方A计权声压，则这一连续稳态声的声级就是此时变噪声的等效声级，单位为dB。注1：等效声级的表达式见式(2)：kr一-s[击丘警at]式中：L蛔．r——等效声级，单位为分贝(dB)；屯一屯——规定的时间段，单位为秒(5)；扎(f)——噪声瞬时A计权声压，单位为帕(Pa)；声。——基准声压，声。一20pPa。注2：当A计权声压用A声级L。A(dB)表示时，则如式(3)所示：kr=·019(丢ieioo．1L,^ar)[GB／T3947，定义13．7]注3：L抽．r通常简化为L。。3．12通过时段内等效连续A计权声压级equivalentcontinuousA-weightedsoundpressurelevelonthepass-bytimeL“呻，LLAeq．丁D用式(4)表示：LA。．rp=10lg[击』：警a刁式中：L‰L一一通过时段内的等效连续A计权声压级，单位为分贝(dB)；Tp——测量经过的时间段，Tp一屯--tt，表示始于T，终于L，单位为秒(s)；pn(￡)——噪声瞬时A计权声压，单位为帕(Pa)；A——基准声压，p。一20gPa。 GB／T5111—20”3．13单次事件声级singleeventsoundlevelSEL在T时间段内测量并用T。一lS归一化的单一事件的A声级。时间段T应包含与该事件有关的所有声能，即至少要考虑在Ln较低值低10dB点的声能，SEL用式(5)表示：SEL=10·s(舶警at)⋯⋯⋯⋯⋯⋯㈩式中：SEL——A计权暴露声级，单位为分贝(dB)；L——基准时间，T。一1S；T——测量时间段，单位为秒(s)；PA(￡)——瞬时A声压，单位为帕(Pa)；Po——基准声压，Po一20pPa。SEL与L一。t符合式(6)所示关系：SEL=L一+10lgl0(丢)3．14通过暴露声级transitexposurelevelTEL在时间段T内测试并归一化至T，的单次列车通过的A计权声级。时间段T应足够长以包括所有与该事件相关的声能量，即至少要考虑在Tp时间段内L，n较低值低10dB点的声能。TEL用式(7)表示：TEL=10·sM可pk(t)a刁式中：TEL——列车通过暴露声级，单位为分贝(dB)；T——测量的时间段，单位为秒(s)；Tp——列车通过的时间，即整车长除以车速，单位为秒(s)；P。(f)——瞬时A计权声压，单位为帕(Pa)；P。——基准声压，Po一20／zPa。通过暴露声级TEL与单次事件级SEL和等效连续A计权声压级的关系用方程表示，见式(8)和式(9)：TEL一距L+lo，s(凳)TEL=LA。，r仙·s(≠)式中：T0——基准时间，To；1S。3．15测量时间段T和列车通过时间TPmeasurementtimeintervalTandtrainpass-bytimeL当A计权声压级比列车前端正对传声器位置时的值低10dB开始测量，当A计权声压级比列车后端通过传声器位置时的值低10dB结束测量。此段时间即为测量时间段T，如图1所示。 9085一番80≮登75《706560GB／T5”1—2011^‘一／、^．／VV扩扒M一一，、T了／V’。’＼一Ⅵ＼1J／一h生一10dB一10dBl—j-时间／s图1测量某一列车测量时间T的选取注：由于无法从声压级与时间的相对关系中导出Tp，该案例说明需用单独设备测量列车通过时问。当测量一列车中的某一节或几节车厢时，则车辆前端正对传声器开始到车辆后端正对传声器结束的测量时间段T即为受试列车的某一节或几节车厢的通过时间T，。当测量无动力装置的车辆时，测量时间段T为被测第一节车厢中部到最后一节被测车厢中部通过传声器的时间。