国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

鐵路結(jié)合梁橋結(jié)構(gòu)噪聲的數(shù)值預(yù)測(cè)與試驗(yàn)驗(yàn)證

2018-06-30 06:58劉全民李小珍羅文俊
鐵道學(xué)報(bào) 2018年6期
關(guān)鍵詞:梁橋聲壓級(jí)腹板

劉全民,李小珍,張 迅,羅文俊

(1.華東交通大學(xué) 鐵路環(huán)境振動(dòng)與噪聲教育部工程研究中心,江西 南昌 330013;2.西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院,四川 成都 610031)

近年來(lái),隨著我國(guó)高速鐵路和城市軌道交通的快速發(fā)展,列車(chē)運(yùn)行速度提高,鐵路行車(chē)密度增大,導(dǎo)致鐵路引起的振動(dòng)與噪聲問(wèn)題日益突出。由于受到地質(zhì)、地形條件等的限制,我國(guó)多條高速鐵路中的橋梁占比已超過(guò)70%。當(dāng)列車(chē)通過(guò)橋梁時(shí),輪軌相互作用除了產(chǎn)生輪軌噪聲外,還會(huì)引起橋梁振動(dòng),產(chǎn)生結(jié)構(gòu)噪聲?,F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明,列車(chē)在鋼橋或結(jié)合梁橋上運(yùn)行時(shí)輻射噪聲的聲壓級(jí)比路基區(qū)段高5~20 dB[1]。一般來(lái)說(shuō),鐵路結(jié)合梁的車(chē)致振動(dòng)和噪聲明顯大于混凝土橋;另一方面,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鐵路結(jié)合梁橋車(chē)致振動(dòng)與噪聲及控制的研究較少,限制了該類(lèi)橋梁在軌道交通中的應(yīng)用。聲屏障對(duì)隔離輪軌噪聲有一定的效果,但對(duì)橋梁本身產(chǎn)生的噪聲幾乎沒(méi)有作用。

針對(duì)鐵路混凝土橋產(chǎn)生的低頻結(jié)構(gòu)噪聲,國(guó)內(nèi)外學(xué)者分別采用有限元法、邊界元法等進(jìn)行研究[2-5]。對(duì)于鐵路鋼橋或結(jié)合梁橋的車(chē)致振動(dòng)與噪聲問(wèn)題,文獻(xiàn)[6]針對(duì)美國(guó)的鐵路高架鋼橋提出噪聲解析預(yù)測(cè)模型。文獻(xiàn)[7]將橋梁模型進(jìn)行高度簡(jiǎn)化,僅考慮豎向振動(dòng),假設(shè)橋上線路的軌道不平順與路基線路相同,將鋼軌振動(dòng)作為輸入?yún)?shù),根據(jù)橋梁導(dǎo)納實(shí)部、作用在橋上的扣件力計(jì)算橋梁的輸入功率,再由統(tǒng)計(jì)能量分析(SEA)計(jì)算振動(dòng)在橋梁構(gòu)件中的傳遞結(jié)果,給出了彈性扣件結(jié)合鋼軌阻尼器的低噪聲橋梁方案。文獻(xiàn)[8]在此基礎(chǔ)上采用兩層有限長(zhǎng)Timoshenko梁模型計(jì)算低頻時(shí)鋼軌-橋梁的耦合作用,并改進(jìn)了高頻時(shí)支撐梁的導(dǎo)納結(jié)果。文獻(xiàn)[9]在低頻段采用有限元法、高頻段采用SEA,研究某鋼橋在5~5 000 Hz頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)噪聲,并分析吸振器對(duì)鋼軌衰減率和橋梁噪聲的影響。文獻(xiàn)[10]針對(duì)某簡(jiǎn)支鋼橋,采用格子梁模型計(jì)算車(chē)致結(jié)構(gòu)振動(dòng),并根據(jù)振動(dòng)聲輻射理論計(jì)算2~100 Hz頻段的低頻噪聲。

