城市轨道交通连续刚构桥的结构噪声预测与控制研究

摘要

由于城市轨道交通具有运量大、速度快、准时、安全舒适、低碳环保等优点，已成为最重要的城市公共交通运输方式之一。凡事有利必有弊，城市轨道交通的快速发展促进了城市经济的发展、方便了人类的出行，但同时也带来了振动噪声问题。随着人们对生活品质要求的提高，对城市轨道交通引起的振动与噪声问题越来越无法忍受。
　　连续刚构桥是城市轨道交通高架结构中的一种典型结构形式。在速度较低的城市轨道交通中，桥梁结构噪声在轨道交通综合噪声中所占比重较为突出，且其辐射的低频噪声难以阻隔，对人体危害较大，因此对连续刚构桥梁结构噪声辐射特性和减振降噪措施的研究十分必要。以广州地铁6号线以及14号线为工程背景，本文开展了连续刚构桥车致振动与噪声研究，主要工作及成果如下:
　　(1)调研了国内轨道交通发展情况，阅读国内外相关文献，对桥梁结构噪声的预测方法进行了简单介绍，并综述了桥梁结构噪声控制措施。
　　(2)基于梁板混合有限元理论和边界元法，建立了32 m简支混凝土箱梁（高铁标准梁）结构噪声预测模型，并与现场试验对比验证，确保该方法的可靠性。结果表明:当跨中板单元区域的长度如能取5倍梁高以上，则桥梁振动响应的计算精度将非常好。
　　(3)以广州地铁6号线3×40m连续刚构桥（既有线）为工程背景，建立了连续刚构箱形截面主梁的结构噪声预测模型，并与现场试验对比，验证了该模型对连续刚构箱形截面主梁噪声预测的精确性，同时分析了连续刚构箱形截面主梁的结构噪声空间分布规律。
　　(4)以广州地铁14号线4×40m连续刚构桥（新建）为研究对象，采用本文提出的分析模型，讨论了桥梁截面形式（板厚、底板宽度）、轨道结构形式（钢弹簧浮置板、梯形轨枕、埋入式轨枕）对桥梁结构声辐射特性的影响，为桥梁工程设计提供参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 城市轨道交通的发展

1．1．2 轨道交通噪声污染

1．1．3 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外

1．2．2 国内

1．2．3 存在的问题

1．3 桥梁结构噪声的控制措施

1．4 本文的研究目标及内容

第2章 基于梁板混合单元的桥梁结构噪声预测模型

2．1 声学评价量

2．2 结构声辐射理论

2．2．1 理想流体介质的三个基本方程

2．2．2 基于亥姆霍兹方程的边界元法

2．3 梁板混合有限元理论

2．4 桥梁结构噪声预测模型

2．5 实例分析

2．6 本章小结

第3章 3×40m连续刚构结构噪声的预测与试验研究

3．1 工程背景

3．2 试验方案

3．2．1 测点布置

3．2．2 测试工况

3．3 桥梁结构噪声预测

3．3．1 振动加速度

3．3．2 近场噪声

3．3．3 远场噪声

3．3．4 对噪声峰值频率的解释

3．4 桥梁振动噪声的实测分析

3．4．1 振动加速度

3．4．2 近场噪声

3．4．3 远场噪声

3．5 桥梁噪声空间分布的预测结果

3．6 本章小结

第4章 4×40m连续刚构结构噪声的预测与控制研究

4．1 工程概况

4．2 模型及参数

4．3 桥梁截面形式的影响

4．3．1 顶板厚度

4．3．2 腹板厚度

4．3．3 底板厚度

4．3．4 底板宽度(腹板倾角)

4．4 轨道结构形式的影响

4．4．1 模型及参数

4．4．2 箱梁振动传递特性

4．4．3 箱梁振动与噪声

4．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读硕士学位期间参与的科研项目