图2给出了测量时间段T或单个无动力车厢的测量。同时，图2还给出了列车通过时，其A声级L。n随时间的变化历程。9。85i803ts墨，。6560r昂衄八厂、，、n门门／＼／＼／V＼／＼／．，／|／。“⋯I一竽半。笋2。牛“”1＼／．’．：．＼时间／s图2对列车部分车厢测量时，其测量时间的选取3．16具有脉冲特性的噪声noisewithimpulsivecharacter包含一个孤立事件或一系列这种事件的噪声。如果L“¨和LAtq，t之差大于34B，则通常认为具有脉冲特性。3．17具有有调特性的噪声noisewithtonalcharacter含有可听到的有调声的噪声。4测量的量4．1概述：所有传声器位置处需要测量的量详述如下。5 GB／T5111—20114．2匀速行驶列车测量的量为：a)对于整列车(包含单节车厢的列车)，视情况可测量通过列车的通过暴露声级TEL或等效连续A计权声级LAeq,n；b)对于列车中的部分车厢，测量通过时段内的等效连续A计权声级，用LAea。t表示。4．3定置车辆的测量量为等效连续A计权声级L—r。4．4对于加速或制动试验的测量量应为采用时间计权为F的A计权最大声压级L”～。4．5如需要频谱分析，至少应使用符合GB／T3240要求的1／3倍频带，典型的频率范围是31．5Hz～8kHz，重要的是，选择较低频率限值以保证最窄带宽与信号持续时间的乘积超过1。4．6如果觉察带有有调特性的噪声，根据4．5的要求，建议在每个传声器位置上进行频谱分析测量。对于具有有调特性的列车噪声，其测量方法可参照GB／T3222．2—2009中的有关规定进行。4．7测量定置车辆时，如存在可疑的脉冲特性噪声，建议对每个位置的传声器做两个测量，一个用时间计权s(慢档)；另外一个采用时间计权I(脉冲档)[见GB／T3785．1—2010]。对于具有脉冲特性的列车噪声，其测量方法可参照GB／T3222．1—2006中的有关规定进行。4．8在附录A中描述了定置车辆、站台、停靠点和桥上的附加测量。5仪器包括传声器、电缆和录音设备在内的仪器系统，应符合GB／T3785．1—20lo中1级设备的技术要求。在自由场中传声器应具有平直的频率响应。1／3倍频程滤波器应满足GB／T3241中的1级仪器的要求。还要使用适宜的风罩。每次测量前后(在一系列测量前后)，应使用满足GB／T15173--2010标准的1级声校准器进行校准，以证实在所有有关的频率范围内的某个或多个频率上全部测量系统的校准。如果两次校准之差大于0．5dB，则测量结果无效。符合GB／T15173--2010要求的校准器至少每年检定一次。符合GB／T3785．1—2010和3785．2—2010要求的仪器系统至少每年检定一次。应记录最后一次按照GB／T15173--2010进行检定的日期。6试验条件6．1与必要条件的偏差每次试验规定的条件应尽可能保持一致。允许与规定的测试条件有稍许偏差，但应在试验报告中加以说明，并通常会降低再现性。6．2试验环境6．2．1声学环境试验场地宜符合自由声传播条件，地面要尽量平坦，相对于钢轨顶面高度应在0m～一1m。列车两侧的传声器测点周围，至少3倍于测量距离为半径的区域内不应有大的反射物体，如障碍物、山丘、岩石、桥梁或建筑物。传声器附近不应有干扰声场的障碍物。传声器与声源中间不能有人，观测者应处于不影响声压级测量的位置。6 GB／T5111—2011在车辆与传声器中间不应有积水，并应尽可能没有吸声物体(如雪、高的植物，其他轨道)或反射覆盖物(如水、冰)，应在试验报告中对地面覆盖物进行描述。