液壓打樁沖擊器隔聲裝置設計研究

1、中南大學本科生畢業(yè)設計題 目 液壓打樁沖擊器隔聲裝置設計研究 學生姓名 張凱 指導教師 胡均平 學 院 機電工程學院 專業(yè)班級 機械0715班 完成時間 2011年6月8日 中南大學畢業(yè)論文（設計）任務書學生姓名：張凱畢業(yè)論文（設計）題目 液壓打樁沖擊器隔聲裝置設計研究題目類型1 工程設計 題目來源2 生產(chǎn)實際題畢業(yè)論文（設計）時間從2011年2月21日至2011年6月9日1.畢業(yè)論文（設計）內(nèi)容要求：目的：通過本課題實踐，培養(yǎng)該專業(yè)方向?qū)W生綜合運用所學專業(yè)知識解決實際工程問題的能力。要求和預期結(jié)果：通過現(xiàn)場實習和查閱資料，了解液壓打樁錘工況，明確本課題要解決的具體問題，總結(jié)出本課題研究在該技

2、術(shù)領(lǐng)域的意義；根據(jù)課題要求進行方案研究；根據(jù)確定的方案進行具體設計研究；最終設計出一種能滿足工況要求的液壓打樁沖擊器隔聲裝置。具體研究內(nèi)容:（1）研究液壓打樁沖擊器隔聲裝置的工況要求；（2）根據(jù)工況要求確定液壓打樁沖擊器隔聲裝置需具備的功能和性能；（3）根據(jù)功能和性能要求進行液壓打樁沖擊器隔聲裝置的原理和結(jié)構(gòu)設計；（4）針對液壓打樁沖擊器隔聲裝置的性能參數(shù)要求進行各部件的具體參數(shù)設計和強度計算；（5）成本核算與經(jīng)濟性分析；（6）按畢業(yè)設計要求繪制總圖及部分零部件圖。1題目類型：(1)理論研究(2)應用研究(3)工程設計(4)工業(yè)藝術(shù)設計(5)其它2題目來源：(1)教師科研題(2)生產(chǎn)實際題(3

3、)其它2.主要參考文獻(1)蔡紹琚.雙作用液壓打樁錘液壓回路. 建筑機械，1996,10（5）：29-31；(2)胡克球.一種新型液壓打樁機的工作原理與設計方法.湘潭礦業(yè)學院學報，1996,3（3）：56-58；(3)長河機械液壓打樁機相關(guān)資料；(4)胡均平；史天亮；張靈.新型氣液聯(lián)合液壓打樁錘動態(tài)過程的仿真研究.現(xiàn)代制造工程，2008,11（11）：35-37；(5)胡均平；王濤；化世陽.液壓打樁錘沖擊噪聲的分析及其控制方法.噪聲與振動控制，2009,5（5）：40-42；(6)嚴東兵；胡均平；梅麗芳；郭勇.氮爆式液壓打樁錘結(jié)構(gòu)原理與分析.工程機械，2009，4（2）：28-30；(7)G.

4、 P. Bogoslovskaya. Temperature field in heat-liberating piles of fast reactors. Atomic Energy, Volume 55, Volume 55, Number 5;(8)Yuri E. Litvinenko. Viscous Energy Dissipation by Flux Pile-Up Merging in the Solar Corona. Solar Physics, Volume 229,Volume 299, Number 2;(9)A. A. Bartolomei. Stress and

5、strain in the active zone of pile foundations in saturated soils. Soil Mechanics and Foundation Engineering, Volume 17, Volume 17,Number 6; 3.畢業(yè)論文（設計）進度安排階段階段內(nèi)容起止時間前期實習調(diào)研、查閱文獻資料、外文資料翻譯2月28日之前中期課題研究、設計3月1日至5月7日后期初稿形成、做研究報告、修改5月8日至5月31日答辯準備正稿形成、答辯預演6月1日至6月7日答辯答辯并根據(jù)意見修改定稿6月8、9日答辯指導教師( 簽名 ) 時間： 系(所)主任(簽

6、名) 時間： 主管院長( 簽名 ) 時間： v目錄摘要IABSTRACTII第1章 緒論11.1 液壓打樁沖擊器的介紹11.2液壓打樁沖擊器隔聲方案的提出21.2.1 降低噪聲常用的方法21.2.2液壓打樁沖擊器隔聲方案的提出21.2.3根據(jù)功能和原理提出設計步驟31.3 課題的來源和意義41.3.1 課題的來源41.3.2 課題的意義41.4 論文的研究內(nèi)容51.5本章小結(jié)5第2章 液壓打樁沖擊器噪聲的測量和分析62.1 建筑施工場界噪聲限值62.2噪聲聲壓級的測量82.2.1測量原理82.2.2測量儀器92.2.3測量條件92.2.4測量步驟及結(jié)果92.3 噪聲頻譜分析112.3.1降噪處

