高速铁路以其快捷、安全、运载量大、效益高等优点成为各国重点发展的交通工具。随着列车速度的大幅提高,列车经过声屏障区域时的气动压力和气动吸力越来越大,脉动风压对声屏障结构产生的压力和吸力作用更加突出.因此,需要设计出结构受力性能更好的声屏障。在声屏障结构设计使用年限内,荷载不断重复作用,结构的疲劳问题显得尤为重要。 本文首先提出了一种全新的整体预应力平板式声屏障结构,采用不同形式的预应力技术对声屏障进行结构设计,并且借助ANSYS有限元软件对声屏障结构进行静力和动力分析。声屏障结构的控制截面在脉动力作用下是拉-压受力状态,目前国内外对构件的拉-压疲劳性能研究较少。本文总结了国内外对钢筋混凝土以及预应力混凝土的疲劳性能研究,着重研究了混凝土在重复荷载作用下的拉-压疲劳性能,在现有损伤理论成果的基础上,对声屏障结构结构进行疲劳荷载下的累积损伤分析和疲劳寿命预测。 根据预应力平板声屏障的材料和结构特点,制作了4块混凝土板,包括1块静力和3块疲劳试件,进行疲劳拉-压试验,测得了6组疲劳寿命与应力水平的数据,根据试验结果并且结合疲劳损伤理论分析了混凝土在拉-压荷载作用下的疲劳性能,并且运用试验成果对声屏障进行了疲劳检算和寿命预测。研究表明采用预应力技术大大提高了声屏障结构的抗裂性能和疲劳性能,能很好地满足各工况下不开裂、不疲劳。证明了在设计使用年限内,采用按设计要求的预应力平板式声屏障结构能完全满足疲劳使用要求,研究成果可供高速铁路声屏障工程设计应用。