鐵路結(jié)合梁橋輻射的結(jié)構(gòu)噪聲頻率上限一般在幾千赫茲。隨著模型規(guī)模的增大和分析頻率的提高,有限元法和邊界元法要求計(jì)算模型的單元尺寸足夠小,導(dǎo)致這兩種方法的計(jì)算量急劇增大,因此大型結(jié)構(gòu)涉及高頻噪聲時(shí)難以進(jìn)行計(jì)算。統(tǒng)計(jì)能量分析在計(jì)算模態(tài)密度高的大規(guī)模復(fù)雜結(jié)構(gòu)高頻寬帶動(dòng)力響應(yīng)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于結(jié)合梁橋噪聲的分析報(bào)道仍不多見(jiàn)。已有的橋梁結(jié)構(gòu)噪聲統(tǒng)計(jì)能量分析多基于強(qiáng)耦合假設(shè),這種假設(shè)適合計(jì)算同種材料建成的橋梁,不適合板厚相差較大的結(jié)合梁橋結(jié)構(gòu)噪聲分析[1]。本文綜合運(yùn)用車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)和SEA,無(wú)需強(qiáng)耦合假設(shè),建立結(jié)合梁橋車(chē)致振動(dòng)與噪聲的理論計(jì)算模型,并以某(32+40+32) m連續(xù)鋼-混結(jié)合梁橋?yàn)槔瑢?duì)該類(lèi)橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的產(chǎn)生機(jī)理、頻譜特性和構(gòu)件聲貢獻(xiàn)量進(jìn)行分析。

1 鋼-混結(jié)合梁橋結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測(cè)方法

本文分析的頻率上限已超過(guò)1 000 Hz,要捕捉到高頻的動(dòng)力響應(yīng),則網(wǎng)格尺寸不得超過(guò)最短波長(zhǎng)的1/6。本文采用的車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)分析雖能直接求得結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng),但模型規(guī)模較大時(shí),由于還涉及輪軌接觸非線性計(jì)算,求解工作量將比較龐大,有時(shí)無(wú)法進(jìn)行。混凝土構(gòu)件的振動(dòng)頻率比鋼構(gòu)件低得多,在車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)計(jì)算中,如果只需要得到橋面板的響應(yīng),采用較大的單元尺寸也能得到混凝土橋面板相對(duì)準(zhǔn)確的振動(dòng)響應(yīng)。因此本文通過(guò)以車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)分析計(jì)算橋面板的振動(dòng)能量,然后求解SEA功率平衡方程,計(jì)算橋梁的振動(dòng)響應(yīng)和結(jié)構(gòu)噪聲。

在車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)計(jì)算中,采用有限元法建立梁-板混合模型,得到橋面板單元節(jié)點(diǎn)的時(shí)域振動(dòng)響應(yīng),經(jīng)FFT得到各節(jié)點(diǎn)的頻域均方速度,再進(jìn)行空間平均得到該單元的平均均方振動(dòng)速度,乘以單元質(zhì)量即可得到該單元的振動(dòng)能量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)能量分析原理,列出功率平衡方程并求解即可得到各子系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)。最后結(jié)合振動(dòng)聲輻射原理,計(jì)算各場(chǎng)點(diǎn)橋梁結(jié)構(gòu)噪聲聲壓級(jí)。

1.1 車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)理論

車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)分析中的車(chē)輛模型包含車(chē)身、轉(zhuǎn)向架和輪對(duì)共7個(gè)剛體,每個(gè)剛體包含2個(gè)平動(dòng)(浮沉、橫擺)及3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)(側(cè)滾、搖頭和點(diǎn)頭)共5個(gè)自由度,每節(jié)車(chē)共有35個(gè)自由度。一系和二系懸掛均簡(jiǎn)化為并聯(lián)的線性彈簧和黏性阻尼器。