注：试验场地是否合适，可以通过能够产生宽带噪声的小声源进行检查。如果假设存在自由场，则距离增倍，声级衰减约6dB。6．2．2气象条件传声器高度处的风速应小于5m／s，且无降雨降雪。试验报告中应描述测量时的温度、湿度、气压、风速和风向(尽可能给出测量数据)。6．2．3背景声压级应注意确保其他声源的噪声(如其他车辆或工厂以及风噪声)不会对测量造成明显的影响。对于型式试验，A计权背景声压级至少应比有背景噪声存在情况下所测的被检车辆发出的噪声低10dB。频谱分析时，各频带的差值也应符合上述要求。对于监督检验，上述之差至少应为5dB，如差值小于10dB，测量结果应按表1进行修正。表1监督检验时背景噪声修正值单位为分贝被检车辆A计权声压级与A计权有背景噪声存在时测量车辆噪声所获得背景声压级差值的A计权声压级的修正值≥1006～9—15—26．3传声器位置6．3．1一般要求传声器轴线应始终处于水平位且垂直指向轨道。可用的标准传声器位置见图3。并不一定需在所有位置上都进行测量，但应按这个规定选择一个或一个以上的传声器位置。传声器应置于轨道轴线两侧7．5121、距轨顶面以上1．2m土0．2m和距轨道轴线两侧25m、距轨顶面以上3．5m±o．2m。试验时，如在被测车辆上部有重要的声源(如排气管或受电弓)，应在距轨道中心线两侧7．5rfl、距轨顶面以上3．5m士0．2m处附加另外的传声器。单位为米圈3用于测量匀速列车的侧面传声器位置 GB／T5111--20116．3．2定置车辆的测量传声器应置于距轨道中心线7．5m、距轨顶面以上1．2m士0．2m处，并朝向车辆的中部。6．3．3匀速行驶列车的测量除注明需要双侧进行测量的型式试验(如列车噪声声源分布不对称)以外，不需要同时在双侧测量。6．3．4列车从停止状态加速或减速时的测量列车从停止到加速和减速试验，传声器侧向与垂向位置与6．3．1所述一致，仅需距轨道轴线两侧7．5m的位置。传声器的数量和距列车行进方向多远的位置，均与列车类型有关，即在列车开始加速或制动时，在其前方距离多远放置传声器。如果车辆转向架中心间的距离为L，则传声器组应置于：a)在单一动力机车单元加速情况下，在列车前方20m处放置一组传声器；b)对于动力分散型列车在加速情况下或其他任何类型的车辆减速时，设置2组传声器，一组在车的前方，另一组在车头前L／Z处。当被测单元的尾部通过最后一组传声器20m后，即应停止测量。对于加速试验，当动力单元尾部通过最后一组传声器20m后，或其速度超过30km／h时，均应停止测量。6．4机车车辆条件6．4．1一般要求车辆应处于正常运行工作状态。对匀速试验，在正常运营的轨道上其车轮至少应在正常工况条件下行驶过3000km(对轨道电车或地铁至少应1000km)；对于带有踏面制动和盘形制动的车辆，应处于磨合条件(试车状态下滑块和踏面处于充分磨合状态)。车轮踏面尽可能不出现异常，如变扁平。在测量拖车时，应确保测量不受列车其他部分(如与被测车辆相邻的动车)噪声的影响。6．4．2负载或运行条件车辆除乘务员外，不能载物或载人。动力单元(如机车)应是正常工况下的负载。6．4．3门、窗和辅助设备测量期间，车辆的门、窗应始终关闭。试验期间，正常运转的试验车辆上的辅助设备应处于工作状态。但是，如果附属设施的噪声很少出现，且时间很短(小于工作时间的2％)，并对来自其他声源的声压级的影响小于5dB，则测量时可不予考虑。应在试验报告中描述辅助设备在试验过程中的状态。6．5线路条件6．5．1一般要求应在铺有碎石道床和木枕或钢筋混凝土轨枕或列车常用的轨道上进行常规车辆的测量。轨道应干燥、无冻结。