7、理112.3.2頻譜分析142.4 對噪聲源進行驗證分析182.5 需要隔聲量的計算192.6 本章小結(jié)19第3章 基于測量分析結(jié)果的隔聲罩設計203.1 隔聲罩結(jié)構(gòu)方案設計203.1.1 液壓打樁沖擊器噪聲源分析203.1.2隔聲罩結(jié)構(gòu)方案設計213.2材料類型的初選233.2.1 隔聲板塊材料的選擇233.2.2 阻尼隔振板塊材料的選擇233.2.3 吸聲板塊材料的選擇263.3 基于測量分析結(jié)果的主要材料參數(shù)研究293.3.1 隔聲量的計算分析293.3.2 隔聲和隔振材料參數(shù)的確定313.3.3 吸聲和阻尼材料參數(shù)的確定353.4 隔聲效果性能驗算373.5 隔聲罩結(jié)構(gòu)設計393.6

8、本章小結(jié)42第4章 成本核算43第5章 全文總結(jié)45致謝46參考文獻47附錄49附錄1 matlab代碼49附錄2英文論文翻譯54附錄3 ZCY型液壓打樁沖擊器局部隔聲罩圖紙72中南大學本科生畢業(yè)設計 摘要I摘要液壓打樁機由于其節(jié)能、無油煙飛散、效率高和施工能力強等優(yōu)點，在樁基礎(chǔ)施工中得到了廣泛的應用。但由于目前城市對建筑施工噪聲進行規(guī)定，噪聲污染成為液壓打樁機進駐城市施工的瓶頸。本文就如何在傳播途徑中將液壓打樁沖擊器產(chǎn)生的沖擊噪聲控制在建筑施工場界限值標準范圍內(nèi)進行探討。首先對國內(nèi)液壓打樁沖擊器降噪的各種解決方案進行對比，得出最優(yōu)方案并提出設計步驟。隨后根據(jù)國家標準采用采樣測量方法測出噪聲的

9、聲壓級，用Adobe Audition音頻處理軟件錄入電腦后，再用wavread函數(shù)將降噪后的噪聲導入matlab中對噪聲進行濾波、頻譜分析，并畫出頻譜條形圖。根據(jù)環(huán)境噪聲限值得出局部隔聲罩的需要隔聲量。接著根據(jù)噪聲源位置的分析，依照液壓打樁錘的尺寸來設計隔聲罩的整體結(jié)構(gòu)，并根據(jù)工況和需要隔聲量確定各種材料的類型和尺寸。最后考慮到安裝和拆卸的方便，將局部隔聲罩分割成板塊，根據(jù)材料及結(jié)構(gòu)對整個局部隔聲罩進行經(jīng)濟估算。關(guān)鍵詞 液壓打樁沖擊器；噪聲；隔聲罩；頻譜；板塊中南大學本科生畢業(yè)設計 ABSTRACTABSTRACTDynamic pile is widely used in pile mea

10、surement for its lots of advantages such as no lampblack, little population, high shock efficiency, can work under water and so on. But it cannot be used in city because of its high noise. This discourse discusses how to control the high shock noise coursed by dynamic pile strike under the noise lim

11、ited standard on the spread way. Firstly contrast some methods which can reduce the high noise coursed by dynamic pile, and put forward a method that laying a layer of sound insulation encasing to induce the shock noise. Secondly survey the noise level by sampling and analysis the noise's freque

12、ncy spectrum to get the needed insulation sound level base on the noise limited standard. Then design the original sound insulation encasing structure following the dynamic pile strike sizes and the position of the noise. Next ensure the sizes of each material base on the different curve painted by

13、computer. Finally think over the convenience of installation and teardown, divide the sound insulation encasing up to several parts and estimate how much will used to make it. Key words dynamic pile strike equipment；noise；sound insulation encasing；frequency spectrum； blockIII中南大學本科生畢業(yè)設計 第1章 緒論第1章 緒論

14、1.1 液壓打樁沖擊器的介紹 液壓打樁機包括單作用式打樁機，雙作用式打樁機。其中單作用式打樁機是用液壓將樁錘提起一定高度后，讓其在自重的作用下以接近自由落體方式下落。而雙作用下落方式即樁錘在自重和外力共同作用下以大于自由下落加速度下落，因此相同的行程、相同錘重時產(chǎn)生的打擊力比單作用下落方式大，如日本車輛公司的NH錘，以及荷蘭IHC公司的SC錘，長河機械有限公司的ZCY-70氮爆式液壓打樁錘等。長河機械有限公司研發(fā)的ZCY-70氮爆式液壓打樁機，結(jié)構(gòu)由機身、樁架和液壓錘三部分組成。機身包括行走機構(gòu)、懸臂支撐結(jié)構(gòu)和機身回轉(zhuǎn)機構(gòu)。樁架主要由立柱、斜撐和鵝頭組成。液壓錘包括錘本體、液壓源及測試控制裝置