將鋼軌、扣件、軌墊板、軌枕和道床構(gòu)成的有砟軌道簡(jiǎn)化為三層離散點(diǎn)支承模型。將鋼軌看作間隔彈性支承的Euler梁,計(jì)入其豎向、側(cè)向及扭轉(zhuǎn)自由度,軌枕視為剛體。道床簡(jiǎn)化為根據(jù)軌枕間隔布置的一系列質(zhì)量塊,僅有豎向自由度。鋼軌-軌枕、軌枕-道床、道床-橋面均采用線性彈簧和黏性阻尼器連接。

橋梁模型采用有限元法建立,考慮一致質(zhì)量矩陣。根據(jù)Rayleigh阻尼形成結(jié)構(gòu)阻尼矩陣,結(jié)合梁橋的阻尼比參考文獻(xiàn)[1]中橋梁阻尼比的實(shí)測(cè)結(jié)果,取0.01。二期恒載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量分配給橋面單元。

車(chē)輛、軌道和橋梁子系統(tǒng)通過(guò)一定的輪-軌和橋-軌接觸關(guān)系耦合在一起。輪-軌法向接觸力采用Hertz理論計(jì)算。按照Kalker線性蠕滑理論,并采用沈氏理論做非線性修正,計(jì)算輪-軌蠕滑力[11]。道床與橋面相互作用通過(guò)一系列節(jié)點(diǎn)之間的線性彈簧和黏性阻尼器考慮。軌道不平順作為系統(tǒng)的自激勵(lì)。車(chē)輛、軌道和橋梁的運(yùn)動(dòng)方程根據(jù)d′Alembert原理得到,歸納為矩陣形式[12]

( 1 )

( 2 )

( 3 )

1.2 基于SEA的結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測(cè)模型

SEA假設(shè)子系統(tǒng)的模態(tài)密度足夠大時(shí),每個(gè)模態(tài)具有相同的振動(dòng)能量。根據(jù)每個(gè)子系統(tǒng)的儲(chǔ)能、耗能以及能量相互傳遞關(guān)系,就能得到系統(tǒng)的功率平衡方程[14-15]。本文分析的噪聲頻率超過(guò)1 000 Hz,橋梁模態(tài)密集,滿足統(tǒng)計(jì)能量分析的假設(shè)。

文獻(xiàn)[1]基于統(tǒng)計(jì)能量思想假設(shè)子系統(tǒng)的模態(tài)能量之比等于模態(tài)密度之比,避免了耦合損耗因子的求解,但這樣的計(jì)算結(jié)果在激勵(lì)處偏小,遠(yuǎn)離激勵(lì)處又會(huì)偏大。對(duì)于各處輻射效率均較相近的系統(tǒng),該簡(jiǎn)化不會(huì)造成明顯誤差。但對(duì)結(jié)合梁橋來(lái)說(shuō),各處輻射效率相差較大,這種簡(jiǎn)化的誤差也較大。因此,本文從統(tǒng)計(jì)能量分析原理出發(fā),無(wú)強(qiáng)耦合假定。

將本文分析的鐵路結(jié)合梁橋劃分為n個(gè)子系統(tǒng),其功率平衡方程為

ωηE=P

( 4 )

其中

( 5 )

E=[E1…Ek…En]T

( 6 )

P=[P1…Pk…Pn]T

( 7 )

式中:ω為圓頻率;ηi為內(nèi)損耗因子;ηij為從子系統(tǒng)i到子系統(tǒng)j的耦合損耗因子;Pi和Ei分別為子系統(tǒng)i的輸入功率和振動(dòng)能量。

( 8 )

式中:ρ0為空氣密度,取1.21 kg/m3;c為聲音在空氣中的傳播速度,取343 m/s;σi、Si分別為板i的輻射效率和表面積。

子系統(tǒng)i在場(chǎng)點(diǎn)M的均方聲壓可表示為

( 9 )

