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公路高架桥钢箱梁振动噪声仿真研究
| 论文题名： | 公路高架桥钢箱梁振动噪声仿真研究 |
| 关键词： | 钢箱梁;低频噪声;结构振动;瞬态边界元;公路高架桥 |
| 摘要： | 随着我国经济的快速发展、交通变的日益便利的同时，噪声给人们带来的不利影响也日益严重，桥梁结构噪声作为噪声中最普遍的一种，属于低频噪声。低频噪声的频率要低于人耳能感知的声音频率，在交通噪声的构成中，所占的比重不多，但是低频噪声给人们带来的危害是巨大的。钢材是交通建设中最常用的材料之一，而且对钢箱梁桥的结构低频噪声研究不多，因此研究钢箱梁桥的噪声分布，找出其在不同工况条件下的声场分布规律以寻求更好的降噪方法，在当下是很有必要的。 本文以最为常见的等截面钢箱梁桥作为研究对象，通过建立有限元模型在软件模拟计算分析下，采用有限元程序对钢箱梁桥在交通荷载作用下的声场分布情况做了大量研究，本文主要的研究内容及成果如下： （1）简要述说了当前课题的研究背景和意义，介绍了各类环境的噪声标准、交通线上的噪声分类以及低频噪声给人们带来的巨大危害。通过查阅相关国内外文献资料，及时了解当前课题的研究现状，着重介绍了有限元法、边界元法、统计能量法三种数值方法。 （2）介绍了声学的相关基本量，对声波的基本特性（声波的反射、声波的干涉和叠加、声波的衍射）进行了总结，通过联合声波的连续方程、声波的运动方程、声波的物态方程，对声波的波动方程做出了推导。 （3）从结构的动力分析出发，对结构振动声辐射计算方法做出了重点阐述，简要介绍了本文模拟所用的两种有限元软件ANSYS、LMS Virtual. Lab，建立了钢箱梁桥的有限元模型。 （4）以32m等截面钢箱梁为研究对象，在有限元软件ANSYS中建立模型，通过节点加载的方式算出其动力响应，再将动力响应结果导入LMS有限元软件中进行不同工况的声场分析，另外在模型中加入吸声材料和声屏障进行声场分析，找出这些因素与钢箱梁桥结构振动噪声间的关系。 （5）对钢箱梁竖向位置进行声场分析得出，离梁体相同距离位置处，箱梁上方声压值大于箱梁下方声压值；在底板下部，声压由大到小再由小到大变化，场点声压值主要集中在20dB-110dB之间的低频声段。从车辆的行驶速度对钢箱梁的声场分布影响角度考虑，汽车行驶速度越大，桥梁的辐射噪声越大；并且汽车驶离桥面后，桥梁还会在很长一段时间持续振动辐射噪声。在对钢箱梁侧向面场点声场计算分析时，得出侧向声压值主要集中在30dB-92dB的低频段之间，在钢箱梁顶板添加吸声材料后，场点声压值下降不大，降噪效果一般；在钢箱梁两侧添加声屏障后，对钢箱梁上方声场有加强作用，对钢箱梁下方和远方声场无明显降噪效果，对靠近声屏障的外方声场有较为显著的降噪作用。 |
| 作者： | 陈海华 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 程海根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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