15、。液壓源和測試裝置安裝在機身上，并通過進、回油管路以及控制集成閥組與錘體相連。 氮爆式液壓打樁錘的主體結(jié)構(gòu)主要分為上機架、中間架和下機架三部分。其結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。圖1.1 長河ZCY70型氮爆式液壓打樁錘基本結(jié)構(gòu) 1.2液壓打樁沖擊器隔聲方案的提出1.2.1 降低噪聲常用的方法 心理學界認為，控制噪音環(huán)境，除了考慮人的因素之外，還須兼顧經(jīng)濟和技術(shù)上的可行性。充分的噪音控制，必須考慮噪音源、傳音途徑、受音者所組成的整個系統(tǒng)?？刂圃胍舻拇胧┛梢葬槍ι鲜鋈齻€部分或其中任何一個部分。降低噪聲的方法主要包括。 1、在聲源處降低噪聲的產(chǎn)生 聲音由物體振動產(chǎn)生，而噪聲屬于聲音中人為定義的一種。噪聲歸根到

16、底還是聲源振動過程中的能量逸散，故對振動源進行控制，改變，減少甚至停止聲源振動，將在根本上減少甚至完全的消滅噪聲的產(chǎn)生。振動的主要來源是振源本身的不平衡力和力矩引起的對設備的激勵，因而改進振動設備的設計和提高制造加工裝配精度，使其振動達到最小，進而降低噪聲的大小，也是很有效的控制方法。 2、在傳播途徑中阻斷，隔離，吸收噪聲 有些不能夠降低振動或者改變其噪聲輻射的，可以在傳播途徑中進行阻斷，隔離，吸收，以達到削弱噪聲的目的。 （1）隔振：切斷和抑制從振動源向外界的振動傳遞。（2）隔聲：用材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)來隔絕空氣中傳播的噪聲，從而獲得較安靜的環(huán)境稱為隔聲。（3）吸聲：聲波通過媒質(zhì)或入射到媒質(zhì)分界

17、面時聲能的減少過程，稱為吸聲或聲吸收。 （4）消聲：消聲器是一種既可以使氣流順利通過又能有效的降低噪聲的設備，或者講，消聲器是一種具有吸聲內(nèi)襯或特殊結(jié)構(gòu)形式能有效降低噪聲的氣流管道。 3、在接收處防止噪音入耳 在聲源和傳播途徑上無法采取措施，或采取的聲學措施仍不能達到預期效果時，就需要對受音者或受音器官采取防護措施，如長期職業(yè)性噪音暴露的工人可以戴耳塞 、耳罩或頭盔等護耳器。 4、有源性降噪有源噪聲控制是指利用附加次級聲源產(chǎn)生的和原有噪聲頻率相同、振幅相近、相位相反的聲波，使與原有噪聲相互作用，以達到降低空間噪聲的目的。大部分都是由一組聲音探測器、信息處理器和聲音合成器組成。當聲音探測器“聽到

18、”噪音時會把這些噪聲的強弱、方向等數(shù)據(jù)傳輸給信息處理器，信息處理器分析后，指令聲音合成器發(fā)出與噪音波振動方向相反的聲音信號，這樣噪音即可消失。1.2.2液壓打樁沖擊器隔聲方案的提出1、在聲源處降噪雖然可行，比如增加上下機架以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的配合精度，改變墊層剛度等。劉德順，楊襄壁有錘與樁撞擊產(chǎn)生應力波的研究；王濤在碩士論文中也有關(guān)于通過改變墊層剛度參數(shù)來改變應力波波形進而減少噪聲的研究，并提出具體措施；郭平對樁內(nèi)應力波的頻散現(xiàn)象及數(shù)學模型有一定的論述；胡均平，王濤，化世陽也對液壓打樁錘沖擊噪聲有一定的分析；原豐霞，周家瑜，朱國良對降低沖擊噪聲的機理進行一定的分析。但這些都需要改變液壓沖擊器的結(jié)

19、構(gòu)，對部件精度及工藝要求會有所提高，隨之而來的經(jīng)濟要求也會增加，并且只能在生產(chǎn)過程中對其進行改進，現(xiàn)有已經(jīng)投入工作的機器無法享受這些降噪措施。2、在接收處防治噪聲入耳的方法在實際工作中受到的限制很大，只能在密封的小空間應用。比如在密閉的空間內(nèi)操作機器時可以帶上耳塞防止噪聲入耳，但施工場地的噪聲是向四周大范圍輻射的，周圍所有居民帶著耳塞工作生活不現(xiàn)實。3、有源性降噪需要聲音探測器、信息處理器和聲音合成器等元器件，一是對周圍環(huán)境要求比較高，液壓打樁機的工況要求不允許這種方案的實施；二是成本比較高，這些元器件和系統(tǒng)程序等只能向別的企業(yè)購買，而且還需時常進行維護；三是操作性較差，需要經(jīng)過專業(yè)培訓的人員