式中:A為聲能量在垂直于傳播方向上流過(guò)的面積。A的計(jì)算可根據(jù)場(chǎng)點(diǎn)M到板中心的距離(d)分為以下3種情形:

①若d≤a/π,隨距離衰減的聲壓級(jí)為0,聲波波陣面是平面,距離增大,聲壓不變。

A=4ab/π

(10)

②若a/π

A=4bd

(11)

③若d≥b/π,則應(yīng)將其簡(jiǎn)化為點(diǎn)聲源,場(chǎng)點(diǎn)M聲能流過(guò)的面積為

A=4πd2

(12)

根據(jù)以上假設(shè),在d取不同值時(shí),可將橋梁各子系統(tǒng)簡(jiǎn)化為相應(yīng)的簡(jiǎn)單聲源。基于線性假設(shè),采用疊加原理,場(chǎng)點(diǎn)M的總均方聲壓為

(13)

式中:Gi為考慮地面反射效應(yīng)的參數(shù)。由于地面的反射作用,直達(dá)聲與反射聲會(huì)疊加,使得場(chǎng)點(diǎn)聲壓級(jí)增大。針對(duì)橋梁下方的道路、水面等,大量測(cè)試結(jié)果建議Gi=2[6]。

2 橋梁車(chē)致振動(dòng)分析

2.1 橋梁概況

本文分析對(duì)象為某(32+40+32) m三跨連續(xù)鋼-混結(jié)合梁橋,橋梁橫截面如圖1所示。該橋位于直線區(qū)段,雙線,橋面寬12.4 m,線間距4.6 m,設(shè)計(jì)二期恒載為140 kN/m。橋上采用CHN 60 kg/m鋼軌,有砟軌道。主梁為兩片間隔6 m的寬翼緣工字鋼,每隔4 m設(shè)置一道橫聯(lián)。縱梁高2.5 m,翼緣寬1.2 m,腹板厚24 mm,翼緣厚50 mm。主梁鋼材為14MnNbq E級(jí)鋼,橋面板混凝土等級(jí)為C50,現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板厚0.2~0.487 m。在上翼緣設(shè)置栓釘連接主梁與橋面板,主梁下翼緣距地面5.59 m。鐵路橋梁與跨越的公路斜交40.2°。橋梁兩側(cè)民房距橋梁邊緣不足10 m。

圖1 橋梁橫截面圖(單位:mm)

2.2 軌道不平順

在進(jìn)行車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)分析時(shí),將軌道不平順作為系統(tǒng)激勵(lì)。本文采用實(shí)測(cè)的軌道不平順譜,由三角級(jí)數(shù)法生成軌道不平順樣本,波長(zhǎng)取1~50 m。軌道不平順中的短波成分是橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的重要激勵(lì)[2],因此本文在軌道高低不平順譜中組合Sato輪軌聯(lián)合粗糙度譜[16],短波波長(zhǎng)0.01~1 m。實(shí)測(cè)不平順譜與Sato譜組合后的高低不平順功率譜如圖2所示。

圖2 豎向軌道不平順功率譜密度

2.3 橋梁動(dòng)力響應(yīng)分析

進(jìn)行車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)分析是為了得到橋面板的振動(dòng)響應(yīng),故橋面板采用板單元模擬。橋面下的工字梁僅提供支撐,故采用梁?jiǎn)卧M。因此橋梁采用有限元方法建立梁-板混合模型。模型利用主從約束連接主梁與橋面板對(duì)應(yīng)的單元節(jié)點(diǎn),橋梁動(dòng)力計(jì)算采用一致質(zhì)量矩陣。本橋采用擴(kuò)大基礎(chǔ),支承于堅(jiān)硬的花崗巖,故邊界條件處理為基礎(chǔ)底部固結(jié)。

