地下车站是地铁线路的车站的主要形式,地铁列车进出站过程中产生的噪声对车站站台层空间的影响很大。因此十分有必要研究地铁地下车站站台层的噪声场分布规律,并针对地铁列车进出站的轮轨噪声特性分析选用适宜的降噪措施,这些对于改善地下车站站台层声学环境有显著意义。本文依托北京市自然科学基金项目(8172040),采用现场实测和仿真模拟两种方法,开展了以下的研究:(1)获得准确的地铁列车进出站轮轨噪声特性信息,本文选取了北京地铁2号线西直门站、6号线平安里站、6号线车公庄站、1号线古城站、1号线苹果园站这5座车站进行了噪声信号的采集测试。确定了测点位置处噪声的频谱特性、峰值频率和声压级范围,并对测点噪声信号进行了交通噪声指数、噪声污染级、声暴露级这3种交通噪声评价指标值的计算分析。(2)根据测试得到的地铁列车噪声特性,利用ANSYS有限元软件建立了地铁地下车站站台层空气腔体的流固耦合仿真模型,计算频率基于三分之一倍频程中心频率及试验数据,选择了 63.5Hz、80Hz、100Hz、125Hz、160Hz这5种频率,其中噪声峰值频率为80～125Hz。并将计算结果与测试结果对比,验证了建模方法的可靠性和合理性。(3)仿真模拟明确了站台形式、声源数目、站台门高度、壁面吸声材料和站台门吸声系数等因素变化时的站台层噪声场分布规律以及站台层不同高度水平面上的噪声声压级水平,并由此确定有效的降噪措施,为站台层的声环境改善提供了依据。通过研究中的实测与仿真计算,有以下结论:地铁列车进出站过程中车外噪声主要为低频噪声,噪声主频段均位于200Hz以下,且峰值频率为80～125Hz;其他条件相同的情况下,岛式站台的噪声水平相对低于侧式站台,圆弧形截面站台的声场云图分布趋势与矩形截面站台相比有一定的相似性和图形的延伸;当两侧列车运行区同时过车时,相比单侧有列车经过的情况,站台层乘客候车区的噪声声压级将增大1～5dB;站台门的安装对传播到乘客候车区的轮轨噪声有着显著的屏蔽作用,且高站台门的降噪效果好于低站台门;设置低站台门对于轮轨噪声的降噪量可达1～11dB,设置高站台门对于轮轨噪声的降噪量可达2～20dB;距地面1.5m和1.8m水平线上不同高度的站台门情况下的声压级曲线在趋势上存在一定的相似,曲线之间有一定的错动和峰值变化,在数值上的差异与站台门的形式有关;改变壁面吸声材料可有效降低噪声水平,整体上呈现随着吸声系数的增加,降噪效果逐渐增强的趋势;但当吸声系数增大到一定程度后,对声压级的降低趋于平缓,甚至不降反升;在各频率下有相对的最佳壁面材料吸声系数。在选择吸声材料时要综合不同频段的吸声效果和有效经济的吸声系数范围进行综合考虑;无论是高站台门还是低站台门,站台门吸声系数的变化对于噪声场的降噪效果均不明显,吸声系数递增0.1,降噪效果不高于3dB,因而此种降噪措施对于乘客候车区的降噪作用不大,不推荐采用改变站台门吸声系数的方式降噪。图91幅,表10个,参考文献85篇。