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基于混合FE-SEA法的高架轨道结构振动噪声研究
| 论文题名： | 基于混合FE-SEA法的高架轨道结构振动噪声研究 |
| 关键词： | 高架轨道桥梁;振动噪声;预测方法;波动理论 |
| 摘要： | 近年来，城市轨道交通的发展迅速，随着人们环保意识的增强和生活水平的提高，高架轨道桥梁结构振动与噪声成了制约高架轨道发展的重要因素之一。因此，研究高架轨道桥梁结构在列车荷载作用下的振动噪声特性，对促进轨道交通发展及提高人们的生活水平具有十分重要的意义。本文以沪昆高速铁路特大箱梁桥为工程背景，开展了高架轨道结构振动噪声预测方法研究。主要研究内容和结论如下： （1）通过阅读国内外学者的一系列研究成果，对高架轨道交通诱发环境振动和噪声问题的研究现状和进展进行了归纳总结，重点分析了目前高架轨道桥梁结构振动与噪声理论、模型与预测方法的优势与不足，并总结了高架轨道桥梁结构振动噪声现场测试一系列研究成果以及统计能量参数的研究结论。 （2）通过对沪昆高速铁路特大箱梁桥段进行现场试验，较为全面的得到了箱梁桥的车致振动以及辐射噪声规律。试验结果表明：各板件振动的规律总体一致，在支座截面处的远轨腹板、顶板、近轨腹板、底板的振动峰值频率均为125Hz，其中顶板的振级最大，约为100dB，远轨腹板的振级最小，约为90dB；顶板与底板的振动峰值频率范围为80~125Hz，底板的峰值频率范围为63~160Hz；箱梁的结构噪声主要集中在50Hz~200Hz频率范围内，箱梁底板附近的结构噪声的峰值频率在80Hz处。 （3）详细介绍并总结了基于波动理论的混合FE-SEA法的基本原理。主要包括混合法的应用特点等，并从子系统划分、FE子系统位移响应以及SEA子系统响应三方面对混合法的计算过程进行了推导。 （4）基于车轨耦合模型和混合FE-SEA法的基本理论，建立高架轨道箱梁模型，并用UM建立车辆模型并计算轮轨力，与此同时，针对高架轨道典型结构进行测试，获取统计能量关键参数，并选取部分场点进行箱梁结构噪声计算，最后将数值计算结果与噪声实测结果进行对比验证。结果表明：该模型与能够准确预测箱梁结构噪声，并且提高了计算效率。 （5）利用验证后的混合模型，分析箱梁各子系统（顶板、底板、近轨翼板、近轨腹板、远轨翼板、远轨腹板）的声贡献量、箱梁各板件的厚度以及列车行驶速度对箱梁结构噪声的影响。研究的结果表明，箱梁顶板与近轨翼板的声贡献量较大，共占总体声压级的76.72%；箱梁顶板的厚度对箱梁结构噪声的影响最大；在一定范围内随着车速的增加，箱梁结构噪声呈现增加的趋势。 |
| 作者： | 余亮亮 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 雷晓燕;罗锟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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