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货运铁路大型全封闭声屏障静力及疲劳性能研究
| 论文题名： | 货运铁路大型全封闭声屏障静力及疲劳性能研究 |
| 关键词： | 货运铁路线;全封闭声屏障;混凝土板;静力性能;疲劳性能 |
| 摘要： | 近年来，随着城市交通建设的不断加快，噪声污染也日趋严重。对于城市道路和铁路，声屏障是降低噪声和改善沿路环境的主要途径。对于外形较为简单的直立式声屏障，国内外学者已开展了大量研究，目标主要集中于声学和动力学特性。随着当代交通运输网的全面延伸，难免会出现货运铁路线穿越环评要求较高地区的特殊情况，传统低矮的声屏障结构已经不能满足环境降噪的要求，使得高大的全封闭声屏障结构应运而生。目前，深茂铁路“小鸟天堂”段区域即将首次采用全封闭声屏障结构。在此背景下，本文首次以混凝土板全封闭式声屏障为研究对象，从以下几个方面对其静力及疲劳性能进行试验研究，为结构设计提供了建议： (1)对声屏障的四节间试验段模型进行了静力加载试验，用ANSYS建立了试验段的有限元模型进行了静力加载数值模拟，将两者的测点应力结果进行了对比，验证了数值模型的准确性。 (2)建立了一节段的声屏障数值模型，分析了六种常见工况下的内力分布情况。之后将柱脚部分取出作为疲劳试验研究对象，建立了声屏障柱脚的精细化数值模型，通过对接触单元中单元类型参数的调整使无外荷载情况下结构的应力分布更符合实际，并对柱脚构件进行了静力加载试验验证了有限元模型的准确性。 (3)对列车脉动风压下声屏障柱脚的内力进行了时程分析，将柱脚最大脉动正压下的最大内力作为依据，通过对柱脚数值模型的加载试算等效得出疲劳试验中的疲劳荷载。最后进行了列车脉动风压等效荷载下柱脚的疲劳试验，并在200万次之后逐渐增大荷载幅，直至结构出现裂缝或者螺栓发生松动，探究了结构的损伤形式。 通过以上研究可以得出，混凝土板全封闭声屏障在各静力工况下结构强度均满足要求，且在使用期间声屏障柱脚不会发生疲劳破坏。在较大的疲劳荷载作用下声屏障柱脚螺栓会发生轻微松动，在设计过程中可以严格控制拧紧力矩防止螺栓松动发生，并定期对螺栓进行检查。 |
| 作者： | 马驰 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 朱宏平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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