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考虑荷载随机性影响的桥梁振动及噪声环境研究
| 论文题名： | 考虑荷载随机性影响的桥梁振动及噪声环境研究 |
| 关键词： | 人行天桥;桥梁振动;结构刚度;随机荷载 |
| 摘要： | 随着我国人车流量激增及交通空间与人居空间的紧邻化，交通、人群作用下结构振动引起的舒适性及噪声问题日益突显。本文以桥梁振动引起的舒适性问题和辐射低频噪声问题为对象，针对传统的确定性方法对在结构受力及人体感觉不确定性方面中考虑的不足，本文基于概率方法提出了能同时考虑荷载随机性及个体差异性影响的振动舒适性及声环境评价方法。一方面通过建立随机人群及车流荷载下结构振动响应计算分析体系，实现了结构响应的概率化分析;另一方面，结合已有的实验结果及标准，建立了考虑个体感觉差异性影响下，振感和噪声上的概率分布曲线，从而实现了对结构在多方面随机因素影响下的全面客观评价。本研究主要内容包括： ⑴开发了精确模拟步行荷载下人行天桥振动响应的计算方法，通过与现场振动试验结果的对比，检验了算法的精度及有效性;并基于本文提出的振动舒适性评估方法，系统研究了随机人群荷载下结构振动的舒适性。结果表明，对于基频大于3Hz的人行桥，也有可能出现振动不舒适性。 ⑵以柔性索道桥在步伐荷载作用下的振动响应计算和舒适性评价为对象，建立了简便的索道桥非线性振动方程及算法，并通过与振动实测结果的对比验证了算法的有效性。在此基础上，研究了随机人群荷载下结构的舒适性。结果表明，柔性索道桥由于结构刚度小、频率低，在步伐荷载下易在高阶振型频率发生步伐共振，影响桥梁的使用舒适性。 ⑶以下挂式人行桥为研究对象，分别对在随机人群荷载及随机车流作用下，结构振动的概率分布特点及舒适性进行了研究;特别是在车流作用分析中，考虑了车过伸缩缝时的冲击效应，通过与试验结果对比，对伸缩缝冲击效应的模拟方法及其对结构舒适性的影响进行了研究;结果表明，这类人行桥的舒适性主要受伸缩缝冲击效应的影响。 ⑷以一分离式钢箱梁桥的振动声辐射预测及声环境评价为对象，通过与实测结果对比，验证了车桥耦合振动结合点声源法求解体系在预测振动声辐射上的有效性;在此基础上，对随机车流作用下，结构振动声辐射的声压分布特点进行了分析;并基于烦恼率，分别采用G声级和C声级对结构振动辐射的次声噪声和低频噪声进行了概率意义上的评价。结果表明:由桥面板局部振动引起的频率在10～20Hz之间的噪声为这类桥梁振动辐射噪声最主要的原因，通过降低路面粗糙度和提高桥面板刚度能有效实现减振降噪的目的。 |
| 作者： | 吴冬雁 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 谢旭 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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