20、進行參數(shù)設定。4、通過在液壓打樁沖擊器表面固定一個可以隨著液壓打樁沖擊器上下運動的隔聲罩，配合局部消音措施可以有效的在傳播途徑中隔離和吸收噪聲，從而達到控制噪聲的目的。并且結(jié)構(gòu)簡單，輕便，價格低廉，可以根據(jù)各種型號液壓打樁沖擊器的外形進行適當?shù)母?，無需對沖擊器本身的結(jié)構(gòu)進行改變，不論是經(jīng)濟上還是效果上都令人滿意。經(jīng)過以上分析，本文決定使用隔聲罩的形式，綜合使用隔聲、吸聲、阻尼、局部隔振和消音措施相結(jié)合的方法，來解決液壓打樁沖擊器噪音過大難以控制的問題。1.2.3根據(jù)功能和原理提出設計步驟隔聲罩通常是具有隔聲、吸聲、阻尼、隔振和通風、消聲等功能的綜合體，最終目的是將液壓打樁沖擊器的噪聲控制在建

21、筑施工場界限值標準范圍內(nèi)，從而在不影響市民正常生活工作的前提下正常施工。隔聲罩原理是通過用隔聲材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)來隔絕空氣中傳播的噪聲，用填充的吸聲材料減少聲能的傳遞，再配合阻尼和隔振可以有效的拓寬降噪頻帶，最大限度的在聲音傳播過程中削減、吸收、隔離噪聲的傳遞。以ZCY70氮爆式液壓打樁機隔聲罩設計為例，其設計步驟如下所示。1、測量噪聲源的聲級，并對噪聲的1/3倍頻程頻譜進行分析。2、根據(jù)設計步驟1和建筑施工場界限值標準，確定總聲級以及主要消聲頻段的需要隔聲量；3、 確定噪聲源的位置并對隔聲罩進行整體結(jié)構(gòu)設計；4、 根據(jù)工況對隔聲罩使用的各種材料進行初步選型，最后根據(jù)需要隔聲量確定主要材料 的最

22、優(yōu)尺寸；5、 驗證設計出的局部隔聲罩實際隔聲量是否滿足要求；6、局部結(jié)構(gòu)細節(jié)設計及經(jīng)濟預算。1.3 課題的來源和意義1.3.1 課題的來源 隨著工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、城市建筑的發(fā)展，以及人口密度的增加，家庭設施（音響、空調(diào)、電視機等）的增多，環(huán)境噪聲日益嚴重，它已成為污染人類社會環(huán)境的一大公害。由中華人民共和國第八屆全國人民代表大會常務委員會第二十二次會議于1996年10月29日通過，1997年3月1日施行的中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法第四章第二十八條規(guī)定： 在城市市內(nèi)范圍向周圍生活環(huán)境排放建筑施工噪聲的，應當符合國家規(guī)定的建筑施工場界環(huán)境噪聲排放標準。建筑施工場界噪聲限值標準使得產(chǎn)生超值噪

23、聲的樁工機械不能在市內(nèi)施工，現(xiàn)在解決的方法只是用灌注樁代替預制樁。灌注樁施工措施有諸如工期長，質(zhì)量不易控制，單樁承載力大，不宜用于水下樁基等限制和缺點。而液壓打樁錘除了擁有可以提高質(zhì)量，縮短工期，節(jié)約基建投資等預制樁的特點外，與同類打樁錘相比還有以下優(yōu)點。 1、無油煙飛散, 污染??； 2、打擊效率較高； 3、可以采用先進電子控制技術(shù)； 4、沖擊行程可調(diào), 打擊力量可以選擇, 施工經(jīng)濟性好； 5、可進行水下作業(yè)。但在打樁作業(yè)過程中，液壓打樁沖擊器產(chǎn)生的過大噪聲導致液壓打樁錘在城市建設中應用并不廣泛。故液壓打樁沖擊器噪音過大、難以控制的缺陷亟待解決，低噪聲是其未來發(fā)展趨勢。而目只是通過改變液壓打樁

24、沖擊器的結(jié)構(gòu)和尺寸來達到在聲源處降低噪聲的目的，對經(jīng)濟要求比較高，推廣能力也很差，所以提出在液壓打樁沖擊器表面設置隔聲裝置的方案，在傳播途徑中隔離和吸收噪聲，以達到降低噪聲的目的。1.3.2 課題的意義通過對液壓打樁沖擊器隔聲裝置的研究，一方面可以使液壓打樁機在建筑施工場界噪聲限值范圍內(nèi)進行打樁作業(yè)，滿足在市內(nèi)施工的要求，使得液壓打樁機可以在市內(nèi)大規(guī)模使用，充分利用液壓打樁機的優(yōu)點使得工期縮短，基建投資削減，樁工質(zhì)量得到控制和提高，更快的推動城市建設的進行。另一方面在傳播途徑中削減了液壓打樁機產(chǎn)生的噪聲和振動，降低了對周圍住宅區(qū)居民身體健康的危害，減少對其日常生活的影響。由于本文設計的噪音控制

