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城市轨道交通高架U型梁瞬态声辐射特性研究
| 论文题名： | 城市轨道交通高架U型梁瞬态声辐射特性研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;U型梁;结构噪声;瞬间边界元法 |
| 摘要： | 近年来，随着城市规模的不断扩大，城市轨道交通向市区周边延伸建设的现象越来越普遍，高架线在城市轨道交通线路中所占比例逐年增大，而列车在经过高架桥梁时所致的噪声污染问题也愈发严重，桥梁结构噪声由于其低频的特性对人体身心伤害极大。U型梁作为一种新型桥梁形式，因为其自身的优越性能在城市轨道交通高架桥梁中被大量应用，研究其结构噪声显得尤为重要。 时域下的噪声研究，既能够清晰反映声压在时间域的分布情况，又能合理的反映列车在通过桥梁瞬时的噪声辐射情况，瞬态边界元法可以避免由于模态截断误差和简化边界条件所带来的结果误差，而以往的研究大多在频域下。本文以车-线-桥耦合动力学为理论基础结合瞬态边界元法对一城市轨道交通30m高架U型梁进行时域下的动力学分析和声辐射特性研究，并对U型梁结构噪声的影响因素进行探讨分析，本文主要研究内容及结论如下： （1）通过建立车-线-桥动力学模型，对城市轨道交通高架U型梁进行动力响应分析，结果表明：U型梁固有振型主要表现为局部振动和整体扭转。以列车垂向轮轨力作为移动载荷作用下的桥梁各板件中底板振动响应最大，其次为腹板和翼缘板。 （2）建立U型梁结构噪声预测模型，对桥梁结构噪声进行求解，对桥梁附近声场云图、特定场点声压级幅值及板件贡献量进行时程分析，结果表明：整个声场中桥梁结构噪声由梁体为中心呈发散状态，指向性明显，在前后转向架通过桥梁跨中位置时刻桥梁附近声辐射明显增强，且桥梁正上方区域声压幅值大于桥梁正下方区域，地面附近声场由于地面声反射的作用存在一定的反射增强区；桥梁各板件中底板对声场贡献量最大，与底板振动响应最大一致。 （3）为研究不同参数对U型梁结构噪声的影响，考察改变底板、腹板厚度和是否考虑地面声反射对桥梁声辐射特性的影响，结果表明：底板厚度的增加对整个声场中的声压级幅值有减弱作用，可以适当增大底板厚度，以达到减振降噪的目的；增大腹板厚度为结构噪声的传播起到了一定的遮蔽作用，在对腹板的厚度的增大时要适度，以免增大局部区域的声压；地面声反射会影响声场的分布规律，声压幅值由梁体上半部分转移到了梁体下半部分，且对地面附近声场有着一定的增强作用。 |
| 作者： | 冉潇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 石广田;张小安 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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