計(jì)算中車(chē)速與實(shí)測(cè)保持一致,取192 km/h。車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)計(jì)算得到的橋面板各跨跨中時(shí)域速度響應(yīng)如圖3(a)所示,將其通過(guò)FFT轉(zhuǎn)化到頻域后如圖3(b)所示。橋梁SEA模型包含42個(gè)子系統(tǒng),其中,編號(hào)1~12的子系統(tǒng)為橋面板。將每一個(gè)橋面板子系統(tǒng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的均方速度進(jìn)行空間平均后,乘以質(zhì)量得到該橋面子系統(tǒng)的動(dòng)能。

(a)振動(dòng)速度時(shí)程

(b)振動(dòng)速度頻譜圖3 橋面板振動(dòng)速度

3 橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 試驗(yàn)概況

在左跨跨中腹板中心布置法向加速度計(jì),編號(hào)V1;在下翼緣中心設(shè)置法向加速度測(cè)點(diǎn),編號(hào)V2。由于有公路斜穿該鐵路橋主跨,無(wú)法在主跨布置噪聲測(cè)點(diǎn),故在左邊跨跨中布置橋下噪聲測(cè)點(diǎn),編號(hào)M1。在主跨跨中斷面距軌道中心線7.5、25 m處設(shè)置聲傳感器,編號(hào)M2、M3。測(cè)點(diǎn)M1~M3距地面均為1.5 m。

加速度測(cè)試采用ICP加速度計(jì),其量程和響應(yīng)頻率均滿足要求,通過(guò)振動(dòng)測(cè)試法向加速度。噪聲測(cè)試采用自由場(chǎng)型傳聲器,響應(yīng)頻率滿足要求,采樣頻率10.24 kHz。在測(cè)試開(kāi)始前對(duì)聲傳感器和ICP加速度計(jì)進(jìn)行標(biāo)定。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)當(dāng)天氣象條件滿足測(cè)試要求。運(yùn)行列車(chē)為CRH2重聯(lián)動(dòng)車(chē)組,車(chē)速等于車(chē)長(zhǎng)除以列車(chē)通過(guò)測(cè)試斷面所需的時(shí)間。對(duì)動(dòng)車(chē)組以192 km/h速度在靠近測(cè)點(diǎn)軌道上運(yùn)行時(shí)的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。由于A計(jì)權(quán)會(huì)嚴(yán)重低估結(jié)構(gòu)噪聲,本文噪聲分析采用線性計(jì)權(quán)。

人耳的可聽(tīng)域?yàn)?0 Hz~20 kHz,為了消除次聲的影響,對(duì)直接測(cè)得的聲壓時(shí)程按17.8 Hz進(jìn)行高通濾波。M2距離公路最近,該處由列車(chē)運(yùn)行引起的噪聲聲壓級(jí)達(dá)92.8 dB,本底噪聲聲壓級(jí)為72.0 dB,本底噪聲低于鐵路噪聲20.8 dB,可忽略本底噪聲的干擾。

3.2 加速度和聲壓級(jí)實(shí)測(cè)值與計(jì)算值的對(duì)比

實(shí)測(cè)和計(jì)算的主梁腹板和下翼緣法向加速度如圖4所示。由圖4可知振動(dòng)加速度的理論計(jì)算頻譜與實(shí)測(cè)結(jié)果大致相同。主梁加速度優(yōu)勢(shì)頻率在50~1 000 Hz,其峰值頻率分別為63、80 Hz。主梁翼緣厚度大導(dǎo)致其剛度大,所以翼緣的振動(dòng)峰值頻率高于腹板。但是就平板的輻射效率而言,其峰值頻率與平板厚度成反比。需要說(shuō)明的是,實(shí)測(cè)值是平板中心一點(diǎn)的振動(dòng),而基于統(tǒng)計(jì)能量分析的計(jì)算值是整個(gè)平板平均后的振動(dòng)響應(yīng)。還需注意的是,平板在低頻段的模態(tài)密度較小,因此振動(dòng)計(jì)算結(jié)果在低頻段存在一定的誤差。

