城市轨道高架桥半封闭式声屏障的车致振动响应研究

发布时间：2020-10-17 02:18

　　 城市轨道交通给人们出行带来方便的同时也引起了严重的噪声污染问题,声屏障作为一种防治交通噪声的有效措施而被广泛采用。随着声屏障的普遍应用,其振动破坏问题也逐渐暴露出来,对其动力问题开展相关研究势在必行。目前国内外关于声屏障结构振动的研究主要集中在高速轨道交通并主要考虑列车脉动风荷载的影响。城市轨道交通以较低车速运营,其高架桥声屏障振动所受列车脉动风荷载远不如高速轨道交通中显著,而受车桥振动的影响不可忽略,尤其是在列车轮轨力作用下容易发生弯扭耦合振动的水平曲线高架桥声屏障。因而开展城市高架桥声屏障的车致振动响应及其响应规律的研究具有重要意义。本文采用现场测试和数值模拟相结合的方法,以某城市轨道交通线路的高架桥半封闭式声屏障振动问题为研究背景,开展了城市轨道高架桥声屏障结构车致振动规律的相关研究,主要工作如下:(1)针对直线和曲线高架桥半封闭式声屏障的车致振动进行了现场测试研究,分析了高架桥半封闭式声屏障结构的动力特性、车致振动激励特性,并初步探讨了高架桥声屏障结构的车致振动响应规律。(2)基于ANSYS参数化编程语言(APDL)建立了高架桥半封闭式声屏障结构的参数化有限元模型,并通过与实测模态对比验证了有限元模型的有效性;结合MATLAB代码编译及APDL实现了列车-高架桥-声屏障空间耦合振动的求解程序,可适用于各种形式声屏障在车桥耦合影响下的振动分析,并通过经典算例和实测数据进行了验证,说明求解程序求解结果合理并可用于进一步的参数化分析。(3)基于自编的列车-高架桥-声屏障耦合振动求解程序针对某城市轨道双线高架桥半封闭式声屏障的车致振动响应进行了参数影响分析,探讨了行车方向、列车编组、列车速度、高架桥-声屏障水平曲率、高架桥跨度等参数对结构动力响应的影响规律,具有一定的工程应用价值。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U441.3;U443.7
【部分图文】：

对低速情况下声屏障结构在列车荷载作用下的振动规律开展进一步研研究对象为折角式声屏障。国内学者王少林[5]、李小珍等[6]分别对半封封闭式声屏障在车桥耦合激励下的振动规律进行了数值分析，但研究高速轨道交通，且缺乏实测数据的验证。国内外关于城市轨道交通高架桥声屏障振动问题的研究仍十分匮乏，情况下车桥耦合对城市轨道高架桥声屏障振动具有重要影响，尤其是桥梁段，因而针对城市轨道高架桥声屏障的车致振动开展试验测试和研究具有重要意义。封闭式声屏障在城市轨道高架桥中具有较好的应对封闭式声屏障振动问题的研究也具有一定工程价值。

9（a）直线平坡段高架桥声屏障 （b）曲线纵坡段高架桥声屏障图 2-2 高架桥半封闭式声屏障测试路段实景2.2 测试内容为初步探讨城市轨道交通中列车运行对高架桥声屏障结构振动的影响规律，测试中重点关注桥梁段跨中截面的响应，在跨中处桥面轨道板、声屏障立柱根部、立柱顶端、亚克力板上均布置了加速度传感器，采集列车运营期间高架桥声屏障结构的动力响应，主要测点布置如图 2-3、图 2-4（图中测点编号 T 表示轨道板测点，F 表示声屏障框架上测点，A 表示声屏障亚克力板上测点）。传感器布置方向统一以轨道桥梁系统为基准，采集列车由声屏障封闭侧和敞开侧通过时，结构的铅垂向、水平垂轨向、水平顺轨向（即竖向、横向、纵向）3 个方

A-1立柱顶端T-1混凝土护栏敞开侧（外径侧）封闭侧（内径侧）F-2F-1F-2F-1图 2-3 高架桥声屏障主要测点示意图传感器 （b）F-1#测点（立柱根部） （c）F-2#测点（立
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本文编号：2844125