25、裝置只依附于液壓打樁沖擊器表面，且分割為板塊可以根據(jù)沖擊器本身結(jié)構(gòu)而變化，更有利于普及和改裝。1.4 論文的研究內(nèi)容 本文的研究內(nèi)容如下。 1、提出液壓打樁沖擊器隔聲裝置的方案并確定設計步驟。2、測出噪聲的聲壓級，用matlab軟件對噪聲進行濾波處理，并對得出的頻譜進行分析，根據(jù)建筑場界噪聲限制得出隔聲罩需要隔聲量以及主要隔聲頻帶的需要隔聲量。3、根據(jù)噪聲源的位置初步確定隔聲罩的整體結(jié)構(gòu)，并根據(jù)工況初選材料。接著根據(jù)需要隔聲量，在matlab軟件中根據(jù)不同的參數(shù)變量得出不同的隔聲曲線，并據(jù)此確定材料的最優(yōu)化尺寸。最后根據(jù)結(jié)構(gòu)材料驗證局部隔聲罩的實際隔聲量是否滿足要求。4、對隔聲罩進行細節(jié)上的補

26、充設計并根據(jù)材料和工藝進行經(jīng)濟上的預算。1.5本章小結(jié) 液壓打樁沖擊器隔聲裝置的設計研究是以液壓打樁沖擊器為對象，以噪音隔聲裝置為目的的研究。本章首先對液壓打樁沖擊器的結(jié)構(gòu)進行簡單的介紹，隨后對通常降低噪聲的方法以及目前降低液壓打樁沖擊器噪聲方式進行分析和對比，并據(jù)此提出解決方案以及設計步驟。最后介紹了選題的背景、選題的意義以及本課題研究的內(nèi)容。73中南大學本科生畢業(yè)設計 第2章 液壓打樁沖擊器噪聲的測量和分析第2章 液壓打樁沖擊器噪聲的測量和分析 本章內(nèi)容主要關(guān)于噪聲的測量，以及對測量數(shù)據(jù)的再計算分析。用matlab畫出聲音波形圖和頻譜圖，并且根據(jù)加上悶蓋和去掉悶蓋兩種不同的情況所得到的實驗

27、值相互對比對噪聲源進行再分析。最后根據(jù)建筑施工場界噪聲限值，計算出要求設計的噪聲控制裝置所需要的理論隔聲量。2.1 建筑施工場界噪聲限值 1990年我國頒布過建筑施工場界噪聲限值（GB1252390）和建筑施工場界噪聲測量方法（GB1252490）。但隨著城鎮(zhèn)建設的迅速發(fā)展，與90年代初相比已經(jīng)有了很大的變化，低矮的建筑逐漸被高層建筑取代，使噪聲建筑施工的等效高度提升，過去單一的場界控制已不能適應現(xiàn)有的環(huán)保管理要求，施工工藝的改進等方面因素使原有的標準和監(jiān)測方法已不能滿足相應的需要。原標準在執(zhí)行中主要反應存在標準值落后、測量結(jié)果與聲環(huán)境質(zhì)量標準相矛盾、測量方法缺乏操作性等問題。因此需要制訂更全

28、面、更具有操作性的噪聲標準和測量方法作為技術(shù)職稱，以滿足環(huán)境監(jiān)測與管理的需要，為環(huán)境管理與監(jiān)測服務。 原標準存在的主要問題如下： 1、標準未與聲環(huán)境質(zhì)量銜接。原標準噪聲限值是完全按照當時施工工藝與機械水平來制定，缺乏與聲環(huán)境質(zhì)量的銜接性。標準限值單一于場界，不能表征周圍敏感點污染程度。另外標準本身按施工階段劃分的做法并沒有表明施工噪聲特性，在實際應用中與聲環(huán)境質(zhì)量標準存在較大矛盾。 2、建筑施工狀況發(fā)生改變。原標準中出現(xiàn)的施工機械有些已改進，如重力打樁方式已被各種形式的壓樁取代，建筑物類型中高層樓房的比例增加，施工工藝與以前相比也發(fā)生變化等，這些均使噪聲排放狀況有所改變。 3、采樣時間較長，操