应在特定铁路区段上采用通用的钢轨断面和轨枕设计进行上述试验，如果其他轨道设计与被测运行车辆形成一体，则也宜纳入试验。轨道应保养良好，线路坡度最大不应超过3％o，轨道曲线半径r为：8 GB／T5111—2011a)r≥1000rll，车速口≤70km／h；b)r≥3000m，车速70km／h<,《lZOkm／h；c)r≥5000rll，车速v>120km／h。测量区段的钢轨应为连续焊接钢轨，钢轨表面无明显缺陷，诸如由钢轨和车轮问外来物挤压引起的烧损、凹凸等，不宜有焊缝或松动的枕木造成的可听撞击噪声的影响。注：车辆产生的噪声受轨头表面粗糙度及轨道动力学特性的影响，按照本标准测量章节内容可以进行轨道粗糙度的测量，但轨道动力学特性仍处于研究阶段(见附录c)。6．5．2钢轨粗糙度当整个浏试区段的1／3倍频带粗糙度级满足附录B的要求时，应认为此轨道条件满足型式试验要求。6．5．3特殊情况对于非常规的机车车辆测试，与6．5．1一般要求有区别的线路条件，应在报告中对轨道结构加以说明。7测试方法7．1一般要求7．1．1在每个传声器位置测量第4章规定的应测量的量和相关的时间间隔T。列车通过时间T。需用单独的装置测量，如光栅板或车轮探测器。7．1．2型式试验：在每一个测量条件下对于每一个传声器位置，都应至少进行3次测试，取这组测量数据的算术平均值作试验结果，按修约规则取整数分贝值。如果相同测量条件下该组读数之最大差值超过3dB，则应重新进行测量。对于监督检验，一次测量即可。对于常规噪声测试和环境评价测量，在每一个测量条件下对于每一个传声器位置，都应至少进行2次测试，取这组测量数据的算术平均值作试验结果，按修约规则取整数分贝值。如果相同测量条件下该组读数之最大差值超过3dB，有条件时则重新进行测量。7．1．3若在车辆两侧所测声压级不同，则将较高声级值作为测量结果。7．1．4测量单一拖车时，至少应在动车后面有一节声学性能相近的车辆，其后至少跟随2节被测拖车，并至少有1节声学性能相近的车辆。7．1．5试验期间，所有车辆的辅助设备都应处于正常负荷状态。7．2匀速车辆的测量7．2．1推荐的试验车速为20km／h，40km／h，60km／h，80km／h，i00km／h，120km／h，140km／h，160km／h，200km／h，250km／h，300km／h，320km／h和350km／h。下列三种情况的应用：a)列车最高速度口一≥200km／h的型式试验：应在口一160km／h和口～，或者对应的推荐测试速度中最高速度条件下进行测试；有条件时，宜在。一80km／h情况下测试；b)80km／h20mm：3条测量线，10mm等间距。应在不同的测试点断面上对带状轨迹的宽度和位置进行核对，以符合测试轨道的沿线变化。B．1．2沿轨道的位置B．1．2．1背景信息测量车外和车内噪声，都应确定车内噪声测量时所在临近测量区域的轨道粗糙度以及进行车内噪声测量时的轨道区段。轨道测量规程的目的是去表述轨道某个路段的钢轨粗糙度特性，而不用详细测量全部轨道的粗糙度。所以相对于车外噪声测量区段，被测轨道就按照一定间隔分成多个部分，如图B．1所示。1——轨道试验段；2——粗糙度间接测量路段3——粗糙度直接测量路段4——参考路段f5——车外传声器。14图B．1粗糙度轨道路段测量示意图 GB／T5111—2011对粗糙度的测量有两种选择：a)粗糙度直接测量(针对车外噪声测量)；b)结合粗糙度直接测量的粗糙度间接测量(针对车内噪声测量)。第二种选择给出了一种车外噪声测点的直接粗糙度测量与整个测试轨道的间接粗糙度测量相结合，从而得到沿整条测试轨道获取直接测量样本的替代方法。