(a)V1

(b)V2圖4 主梁腹板和下翼緣實(shí)測(cè)與計(jì)算加速度

場(chǎng)點(diǎn)M1、M2噪聲實(shí)測(cè)值分別為93.0、92.8 dB,理論計(jì)算結(jié)果依次為92.0、90.3 dB。場(chǎng)點(diǎn)M1、M2實(shí)測(cè)1/3倍頻程聲壓級(jí)如圖5所示。圖5表明,該結(jié)合梁橋結(jié)構(gòu)噪聲優(yōu)勢(shì)頻率范圍為20~1 000 Hz,與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合。由于橋面板對(duì)輪軌噪聲等的遮蔽作用,可忽略輪軌噪聲等對(duì)梁下噪聲測(cè)點(diǎn)M1的影響。測(cè)點(diǎn)M1實(shí)測(cè)的聲壓級(jí)頻譜與計(jì)算結(jié)果較吻合,表明本文提出的理論計(jì)算方法是可靠的。路旁噪聲測(cè)點(diǎn)M2的聲壓級(jí)在800 Hz以上頻段與計(jì)算結(jié)果相差較大,這是因?yàn)樵诖祟l段M2的噪聲包含輪軌、車(chē)輛等噪聲成分。

(a)M1

(b)M2圖5 噪聲測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)與計(jì)算聲壓級(jí)的對(duì)比

從圖5可以看出,聲壓級(jí)的峰值頻率在40~125 Hz,原因是軌道作用在橋上的力也在這個(gè)頻段內(nèi)達(dá)到峰值[17]。該橋產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)噪聲主要分布在20~1 000 Hz,因此在計(jì)算結(jié)合梁橋產(chǎn)生的噪聲時(shí)截止頻率可以取1 000 Hz。鋼結(jié)構(gòu)部分厚度小,長(zhǎng)度和寬度較大,其輻射面積也大,在運(yùn)行列車(chē)作用下,容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)噪聲。

4 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲貢獻(xiàn)量分析

經(jīng)計(jì)算,橋梁輻射到場(chǎng)點(diǎn)M2的結(jié)構(gòu)噪聲達(dá)90.3 dB,其中左邊跨貢獻(xiàn)77.9 dB,主跨產(chǎn)生89.8 dB,右邊跨貢獻(xiàn)77.8 dB。由此可見(jiàn),兩邊跨對(duì)主跨跨中斷面噪聲測(cè)點(diǎn)M2的貢獻(xiàn)可以忽略。場(chǎng)點(diǎn)M3也有類(lèi)似的結(jié)果,因此可以得出,在計(jì)算主跨跨中斷面距近軌不超過(guò)25 m場(chǎng)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)噪聲時(shí),可忽略鄰跨的影響。另外,隨著場(chǎng)點(diǎn)到線路中心線距離的增加,鄰跨輻射噪聲的比例會(huì)增大。

分析M2的結(jié)構(gòu)噪聲,橋面板、腹板和下翼緣的貢獻(xiàn)依次為87.1、86.2和81.7 dB。橋面板、腹板和下翼緣輻射到場(chǎng)點(diǎn)M2的聲壓級(jí)頻譜如圖6所示。由圖6可知,腹板輻射噪聲在315 Hz以上頻段起主要作用,在400 Hz以上頻段可只考慮主梁腹板的聲輻射,因?yàn)樵诖祟l段鋼梁腹板的振動(dòng)速度和輻射效率均較大(圖7、圖8)。315 Hz以下頻段以混凝土橋面板和鋼梁腹板輻射噪聲為主,原因是橋面板在這個(gè)頻段的輻射效率高、鋼梁腹板振動(dòng)速度較大。整個(gè)分析頻段內(nèi)鋼梁下翼緣輻射噪聲最小,這是因?yàn)殇摿合乱砭壈搴褫^大,輻射效率低。

