【摘 要】
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近年来,随着我国轨道交通的快速发展和桥梁建造技术的提高,钢桥越来越多地被应用于桥梁建设中。箱形截面组合梁桥的抗扭刚度很高,具有较强的稳定性和较大的刚度,因此目前轨道交通组合桥梁的结构形式主要采用钢箱结合梁。相比混凝土桥,钢箱结合梁桥的噪声问题更为突出,而当前对该类型桥梁结构噪声的研究有限。在此背景下,本文对列车激励下钢箱结合梁桥的振动噪声开展深入研究。首先,通过建立车辆-轨道系统耦合频域分析模型模
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近年来,随着我国轨道交通的快速发展和桥梁建造技术的提高,钢桥越来越多地被应用于桥梁建设中。箱形截面组合梁桥的抗扭刚度很高,具有较强的稳定性和较大的刚度,因此目前轨道交通组合桥梁的结构形式主要采用钢箱结合梁。相比混凝土桥,钢箱结合梁桥的噪声问题更为突出,而当前对该类型桥梁结构噪声的研究有限。在此背景下,本文对列车激励下钢箱结合梁桥的振动噪声开展深入研究。首先,通过建立车辆-轨道系统耦合频域分析模型模拟列车通过桥梁时产生的激励。其次,归纳总结当前桥梁结构振动噪声的预测方法,提出适于进行钢箱结合梁全频段振动噪声预测的模型。而后,以某钢箱结合梁节段模型为对象,基于锤击试验对预测模型的可靠性进行验证。进一步地,将验证后的预测模型进行推广到某轨道交通40 m钢箱结合梁上,结合车辆-轨道系统耦合频域分析模型对列车经过桥梁时产生的振动和噪声进行预测。最后,面向工程实际,分析了轨道减振措施、板厚、板件加劲以及横向联接系等结构参数对钢箱结合梁振动噪声的影响,为实现该类型桥梁减振降噪提供一定的参考意义。主要结论如下:(1)列车通过桥梁时,轮轨相互作用力的频谱特性是决定桥梁结构振动和声辐射的频谱特性的主要因素。(2)桥梁结构噪声传播具有指向性,导致了:(1)某场点的声压级与该场点到桥梁结构的距离并非呈单调关系;(2)本研究所考察的所有减振降噪措施对不同空间场点的噪声影响规律存在差异。(3)使用弹性扣件和使用钢弹簧浮置板轨道都能使钢轨的振动能量在传递至桥面板的过程中有效耗散,进而降低桥梁结构的振动声辐射。对于桥梁跨中截面声场考察范围内的总声级而言,采用弹性扣件和钢弹簧浮置板轨道后分别能达到10.7 d B(A)和39.2~50.1d B(A)的降噪效果。(4)板厚变化对桥梁结构振动声辐射起到一定的控制作用。经对比分析,在满足结构承载力和合理控制工程造价的前提下,适当增加桥面板厚度可以对钢箱结合梁起到较好的减振降噪效果。(5)腹板加劲和减小横隔板间距能通过增大板件的局部刚度和减小幅面尺寸来达到减振降噪的目的。对于桥梁跨中截面声场考察范围内的总体声级,采用腹板加劲和减小横隔板间距后,能达到1.4~2.8 d B(A)的降噪效果。
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