在这个方法中，进行粗糙度直接测量的路段作为参考路段。粗糙度间接测量也可以通过轨头的振动来测量。B．1．2．2粗糙度直接测量到目前为止，海无粗糙度测试仪的标准，因此应在报告中给出所用仪器的规格，特别是仪器类型、传感器类型、波长范围、幅值范围、数据处理技术(软件名称和版本号)以及最近的校准日期。在参考路段进行粗糙度直接测量，其长度与传声器距轨道的距离r成正比，以传声器轴线延长线与参考路段交点为原点，其变化范围为一2r～2r。应对全部参考路段的钢轨粗糙度进行测量，根据带状轨迹宽度确定每条钢轨采用1或3条线的测量，所用的仪器能够覆盖所关注车速下与所需频率范围相对应的波长。推荐的测量范围是：a)1／3倍频带波长范围为o．008m～0．500m；b)1／3倍频带波段粗糙度幅值范围为一20dB～+30dB(粗糙度参考值为1Fzm)。可以用只能测量有限长度z(最小z一1m)的仪器设备按图B．2给出的规程进行测量。可测波长下限仅取决于设备特性，而上限还取决于被测长度f；例如1—1m时，波长的测量结果只能达到0．100m左右。粗糙度是在每个剖面、长为l的每段钢轨上的3条平行线上(如果带状运行轨迹宽度一10mm，则为1条线)进行采样，总共给出36个测量结果(如果带状运行轨迹宽度为10mm，则为12个测量结果)。b1～6——剖面；a——参考路段；b——外部噪声测量传声器；c——测量长度f，平行等间距的3条线。图B．2用长度有限的设备进行轨道粗糙度采样的图示B．1．2．3租糙度间接测量在与参考路段不同的轨道路段上进行外部噪声测量或者同时进行内部噪声测量时，也必须在相应的轨道区段进行粗糙度直接测量。另一种方法是对所选的测试轨道全都进行粗糙度的间接测量，而只对其中包含的参考路段进行粗糙度直接测量。可以通过采用轴箱拾振器或在列车下部放置传声器或在客车内放置传声器测量噪声或振动的方法进行间接粗糙度的测量。为了将车轮粗糙度的影响降到最小，宜采用盘式或烧结闸瓦式制动器，使车轮15 GB／T5111--2011始终保持光滑。如有可能宜直接测量车轮的粗糙度。应沿着噪声测量的整条试验线路记录间接粗糙度的信号，包括已做了粗糙度直接测量的参考路段。B．2粗糙度数据的处理B．2．1粗糙度直接测量数据计算每条被测粗糙度线的1／3倍频程租糙度波长谱。基准轨道路段的有效平均直接粗糙度谱是所有算得的粗糙度谱的能量平均。注1：由于数据处理方法不同可导致粗糙度水平存在很大差异。除非达到一定的深度和宽度，否则轨头缺陷引起的麻点或尖突都不会造成车轮随之振动。数据处理时忽略对这些凹痕或尖突的修正，则会人为造成高的粗糙度级，从而导致无效的分析数值，甚至可能会因为超出极限粗糙度值而拒用所测试的轨道。用于去除这些凹凸的方法尚未标准化(见参考文献[1]～[3]’[5])。注2：考虑距测试区段不同距离处钢轨粗糙度影响的方法尚在研究之中(见参考文献[3])。B．2．2粗糙度间接测量数据对每条所选的测试路段的间接测量信号分别进行分析并进行能量平均。应从所选的测试路段测得的间接数据中减掉参考路段测得的间接测量数据，其差值与参考路段直接测量的粗糙度谱的平均值相加并与粗糙度谱限值相比较。用式^一”／，将频谱转换成波长谱，其中^的单位为m，”是记录的列车平均速度，单位为m／s，f的单位为Hz。注：为了测量频带高到lOkHz时能够覆盖约0．olm～0．1m的波长范围，则间接测量时列车最大允许速度为350km／h。对于波长低于0．01m(低到0．0025m)的评估，列车最大限速为90km／h。B．3测试路段的核定将平均直接粗糙度谱与图B．