圖7 橋梁各子系統(tǒng)的輻射效率

圖8 橋梁各子系統(tǒng)振動(dòng)速度

5 結(jié)論

本文基于車(chē)-線-橋耦合振動(dòng)和統(tǒng)計(jì)能量分析,避免強(qiáng)耦合假設(shè),提出鐵路鋼-混結(jié)合梁橋車(chē)致振動(dòng)與結(jié)構(gòu)噪聲的理論計(jì)算方法。以某鐵路(32+40+32) m連續(xù)鋼-混結(jié)合梁橋?yàn)槔?,研究其?chē)致振動(dòng)與噪聲的頻譜特性和各構(gòu)件聲貢獻(xiàn)量,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證理論模型。

(1)該結(jié)合梁橋輻射結(jié)構(gòu)噪聲現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值的對(duì)比表明,本文提出的方法可用于結(jié)合梁橋結(jié)構(gòu)噪聲的預(yù)測(cè)。

(2)該橋產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)噪聲主要位于20~1 000 Hz頻段,因此在計(jì)算結(jié)合梁橋產(chǎn)生的噪聲時(shí)截止頻率可取1 000 Hz。

(3)在計(jì)算主跨跨中斷面距近軌不超過(guò)25 m場(chǎng)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)噪聲時(shí),可忽略鄰跨的影響。另外,若場(chǎng)點(diǎn)到線路中心線的距離增加,鄰跨輻射噪聲的比例會(huì)增大。

(4)對(duì)于場(chǎng)點(diǎn)M2,橋面板、腹板和下翼緣的貢獻(xiàn)依次為87.1、86.2和81.7 dB。腹板輻射噪聲在315 Hz以上頻段起主要作用,315 Hz以下頻段以橋面板和鋼梁腹板輻射噪聲為主,全頻段內(nèi)下翼緣輻射噪聲最小。

參考文獻(xiàn):

[1]THOMPSON D J.Railway Noise and Vibration:Mechanisms,Modeling and Means of Control[M].Oxford:Elsevier,2009:359-397.

[2]LI Q,XU Y L,WU D J.Concrete Bridge-borne Low-frequency Noise Simulation Based on Train-track-bridge Dynamic Interaction[J].Journal of Sound and Vibration,2012,331(10):2457-2470.

[3]高飛,夏禾,曹艷梅,等.城市軌道交通高架結(jié)構(gòu)振動(dòng)與聲輻射研究[J].振動(dòng)與沖擊,2012,31(4):72-76.

GAO Fei,XIA He,CAO Yanmei,et al.Vibration and Noise Influences of Elevated Structures in Urban Railway[J].Journal of Vibration and Shock,2012,31(4):72-76.

[4]李小珍,張迅,劉全民,等.高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的全頻段預(yù)測(cè)研究(Ⅰ):理論模型[J].鐵道學(xué)報(bào),2013,35(1):101-107.

LI Xiaozhen,ZHANG Xun,LIU Quanmin,et al.Prediction of Structure-borne Noise of High-speed Railway Bridges in Whole Frequency Bands(Part Ⅰ):Theoretical Model[J].Journal of the China Railway Society,2013,35(1):101-107.

[5]張迅,李小珍,劉全民,等.高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的全頻段預(yù)測(cè)研究(Ⅱ):試驗(yàn)驗(yàn)證[J].鐵道學(xué)報(bào),2013,35(2):87-92.

ZHANG Xun,LI Xiaozhen,LIU Quanmin,et al.Prediction of Structure-borne Noise of High-speed Railway Bridges in Whole Frequency Bands(Part Ⅱ):Field Test Verification[J].Journal of the China Railway Society,2013,35(2):87-92.

[6]REMINGTON P J,WITTIG L E.Prediction of the Effectiveness of Noise Control Treatments in Urban Rail Eleva-ted Structures[J].Journal of the Acoustical Society of America,1985,78(6):2017-2033.