29、作性差。根據(jù)建筑施工的特點，非穩(wěn)態(tài)高噪聲值持續(xù)時間很短，測量方法中規(guī)定夜間施工噪聲以測量8小時的等效聲級作為評價量，監(jiān)測時間較長，獲得監(jiān)測數(shù)值偏低，監(jiān)測數(shù)值與居民的實際感受不符，無法真實客觀的反應噪聲實際情況。 4、各標準之間的協(xié)調(diào)。標準中一些定義的符號和單位表示的不一致，在表示上造成混亂，易產(chǎn)生誤解。 5、背景噪聲如何測量、背景噪聲較高時如何處理。原標準未對背景噪聲測量進行規(guī)定，容易引起較大的測量誤差。 故根據(jù)適用性、兼顧性、發(fā)展性等原則得出限值確定標準如下： 以協(xié)作城市中的大量施工現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用強度分析、距離分析、建筑施工分析三種不同的方法，以25%作為可接受限度綜合進行評判（見

30、表2.1表2.3），晝間限值應為70dB（A）。表2.1 建筑施工噪聲強度統(tǒng)計結(jié)果>=75>=70>=65>=60場界（%）1.22466.490敏感（%）2.421.160.282.1表2.2 建筑施工噪聲距離衰減統(tǒng)計結(jié)果 dB距離 （A）m>=75>=70>=65>=60<=105.422.966.287.810-20025.674.394.520-301.235.375.696.330-40017.969.287.240-50014.862.996.350-70018.257.635.270-10005.817.635.2>=1

31、0009.62964.5表2.3 建筑施工噪聲建筑施工統(tǒng)計結(jié)果建筑施工名稱5m15-20m30-40m60-80m120-160m裝載機8074726560柴油空壓機8878726862挖掘機7972706660風鎬9185807161灌注樁鉆機8277716658精壓機7670676356攪拌機7870676257起重機8073706256振動棒7871666356電鋸8781757055模板拆卸等撞擊8276686255拉直切斷機7872655952沖擊鉆8174686355 夜間標準值沿用原標準55dB（A），但相應修改測量方法，是得本標準與原標準相比更嚴格。2.2噪聲聲壓級的測量2.2

32、.1測量原理 實際測得的記權(quán)A聲級：我國工業(yè)企業(yè)噪聲檢測規(guī)范（草案）規(guī)定：穩(wěn)定噪聲，測量A聲級；不穩(wěn)定噪聲，測量等效連續(xù)聲級，或測量不同A聲級下的暴露時間。 A聲級：A聲級是各個頻率的聲音通過A計權(quán)網(wǎng)絡后再相加得到的大小，A聲級反應了人耳對低頻和高頻不敏感的聽覺特性。A聲級的目的在于，A聲級越大，則表明聲音聽來越響。A聲級分貝通常計為dBA。許多與噪聲有關(guān)的國家規(guī)范都是按A聲級作為指標的。計權(quán)：加權(quán)，本是統(tǒng)計學、測量學上的概念。“權(quán)”在這里應該是指在于直接數(shù)學計算的某些因素，這些因素對于統(tǒng)計、測量結(jié)果有很重要的、實際的意義（例如音響參數(shù)測量中人耳的因素就是如此）。計權(quán)，就是說在統(tǒng)計、測量時將這

33、些因素一并加以考慮。簡單說，計權(quán)（又叫加權(quán)）參數(shù)是在對頻響曲線進行了一些加權(quán)處理后測得的參數(shù)，以區(qū)別于平直頻響狀態(tài)下的不計權(quán)參數(shù)。 計算等效連續(xù)聲級，即用等效連續(xù)聲級作為評定間斷的、脈動的或者隨時變化的不穩(wěn)定噪聲的大小。等效連續(xù)聲級可以表示為： (dB) （2.1）式中：瞬時聲強； 基準聲強； 某段統(tǒng)計時間總和， 某一間斷時間內(nèi)的聲級。 由上式可知，某一段時間內(nèi)的穩(wěn)定A計權(quán)噪聲，就是等效連續(xù)A聲級。 若不考慮低于78dB的聲級，則某時段的等效聲級可按下式近似計算：（dB） （2.2）式中：第n段聲級的總暴露時間； 總暴露時間（s） 根據(jù)中華人民共和國標準GB12524-90，建筑施工場界噪聲測

34、量方法，當測量是采樣測量，且采樣的時間間隔一定時，等效連續(xù)聲級可以表示為：（dB） （2.3）式中：所規(guī)定的時間T內(nèi)采樣的總數(shù)； 第t次測量的A聲級，dB。背景噪聲應比測量噪聲低10dBA以上，若測量值與背景噪聲值相差小于10dBA，按下表修正。表2.4 測量值修正表差值（dB）34569修正值（dB）-3-212.2.2測量儀器本實驗采用湖南衡陽儀器儀表廠生產(chǎn)的JS-2型精密聲級計（如圖2.1所示），測量儀器符合國家標準GB3785聲級計的電、聲性能及測試方法中型儀器的要求。在測量前后要對使用的聲級計進行校準。圖2.1 JS-2型精密聲級計2.2.3測量條件聲級計固定在三角架上，距離打樁沖擊