3给出的粗糙度谱限值相比较。获取钢轨粗糙度谱限值的方法见附录C。黧2。．。§=墓5．o鼻。．。=一15O‘一、甘、∞、■一日．、od、I“HI·o·．o、d∞h卜d、．188昌昌8寓8昌誊；；；；；；；；；io闰B．3轨道粗糙度谱限值对被测轨道均匀性的要求意味着沿铁路不同区段测得的粗糙度级都不宜超过粗糙度谱限值，但是。∞H∞。。、曼妊。。导号。波00{。船8n兽。嘴。。。兽．。Voooo一．ooo∞“一．o80口H．oooooN．oooo∞“．o GB／T5111--2011不可避免会出现一些小的变化，因此出现部分超出粗糙度谱限值时，可使用如下判据。如果满足下述判据，则测试路段被认可。对每一路段及1／3倍频程波段，中心波长在1cm～8cm的1／3倍频程波段的平均粗糙度谱级在单个波段情况下，峰值不应超过粗糙度谱限值6dB；或者在该波长范围内有3个相邻波段的情况下，峰值最大不能超过3dB；或者二者兼有。只允许一个波段或3个相邻波段或二者兼有的一种情况超过限值。图B．4举例给出判据的应用。1——1个波段的最大值2——2个波段；3——3个波段。B．4数据表达图B．4钢轨粗糙度谱符合判据的应用实例粗糙度谱要用钢轨粗糙度级作为1／3倍频程波段的波长函数，按降序来表示，同时给出谱的限值。波长范围应至少包含中心波长在0．1m和0．008m之间的1／3倍频程波段。横轴与纵轴之比应为3：4(1个倍频程：10dB)。波长标示数值应符合GB／T3240标准推荐的频率。一监蟹。酲。 GB／T5111—2011C．1概述附录C(资料性附录)确定钢轨粗糙度谱限值的步骤运行轨道机车车辆的噪声测量标准的制定，需精确确定试验区段钢轨粗糙度状态。过去对于容许的钢轨粗糙度的定性描述(认为与钢轨的波纹无关)一直被认为是充分的。现在对于滚动噪声激励机理的进一步理解则认为需要定量描述所需要的轨道粗糙程度，本附录的目的就是：获得B．3中给出的钢轨粗糙度谱，以确定轨道粗糙度容许值，以便用于噪声的测量。c．2背景数据这些数据源于欧洲不同的铁路网，因此本附录中对这些数据的分析结果可以认为代表了欧洲铁路运营情况的现状。每一波长的平均值和标准偏差示于图C．1。c．3粗糙度对发射噪声级影响的数值模拟为了确定这些钢轨粗糙度所引起的噪声级范围，使用“轮轨作用噪声软件(TWINS)”，输入一个平均土1标准偏差钢轨粗糙度进行预测。由于光滑车轮的噪声对轨道的粗糙度变化最为敏感，因此当列车运行速度为40m／s(144km／h)，采用盘式制动车轮来预测噪声。预测中所使用的车轮粗糙度也示于图C．1。这些分析的结论用于确定在不同水平上钢轨粗糙度对滚动噪声的影响，在测量标准中提出包括粗糙度范围的建议。图c．2给出了计算得出的1／3倍频程声功率级和A计权总声功率级。结果显示，车轮、钢轨和轨枕综合作用对A计权声功率级的贡献在4dB的范围内。C．4钢轨租糙度限值的导出过程上述的4dBA计权声功率范围与TWINS软件假设的指定组合和(轮+轨)的表面粗糙度范围有关(见图C．3)。图c．4给出了TWINS预测所用的车轮和另一个低粗糙等级车轮(使用盘式制动器)的粗糙度谱。该图4显示此车轮比TWINS预测所用的车轮更光滑，在波长范围为1cm～6．3cm(当车速为144km／h，对应的频率范围是630Hz～4000Hz)对滚动噪声的影响非常大。这一光滑车轮与钢轨(见图C．1)的组合的粗糙度示于图C．5。当组合的粗糙度之差大于4dBA时，则TWINS预测中使用的轨道粗糙度并不确保使用光滑车轮后其噪声测量(在4dBA内)具有足够的可重复性。