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高速铁路的迅速发展对国民经济及生活水平带来飞速提升,但同时也导致沿线的噪声污染严重。目前,大量噪声控制措施已经应用于实际工程当中,取得了一定的成效。其中,声屏障对噪声有较好的屏蔽作用,是控制交通噪声的重要措施,被广泛应用于高速铁路线路噪声控制中。而声屏障本身会产生二次结构噪声,本文以赣深线全封闭声屏障为研究对象,开展了高速铁路桥梁-声屏障系统二次结构噪声研究。主要的研究内容及所得结论如下:
(1)从高速铁路桥梁声屏障发展介绍了本文的研究背景,在高速铁路桥梁声屏障引起的二次结构噪声方面简要阐述了研究意义,分国内和国外归纳了关于二次结构噪声问题的研究现状、方法。
(2)对既有高速铁路线路半封闭声屏障进行现场试验研究,分析其封闭侧噪声辐射规律,结果表明:噪声的优势频段在20~200Hz以内,对线性计权总声压级起决定性作用;噪声随至声屏障距离增大而衰减,从距轨道中心线7.5m到25m处总声压级衰减4.4dB(A),同时随距轨道中心线距离的增加,垂直方向上的噪声分布指向性逐渐减弱。
(3)在车辆-轨道耦合基本理论的基础上计算动态轮轨力,作为有限元模型的激励荷载,再以有限元-边界元法的基本原理,建立桥梁-声屏障系统二次结构噪声的预测模型,最后通过将现场试验得到的测试结果与模型所计算的结果对比进行模型验证。
(4)基于所建立的噪声预测模型,分析了行车速度、声屏障顶端开口以及吸声板材料对桥梁-声屏障系统二次结构噪声的影响,结果表明:随行车速度增大,桥梁-声屏障系统梁侧二次结构噪声明显增大,车速从160km/h到250km/h时,噪声增加了15.5dB、14.9dB(A)。随声屏障顶部开口增大,噪声垂向差异性增大,二次噪声最大处位置逐渐上移,“全封闭”情况下噪声最大位于桥梁底板、腹板、翼板下方,“顶部开口8m”情况下噪声最大位于声屏障顶部开口上方。金属声屏障辐射声压优势频段在31.5~50Hz,混凝土声屏障辐射声压优势频段为40~63Hz,金属声屏障总声压级较混凝土声屏障高2.3dB(A)左右。
(1)从高速铁路桥梁声屏障发展介绍了本文的研究背景,在高速铁路桥梁声屏障引起的二次结构噪声方面简要阐述了研究意义,分国内和国外归纳了关于二次结构噪声问题的研究现状、方法。
(2)对既有高速铁路线路半封闭声屏障进行现场试验研究,分析其封闭侧噪声辐射规律,结果表明:噪声的优势频段在20~200Hz以内,对线性计权总声压级起决定性作用;噪声随至声屏障距离增大而衰减,从距轨道中心线7.5m到25m处总声压级衰减4.4dB(A),同时随距轨道中心线距离的增加,垂直方向上的噪声分布指向性逐渐减弱。
(3)在车辆-轨道耦合基本理论的基础上计算动态轮轨力,作为有限元模型的激励荷载,再以有限元-边界元法的基本原理,建立桥梁-声屏障系统二次结构噪声的预测模型,最后通过将现场试验得到的测试结果与模型所计算的结果对比进行模型验证。
(4)基于所建立的噪声预测模型,分析了行车速度、声屏障顶端开口以及吸声板材料对桥梁-声屏障系统二次结构噪声的影响,结果表明:随行车速度增大,桥梁-声屏障系统梁侧二次结构噪声明显增大,车速从160km/h到250km/h时,噪声增加了15.5dB、14.9dB(A)。随声屏障顶部开口增大,噪声垂向差异性增大,二次噪声最大处位置逐渐上移,“全封闭”情况下噪声最大位于桥梁底板、腹板、翼板下方,“顶部开口8m”情况下噪声最大位于声屏障顶部开口上方。金属声屏障辐射声压优势频段在31.5~50Hz,混凝土声屏障辐射声压优势频段为40~63Hz,金属声屏障总声压级较混凝土声屏障高2.3dB(A)左右。