[7]JANSSENS M H A,THOMPSON D J.A Calculation Model for the Noise from Steel Railway Bridges[J].Journal of Sound and Vibration,1996,193(1):295-305.

[8]BEWES O G,THOMPSON D J,JONES C J C,et al.Calculation of Noise from Railway Bridges and Viaducts:Experimental Validation of a Rapid Calculation Model[J].Journal of Sound and Vibration,2006,293(3/5):933-943.

[9]POISSON F,MARGIOCCHI F.The Use of Dynamic Dampers on the Rail to Reduce the Noise of Steel Railway Bridges[J].Journal of Sound and Vibration,2006,293(3/5):944-952.

[10]謝旭,張鶴,山下幹夫,等.橋梁振動(dòng)輻射低頻噪聲評(píng)估方法研究[J].土木工程學(xué)報(bào),2008,41(10):53-59.

XIE Xu,ZHANG He,YAMASHITA Mikio,et al.Theoretical Analysis of Low-frequency Noise Radiated from Bridge Vibrations[J].China Civil Engineering Journal,2008,41(10):53-59.

[11]HEDRICK J K.A Comparison of Alternative Creep Force Models for Rail Vehicle Dynamic Analysis[J].Vehicle System Dynamic,1983,12(1/3):79-83.

[12]李小珍.高速鐵路列車(chē)-橋梁系統(tǒng)耦合振動(dòng)理論及應(yīng)用研究[D].成都:西南交通大學(xué),2000:23-82.

[13]ZHAI W M.Two Simple Fast Integration Methods for Large-scale Dynamic Problems in Engineering[J].International Journal for Numerical Methods in Engineering,1996,39(24):4199-4214.

[14]姚德源,王其政.統(tǒng)計(jì)能量分析原理及其應(yīng)用[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1995:17-42.

[15]雷曉燕,圣小珍.現(xiàn)代軌道理論研究[M].2版.北京:中國(guó)鐵道出版社,2008:333-390.

[16]SATO Y.Study on High-frequency Vibration in Track Operation with High-speed Trains[J].Quarterly Reports,1977,18(3):22-27.

[17]WU T X,LIU J H.Sound Emission Comparisons between the Box-section and U-section Concrete Viaducts for Elevated Railway[J].Noise Control Engineering Journal,2012,60(4):450-457.

猜你喜歡
梁橋聲壓級(jí)腹板
矮塔斜拉橋鋼箱梁超高腹板局部穩(wěn)定性分析
腹板開(kāi)口對(duì)復(fù)合材料梁腹板剪切承載性能的影響
混凝土強(qiáng)度對(duì)拼寬T梁橋時(shí)變可靠度的影響
主跨 180 m 公路鋼 - 混混合連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)分析
波形鋼腹板箱梁腹板受力分析
彎梁橋受力特性計(jì)算分析及其在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
基于三維有限元的箱梁腹板剪力分配規(guī)律分析*
簡(jiǎn)支U型梁橋的抗彎性能分析與試驗(yàn)
全新DXR mkll有源揚(yáng)聲器
整流罩有效負(fù)載填充效應(yīng)變化規(guī)律及形成機(jī)理研究
乌拉特中旗| 贵溪市| 财经| 乌拉特前旗| 武陟县| 洛南县| 集安市| 天气| 忻城县| 湖口县| 贡山| 靖州| 仁寿县| 务川| 赣榆县| 淅川县| 久治县| 昌吉市| 门头沟区| 专栏| 怀柔区| 玉树县| 城口县| 洞头县| 尼勒克县| 瓮安县| 马鞍山市| 阳高县| 广河县| 沅江市| 杨浦区| 筠连县| 涿州市| 获嘉县| 和田市| 五大连池市| 察雅县| 阳曲县| 分宜县| 宜城市| 平邑县|