这就要按照这种光滑车轮的粗糙度谱调整钢轨粗糙度谱，以使其产生的噪声之差小于4dBA用光滑车轮粗糙度以及与其最匹配的4dBA声功率变化的轨道粗糙度的组合粗糙度进行调整。较低波长时，考虑到实际测量设备问题的分辨率，轨道粗糙度宜限制在一10dB。钢轨谱结果示于图C．6。】8 GB／T5111—2011最后，采用线性逼近法，得出的结果示于图C．7。建议在标准中将此钢轨粗糙度最大级定义为“良好性能”轨道，见附录B。它保证实际噪声产生的不确定性范围在0dB～4dB，而不管车轮的粗糙度如何，见参考文献[1]～[4]。3020100102030波长／cra图c．1具有“代表性良好”的钢轨和参考车轮的粗糙度图c．2TWINS预测不同钢轨粗糙度(BR研究报告RR-SPS-97-012，第1期，1997年3月27日)一Ei一／Hp)＼蒜螂捏霉一言一／H勺)／露醉辞k GB／T5”1—2011图C．3TWINS预测粗糙度中使用的组合粗糙度(BR研究报告RR—sPs_97一012，第1期，1997年3月27日)图C．4导出钢轨粗糙度极限的光滑车轮图C．5新组合粗糙度一g三／丑p)＼鞲世担舜一EiH＼号一＼繇恻挥舞一EiH／H々)／巅越嚣耳 GB／T5111—2011‘＼．≮揿卜-_●＼、■。一ib_●__；一、；受：：：■，’§～二一j—i—j．-、漆碍{王玎。希黼、-__—-+l调整的钢轨粗糙度10一____⋯2钢轨(均值一1平均信差)。．．．．3妒{2卜&J--强乙——3钢轨(均值+l平均偏差)波长／cm图c．6新钢轨粗糙度限值(A计权声功率级在4dB范围内)i备<鼎越鬈矗≤一1擞}一1一1呻划一P■慧：霉：：一_-土j—j一；≥蔓、一—_+1调整的钢轨粗糙座一H—j-}÷=；二H七j—⋯2钢轨(均值一1平均偏差)_-__一3钢轨(均值+1平均偏差)m图C．7最终钢轨租糙度限值21∞舯加o¨∞一gjH／日刁)／繇拦撂卑 GB／T5111—2011附录D(资料性附录)包括轨道动力学在内的轨道噪声主要影响参数虽然车轮和钢轨的粗糙度是影响滚动噪声的主要因素，但噪声也与轨道动力学有关的其他参数相关。表D．1列出了一系列影响参数及其对轨道辐射噪声的潜在影响。轨道噪声变化会影响总声级变化。表D．1中所列数据源自特定研究成果，具有指导性，适用于常规轨道系统。在某一具体位置，其扣件弹性垫板及扣件性能指标会不同于标称值，其变化取决于因安装调整而引起的局部变化、使用年限以及养护。同样钢轨温度(由于热发射作用，它不同于气温)也会影响扣件弹性垫板的温度，继而影响其刚度和阻尼。正如表D．1中所示，在轨道噪声对总噪声贡献方面，扣件弹性垫板和钢轨扣件系统性能具有重要影响，可能导致轨道辐射噪声变化量高达6dB。因此在任一型式试验中就需清楚描述扣件弹性衬垫和扣件系统。在第8章中详述的轨道参数信息是最基本的信息，宜包括任何有关轨道动力学参数的有用附加信息。在测量的噪声级与其他轨道的测量数据相比较时特别需要这个数据。表D．1轨道噪声的主要影响参数最小声级的最大声级的最小与最大参数差值参数参数值(声级差)／dB轨道类型UIC54E1UIC60E10．7扣件弹性垫板刚度5000MN／m1。oMN／m5．9轨垫损耗因素0．5O．12．6轨枕类型Bi-bloc轨枕木枕3．1轨枕间距0．4m0．8m1．2道碴刚度100MN／m30MN／m0．2道碴损耗因子2+00．50．2车轮偏移0mO．0lm0．2钢轨偏移0m0．01m1．3车轮粗糙度最光滑最粗糙8．5无波纹状锕轨粗糙度最光滑最粗糙0．7～3．9列车速度80km／h160km／h9．4轴重25t10t1．1气温10℃30℃0．