35、器2m，離地面高1.2m，三個測點平均分布在液壓打樁沖擊器四周。環(huán)境條件為溫度25，無風，測量期間液壓打樁機正常運作，周圍100范圍內(nèi)無其它強機械噪聲源。2.2.4測量步驟及結(jié)果固定聲級計位置，然后校準聲級計。在液壓打樁機正常工作狀態(tài)下，每隔2s測出一個經(jīng)過A級加權(quán)的聲級，分別測出100個A計權(quán)噪聲聲壓級數(shù)據(jù)并求出平均值。由于測出的背景噪音（液壓打樁沖擊器不工作時馬達，泵的轟鳴聲）聲壓級為65dB，比測出的總噪聲低10dB以上，故無需修正，其平均值數(shù)據(jù)如表2.5所示。表2.5 A計權(quán)聲壓級平均值時間（s）測量值（dB）平均值（dB）時間（s）測量值（dB）平均值（dB）測點1測點2測點3測點1

36、測點2測點3266.0066.0266.0066.0110296.3996.3996.4096.39497.8697.8697.8497.8510492.9292.9292.9592.93680.5880.5280.5480.5510694.2394.2294.2294.228105.90105.92105.83105.88108101.05101.08101.08101.0710106.63106.60106.62106.62110105.85105.84105.84105.841277.1077.1477.1377.12112102.60102.60102.63102.611499.049

37、9.0699.0599.0511496.5896.5896.5896.581682.0181.9482.0181.9911696.4296.4096.4496.4218103.10103.17103.12103.13118100.00100.01100.01100.012079.1179.0679.0779.08120102.80102.81102.80102.8022100.0199.8599.8199.89122104.35104.36104.34104.3524103.58103.60103.57103.5812494.2594.2494.2494.2426101.04101.04101

38、.05101.0412678.5578.5678.5678.5628102.09102.08102.06102.07128102.66102.66102.67102.6630104.28104.29104.30104.29130102.70102.78102.74102.743294.6694.6494.6494.65132101.89101.90101.90101.903496.7196.7396.6696.7013498.8298.8598.8298.8336106.11106.15106.16106.1413694.7994.7394.7694.763881.4481.4081.4181

39、.42138102.17102.17102.18102.174095.3695.3695.3895.37140103.62103.58103.56103.594286.6386.6486.6286.63142102.65102.64102.66102.654493.8093.8293.8493.82144102.35102.34102.35102.354690.2190.2090.2890.2314680.0080.0680.0980.054891.1491.1491.1591.1414888.7888.7788.7788.775097.9997.9697.9897.98150100.7010

40、0.70122.68100.6952109.33109.34109.33109.3315297.4097.3897.3397.3754109.14109.17109.17109.1615476.9076.9196.8976.8956107.38107.39107.37107.3815689.5089.5089.5089.505898.8398.8498.8498.84158101.73101.73101.72101.736078.3278.3278.3178.3216095.6795.6695.7095.686298.2498.2598.2698.25162100.07100.06100.08

41、100.0764106.41106.40106.40106.4016491.6891.6891.6991.6866105.25105.24105.28105.2616692.3192.3092.3192.3168102.20102.20102.23102.21168101.80101.82101.78101.807094.4594.4994.4794.47170101.89101.89101.88101.897294.7594.7794.7694.76172101.36101.36101.33101.3574100.67100.38100.68100.6817494.3894.3494.359

42、4.3676104.20104.21104.21104.2117682.3682.3782.3782.3778102.50102.56102.59102.5517895.2795.2895.2695.278098.3398.3498.3498.3418084.7384.7284.7384.738292.1592.1492.1692.1518292.1492.1492.1692.158494.1194.1894.1594.1518499.8899.8599.8599.8686100.80100.81100.84100.8218698.5598.5698.5498.5588100.55100.54

43、100.54100.5418891.6691.6691.6691.669097.8097.7597.8897.81190103.71103.70103.70103.709294.2094.2894.2494.2419295.0194.9994.9995.009491.3091.3491.3291.3219495.0695.0995.0995.089697.8297.8297.8197.8219689.8189.8089.7689.7998101.20101.18101.19101.1919883.4183.4083.4083.40100100.95100.90100.99100.9520080

44、.5580.5280.5880.55根據(jù)公式（2.3），可計算出總聲壓級=100.79dB。2.3 噪聲頻譜分析2.3.1降噪處理用Adobe Audition軟件在電腦上錄下為wav格式的噪聲文件后，經(jīng)軟件處理后，觀察波形圖及頻譜圖如圖2.2所示。 圖2.2 噪聲連續(xù)波形圖 截取一個周期波形圖如圖2.3所示。圖2.3 單周期噪聲波形圖液壓打樁沖擊器不工作時候，錄下的背景噪聲（泵、馬達的轟鳴聲及周圍環(huán)境的人為噪聲）波形圖如圖2.4所示。圖2.4 背景噪聲波形圖 對背景噪聲采樣后，用Adobe Audition軟件自帶的降噪器，對一個周期內(nèi)的沖擊器聲音進行降噪（指背景噪聲）處理可得波形圖如圖2.

