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原文传递城市大跨度轨道斜拉桥车致交通噪声预测与控制

论文题名：	城市大跨度轨道斜拉桥车致交通噪声预测与控制
关键词：	车致交通噪声;大跨度轨道斜拉桥;预测模型;控制策略
摘要：	城市轨道交通给人们带来便利、缓解城市交通拥堵的同时，噪声污染也随之而来。新时期轨道交通的发展必须满足绿色、环保、智能、可持续等社会经济发展理念，因此，在快速发展过程中的安全性、舒适性、环保性以及可靠性等方面的要求也会不断提高。由于地形的限制，大跨度高架桥梁线路形式在轨道交通中应用较为广泛，车致交通噪声问题尤为突出，有必要对城市大跨度轨道斜拉桥车致交通噪声进行系统性的研究。　　城市交通噪声主要来源于公路、轨道、水运、航空等多种交通方式，其中，城市大跨度轨道斜拉桥的交通噪声来源、产生机理、传播规律以及空间分布等与其它交通方式和普通轨道线路有所不同。目前对于高架轨道交通噪声的研究多以简支桥梁、混凝土轨道桥等为主，对大跨度钢桁斜拉桥轨道交通的研究较少，且模型构建较少与实测数据结合。因此，本文针对大跨度轨道斜拉桥的振动与噪声特性，建立基于实测数据与数值计算的城市大跨度轨道斜拉桥车致交通噪声空间预测模型，并提出交通噪声控制措施，主要研究工作及成果如下：　　（1）为揭示城市大跨度轨道斜拉桥车致交通噪声特性、空间分布、传播和衰减规律，以重庆市轨道交通6号线东水门长江大桥为主要研究对象，选取合适的交通噪声及振动试验测点，获取轨道交通噪声及自振实测数据，对桥梁结构噪声和轮轨噪声试验结果进行时频域分析及能量分析。　　（2）为计算列车速度及荷载动组合作用下的结构振动响应，联合UM多体动力学软件和ANSYS有限元软件构建车辆-轨道-桥梁耦合系统动力学模型，并基于实测振动频率和相关文献，通过模态分析验证有限元模型的准确性。以瞬态动力分析法计算桥梁和轮轨结构在列车速度及荷载动组合下的振动位移、速度及加速度响应。　　（3）针对列车速度及荷载动组合作用下的轨道交通噪声特性、辐射规律和空间能量分布，以桥梁和轮轨结构的振动速度响应作为声学边界条件，导入LMS Virtual.lab Acoustics声学软件并构建车辆-轨道-桥梁耦合系统交通噪声数值模型。通过声学边界元和声学有限元法计算桥梁结构噪声和轮轨噪声时频域结果，绘制城市大跨度轨道斜拉桥车致交通噪声空间能量分布热图。　　（4）基于实测噪声数据，利用三次方回归公式和机器学习算法，构建差异修正和列车速度及荷载动组合下的城市大跨度轨道斜拉桥车致交通噪声空间预测模型。通过GA-BP反向寻优算法构建环境噪声限值下的列车速度及荷载优化模型，基于优化模型和交通噪声空间预测模型，分析列车速度、钢轨打磨、车轮镟修及减振扣件下的城市大跨度轨道斜拉桥车致交通噪声控制效果。　　本文构建的城市大跨度轨道斜拉桥车致交通噪声空间预测模型、列车速度及荷载优化模型，有助于分析列车在不同速度及荷载动组合作用下的轨道交通噪声能量空间分布，有助于研究列车速度、钢轨打磨、车轮镟修及减振扣件的交通噪声控制效果，并适用于其它工程参数及措施对交通噪声的影响评价，从而为轨道运营部门控制和管理轨道交通噪声提供参考。
作者：	唐杰
专业：	交通运输工程;交通运输规划与管理
导师：	尚婷;唐伯明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022