Page 154 - 中華技術127期

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152 │No.127│July, 2020
叁、減振降噪防制設計
鐵路之交通噪音因列車通過引致之結構噪 音頻率較低，於空氣中不易阻絕，車輪的不圓 度、鋼軌表面粗糙與軌道不平順，加劇車輪通 過時之衝擊力，激發箱梁板局部振動，使橋梁 箱室內結構噪音放大。以下將分別說明土建噪 音防制設施之作法〔1〕。
一、預力箱梁結構配置
同樣結構外型的橋梁，因局部構造配置 差異，導致振動特性不同，自然振動頻率亦隨 之改變。因此，可透過改變局部構造降低結構 噪音，提高減振降噪效果。根據相關文獻顯 示，造成預力箱型梁橋結構音的主要頻率約為 30~100Hz，主因為板的局部振動，引起的高階 自然振動頻率，而非橋梁整體振動行為，故增 加箱梁斷面勁度及尺寸，可提高高階自然振動 頻率，改善板的局部振動行為，達到較好的降 噪效果，參見圖5。
(一) 增加箱梁斷面尺寸及配置:
本評估先以有限元素(FEM)分析軟體 Ansys進行橋梁結構受列車激振力作用後 產生之振動量，再由邊界元素軟體Virtual Lab計算橋梁之底版、橋腹及胸牆等結構 產生振動後所輻射出之聲功率及頻率，最
後使用射線分析軟體CadnaA模式，依ISO- 9613-2戶外聲音傳播衰減第2部分:一般計 算方法，在模式中橋梁各結構以面音源設 定，輸入相對應之聲功率及頻譜，據以推 估衰減至沿線敏感受體之結構噪音量，檢 視是否符合目前環保法規，並評估該噪音 對附近住戶之影響。
結構音振動模型分析結果，大多數 結構音來源為構件局部振動，為改善此振 動現象，對各類構材進行加勁或者加厚， 包含新增中間腹版、護欄加勁、上翼板加 勁、側腹版加勁等減振降噪作為，透過建 立之結構音振動分析、振動模態及聲場分 析如圖6所示。依此結果調整箱梁斷面尺寸 及配置如圖7所示。
圖5 梁版局部振動之自然振動頻率
1.
增加中間腹板 採用單箱雙室之預力箱型梁橋設計，利 用增加中央腹板，以利於抵抗垂直向振 動，可大幅改善局部振動行為，亦可做 為施拉預力空間，減少梁深、增加橋梁 跨度，使橋體外觀輕量化、美化。
研提兩種標準橋梁斷面進行有限元素分 析如圖8，由分析研究發現，橋梁底板振 動總量比較，斷面增設中間腹板後，橋 梁底板及橋底側邊之振動量可分別降低 8.1dB及6.3dB。
專題報導