45、5所示。圖2.5 濾去背景噪聲的噪聲波形圖將Adobe Audition軟件切換到顯示頻譜的界面上，得出頻譜光譜如圖2.6所示。圖2.6 濾去背景噪聲噪聲頻譜光譜其中x坐標軸代表時間，聲音波形圖的縱坐標代表電平高低，并非聲級的大小，頻譜的橫坐標為時間，縱坐標為頻率，色彩亮的地方表示在那個時間段內(nèi)聲音的某段頻率占很大比值。雖然可以直觀的觀察到隨時間的變化各種頻率所占的大概比例，但是只是定性的判斷，無法定量的分析，故下面將引入到matlab中進行一系列的計算。2.3.2頻譜分析由于在Adobe Audition軟件中只能看到降噪后的波形圖，未通過A聲級的加權(quán)，更不能直觀的看到1/3倍頻程各中心頻率

46、的聲強級。故決定通過wavread函數(shù)將降噪后的噪聲錄音導入到matlab中，并通過一系列的濾波處理得出所需要的聲強級圖以及1/3倍頻程頻譜，最后再對頻譜進行分析。通過wavread函數(shù)將降噪后的噪聲錄音導入到matlab得出波形圖如圖2.7所示。圖2.7 消除背景噪聲后的波形圖 用y=filter（B,A,x）濾波器對x聲波向量進行A計權(quán)濾波可得如圖2.8所示。圖2.8 A計權(quán)濾波后的波形圖因為空氣中聲音傳播的聲強（即通過垂直于波傳播的方向的單位面積的平均能流） （2.4）式中：空氣密度 聲波幅值 聲波頻率 聲波速度 故可知聲強與聲波幅值平方成正比關(guān)系（波速和頻率在一種介質(zhì)內(nèi)都不發(fā)生變化），

47、而波形圖中的振幅和成正比關(guān)系： （2.5） 用分貝表示聲強： （2.6）令 （2.7）由公式（2.4）（2.5）（2.6）（2.7）可得用波形圖的振幅表示聲強可以用公式 （2.8）來表示。式中：參考聲強； 波形圖振幅； 常數(shù)； 信噪比； 故在matlab中對波形圖進行y=20lg（abs(x)）轉(zhuǎn)換得聲強級圖如圖2.9所示。圖2.9 聲強級圖由于值未知，所以此聲強圖形與實際聲強圖形相同，只是縱坐標數(shù)值基準不同，從此也可看出實際聲壓級聲強級隨實際的變化。用公式（2.1） 計算后，可得出等效連續(xù)A聲級=-23.47dB,與實際試驗測得數(shù)據(jù)相差 波形圖加上的基量后據(jù)此畫出噪聲聲強級圖形如圖2.10所

48、示。圖2.10 A計權(quán)噪聲聲強級圖用倍頻程濾波器對聲音計權(quán)后的波形圖處理，并在最后結(jié)果上加上差值=124.26dB后，在matlab中畫出A聲級頻譜條形圖如圖2.11所示。圖2.11 A聲級頻譜條形圖 其中中心頻率分別為：25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 3150 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 20000 單位為Hz。由此也看出噪聲大部分都集中在高頻區(qū)域。根據(jù)公式（2.9）對各頻率A聲級進行加權(quán)處理并和測量出的數(shù)據(jù)相對比。

49、（2.9）式中：第個中心頻率的聲強； 第個中心頻率； 第個中心頻率的聲級。用matlab驗算可得=100.8471dB和實際測量得出的=100.79dB非常接近，細微誤差由環(huán)境和儀器導致。2.4 對噪聲源進行驗證分析 當去掉表面悶蓋時候，用同樣的方法利用matlab工具得出聲強級圖，頻譜圖分別和完整的液壓沖擊器聲強級圖，頻譜圖進行對比如圖2.12，圖2.13所示。 圖2.12 聲強級圖對比 圖2.13 頻譜分析對比 可以得出悶蓋也有一定的隔聲作用，而且隔聲部分主要集中在中高頻部分，可見錘頭的振動也是噪聲源之一，但隔聲效果有限，平均隔聲量為：2.25dB，由于悶蓋與振源有剛性接觸，很容易引起共振，所以隔聲量很低。由此可以得出將悶蓋等殼體共同作為聲源處理是正確的。2.5 需要隔聲量的計算聲強與聲強級及與距離之間的關(guān)