2 附录E(资料性附录)本标准章条编号与ISO3095：2005章条对照表E．1给出了本标准章条编号与ISO3095：2005章条对照一览表。表E．1本标准章条编号与ISO3095：2005章条对照表GB／T5111—2011本标准章条编号对应的国际标准章条编号附录A附录B附录A附录F GB／T5111—2011附录F(资料性附录)本标准与ISO3095：2005技术性差异及其原因本标准与IsO3095：2005技术性差异及其原因见表F．1。表F．1本标准与ISO3095：2005技术性差异及其原因本标准的章条编号技术性差异原因增加了“——常规噪声测试；——环境评1结合我国国情，扩大了本标准的适用范围价测量。”如果国际标准已经转化为国家标准的，则2引用采用国际标准的我国标准，而非国际以适应我国国情标准3．7～3．9、3．11引用了GB／T3947--1996我国有GB／T3947--1996《声学名词术语》3中的定义标准增加“与6．5．1一般要求有区别的线路条6．5．3以适应我国国情件”增加“对于常规噪声测试和环境评价测量，在每一个测量条件下对于每一个传声器位置，都应至少进行2次测试，取这组测量7．1．2数据的算术平均值作试验结果，按修约规则以适应我国国情取整数分贝值。如果相同测量条件下该组读数之最大差值超过3dB，有条件时则重新进行测量。”增加“对常规噪声测试和环境评价测量的7．2．1以适应我国国情试验车速，可采用推荐的测试速度。” 参考文献GB／T5111—2011[1]RR-SPS-97—012(Issue1，27March1997)E2]ERRIReportC163／RP21Railwayrollingnoisemodelling．DescriptionoftheTWINSmodelandvalidationofthemodelVS．experimentaldata[3]D．J．Thompson．Wheel-railnoisegeneration，part1．Journalofsoundandvibration，1993，161：387-400[4]D．J．Thompson，B．Hemsworth，N．Vincent．ExperimentalValidationoftheTWINSpredie—tionprogramforrollingnoise，part1：descriptionofthemodelanmethod．Journalofsoundandvibra—tion，1996，193：123—135[5]D．J．Thompson，P．Fodiman，H．Mah4．ExperimentalValidationoftheTWINSpredictionprogramforrollingnoise，part2：results．Journalofsoundandvibration，1996，193：137—147[6]EN13452—1：2003RailwayapplicationsBrakingMasstransitbrakesystem--Partl：Performancerequirements[7]GB／T3769--1983绘制频率特性图和极坐标图的标度和尺寸[8]GB／T3449--2011声学轨道车辆内部噪声测量[9]GB／T190522003声学机器和设备发射的噪声噪声测试规范起草和表述的准则[10]GB／T27025--2008检测和校准实验室能力的通用要求[11]GB／T3222．1—2006声学环境噪声的描述、测量与评价第1部分：基本参量与评价方法'